Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные показатели и характеристики насосов

Основные показатели и характеристики насосов

Главные показатели и характеристики автоматических насосов для воды

Все насосное оборудование имеет номенклатурные показатели, которые характеризуют основные особенности их работы и сферу применения. В каталогах производителей и технической литературе приводятся основные характеристики насосов и графики, описывающие параметры функционирования, однако при выборе оборудования сложно однозначно опираться на них.

Основные показатели и характеристики насосов, приводимые в описаниях и технической литературе, следующие:

  • Подача насоса Q – показатель, характеризующий объем жидкости, перекачиваемой в единицу времени. Кроме объемной подачи насос может иметь характеристику массовой или весовой подачи, однако принято указывать именно объем перекачиваемой среды, измеряемый под давлением на выходе насоса. Кроме подачи часто имеет значение производительность насоса, то есть расход рабочей жидкости на входе.
  • Напор насоса H – показатель, характеризующий разность механической энергии движения жидкости на выходе и входе насоса. Напор, как и подача, может быть весовым, объемным и массовым. Характеристика весового напора используется наиболее широко, однако она неприменима для описания насосов, используемых в условиях отсутствия гравитации. Кроме того, параметром напора также пренебрегают для высоконапорных агрегатов, создающих большую скорость движения среды, потому как эта величина ничтожно мала по сравнению со статическим давлением.
  • Коэффициент полезного действия агрегата – показатель, характеризующий отношение полезной гидравлической мощности к полной мощности, подводимой к насосу. Максимальное значение величины КПД характеризует оптимальный режим работы насоса. Различают оптимальный и номинальный режим работы насоса. Последний характеризуется допустимыми параметрами работы насоса, а оптимальный – это режим работы с такими параметрами, когда насос функционирует наиболее эффективно.
  • Параметры кавитации, надкавитационный напор – характеристики, описывающее избыточное давление жидкости над удельной энергией ее насыщенных паров. Значение надкавитационного напора должно соблюдаться во избежание существенного снижения напора и КПД насоса. Существуют следующие параметры надкавитационного напора:
    1. подавляющий напор – такое значение надкавитационного напора, при котором признаков кавитации не обнаруживается;
    2. эрозионный напор – значение, при котором наблюдается эрозионное воздействие жидкости на рабочие органы насоса, определение значения эрозионного напора происходит исходя из анализа виброзвуковых характеристик работы насоса или при помощи метода лаковых покрытий;
    3. параметрический напор – значение напора, при котором появляются устойчивые каверны, значение параметрического напора описывает такое состояние, когда происходит уменьшение напора на 2% по сравнению с бескавитационным режимом работы при неизменной подаче;
    4. предельный напор – минимальное значение надкавитационного напора, при котором еще сохраняется кинематическое подобие течений при моделировании работы насоса или при специальных испытаниях.
  • Номинальная высота самовсасывания – величина, характеризующая расстояние по вертикали от поверхности жидкости до верхней точки области возникновения кавитационных явлений. Величина указывается для насосов, обеспечивающих постоянное во времени самовсасывание.
  • Минимальное время самовсасывания – допустимая продолжительность работы самовсасывающего насоса при сохранении параметра нормальной высоты самовсасывания. В том случае, когда время самовсасывания для насоса не ограничено, то принимается такое значение, когда подача воздуха на вход насоса уменьшается на 25%.

Итак, были перечислены технологические характеристики насосов. Есть также эргономические показатели, относящиеся к внешним параметрам эксплуатации насосов:

  • внешняя утечка – количество жидкости, вытекающей во внешнюю среду через какие-либо щели или дефекты уплотнений при номинальном режиме и определенном давлении на входе;
  • уровень звукового давления – уровень шума, создаваемого насосом, измеряется на расстоянии 1м от внешнего контура установки при номинальной работе насоса;
  • уровень вибрации – характеристика, определяющая уровень вибрации в точках, где она максимальна, по среднеквадратическому отклонению скорости и ускорения на поверхности насоса.
Читайте так же:
Схема последовательного подключения светильников

Любой насос также имеет показатели надежности. Надежность характеризуется максимальными допусками отклонений от показателей, при которых может происходить работа насоса. В этом случае, чем выше допуски, тем выше надежность насоса.

Дополнительная информация, консультации, цены

Мы предложим эффективное и экономичное решение. Воспользуйтесь опытом наших технических специалистов — заполните форму справа, или позвоните.

Описание отдела

  • Производство, поставка и монтаж электростанций, ИБП, стабилизаторов, электрощитового оборудования, насосов, установок компенсации реактивной мощности, трансформаторов, электротехнического оборудования.
  • +7 (495) 229-85-86

Центробежный насос, основные характеристики

Центробежный насос, основные характеристики

Распределение и циркуляция воды в системах водоснабжения и теплоснабжения, отвод воды из котлованов, резервуаров и затапливаемых площадей, орошение в сельском хозяйстве, водоснабжение из глубоких артезианских скважин – эти задачи в современном мире требуют применения насосных агрегатов. Если мы хотим переместить или просто привести в движение холодную или горячую жидкость — мы применяем насосы. Центробежные насосы получили широкое распространение во всех отраслях промышленности, в коммунальном и бытовом секторе.

Задача выбора насосного оборудования состоит в принятии наилучшего технического и экономически выгодного решения, максимально полно отвечающего потребностям потребителя. Опыт практической работы показывает, что часто покупатель насоса ошибочно выбирает оборудование, руководствуясь произвольно заданными критериями и не вникая в суть физических процессов перекачивания жидкости. Как минимум выбор центробежного насоса базируется на конструктивных особенностях и на оценке гидравлической задачи (рабочей точки). При выборе важно учитывать характеристики конструкционных материалов и их совместимость с физико-химическими свойствами жидкостью. Немаловажным фактором выбора окажется способность насоса экономично работать в определенном нагрузочном режиме и его совместимость с внешней средой.

С технической точки зрения насос – это гидравлическая машина, механическое действие которой направлено на увеличение общей энергии жидкости. Насос передает жидкости часть энергии, полученной от привода. Работа центробежного насоса базируется на принципах поведения жидкости в закрытой емкости. Жидкость, подверженная высокой скорости вращения, становится более плотной с удалением от центра вращения и приобретает, таким образом, избыточную энергию. Точно также, жидкость, заключенная к корпусе насоса, вращается с помощью лопастей рабочего колеса, закрепленного на валу. Вращающийся вал отталкивает жидкость за счет центробежной силы в периферийное пространство, передавая жидкости энергию (подобно вращению ложки в чашке с чаем, размешивающей сахар).

Жидкость в центробежных насосах меняет направление движения — с осевого на радиальное. Загнутые лопасти рабочего колеса вращаются вокруг оси с периферийной скоростью, жидкость покидает окончание лопасти, двигаясь в радиальном направлении, также с определенной объемной скоростью. Сочетание векторов скоростей определяет в итоге производительность и напор центробежного насоса – его гидравлические характеристики. Соответствие напора и производительности традиционно представляют в виде характеристической линии Q-H. Центробежные насосы с небольшим напором и высокой производительностью характеризуются наличием рабочего колесо с небольшим диаметром и широким проходом, для того чтобы захватить большой объем жидкости при вращении. Напротив, насосы с высоким напором и малой производительностью содержат рабочие колеса с узкими лопастями и большим диаметром. Несколько центробежных насосов с равной производительностью могут объединяться последовательно для того, что бы получить напор, который не способен создать одноколесный насос. Созданная в рамках одного насоса конструкция с последовательностью насосов одинаковой производительности получила название многоступенчатой. Многоступенчатые насосы способны создавать напор, исчисляемый сотнями метров. Максимальный напор одноступенчатого насоса не превышает 80-100 м. Корпус центробежного насоса сконструирован в соответствии с уравнением Бернулли (законом сохранения общей энергии жидкости) так, что бы преобразовать кинетическую составляющую энергии жидкости в статическую составляющую и увеличить напор.

Несмотря на то, что в современной практике для приведения насосов в действие применяются различные виды механических двигателей, мы остановим внимание исключительно на обзоре основных характеристик электрических центробежных насосов и электрических двигателей в составе центробежного электронасоса. Это обусловлено тем, что сфера специализации нашего предприятия охватывает исключительно электрические насосы, а также тем, что электрический двигатель остается наиболее распространенным видом привода в современном мире, позволяющим полностью или частично автоматизировать процесс работы насосных установок.

В нашем обзоре мы остановимся на фундаментальных характеристиках, описывающих работу электронасоса, оценка которых необходима для осуществления корректного выбора насоса для конкретно определенной задачи. Мы отдельно рассмотрим технологические параметры насоса: подачу, напор, мощность, эффективность (КПД) и кавитационный запас. Оценим характеристики гидравлической системы, в которую насос будет установлен. Рассмотрим основные характеристики электродвигателей: номинальную мощность и номинальный ток, коэффициент мощности, количество оборотов, режим нагрузки, класс изоляции и степень защиты. Обратим внимание также на отличие номинальных характеристик, при которых должен эксплуатироваться насос, и оптимальных характеристик, которые соответствуют режиму максимальной экономической эффективности использования насоса. Под оптимальным режимом работы насосного агрегата понимают режим работы в условиях максимального коэффициента полезного действия. Во многих случаях применения режим работы насоса не совпадает с оптимальным режимом. Это объясняется необходимостью в реальных условиях применения обеспечить показатели работы насоса, отличные от режима максимальной эффективности.

Параметры центробежного насоса и соотношение между ними

Основными параметрами насосов, определяющими диапазон изменения режимов работы насосной станции, состав ее оборудования и конструктивные особенности, являются напор, подача, мощность и коэффициент полезного действия.

Напор представляет собой разность удельных энергий жидкости в сечениях после и до насоса, выраженную в метрах. Напор, создаваемый насосом, определяет предельную высоту подъема или дальность перекачки жидкости.

Подача, т.е. объем жидкости, подаваемой насосом в напорный трубопровод в единицу времени, измеряется обычно в м³/ч или л³/ч.

Теоретическую подачу центробежного насоса Qт, м³/ч, можно вычислить по уравнению неразрывности потока:

QТ = Fvср,(3.10)

где F – площадь поперечного сечения потока; vср – средняя скорость потока, нормальная этому сечению.

Полезная подача центробежного насоса вычисляется по формуле:

Q = ηо QТ,(3.11)

где ηо – объемный КПД насоса.

Мощность, затрачиваемая насосом, необходима для создания нужного напора и преодоления всех видов потерь и определяет мощность приводного двигателя и суммарную (установленную) мощность насосной станции.

Коэффициент полезного действия учитывает все виды потерь, связанных с преобразованием механической энергии двигателя в энергию движущейся жидкости. КПД определяет экономическую целесообразность эксплуатации насоса при изменении остальных его рабочих параметров (напора, подачи, мощности).

КПД насоса равен произведению гидравлического, объемного и механического коэффициентов полезного действия:

η=ηгηоηм(3.12)

и характеризует совершенство конструкции, а также качество изготовления насоса. КПД крупных насосов доходит до 0,92, а малых насосов 0,6-0,7 и менее.

Зависимость подачи, напора, КПД от числа оборотов центробежного насоса определяется с помощью универсальной характеристики. Из рисунка ниже видно, что наибольшее значение КПД обеспечивают двигатели с частотой вращения 1450 об/мин. Необходимо отметить, что режим работы насоса с пониженной частотой вращения допускается, но повышение частоты вращения в каждом случае следует согласовывать с заводом-изготовителем.

Рисунок 1 – Универсальная характеристика центробежных насосов

Кавитация представляет собой процесс нарушения сплошности течения жидкости, т. е. образование в струе перекачиваемой жидкости полостей (каверн), заполненных ее парами или газами.

По мере продвижения засасываемой насосом жидкости ее давление падает и может стать меньше упругости насыщенных паров, отчего в потоке образуются заполненные паром (газом) пузырьки, объединяющиеся в каверны.

а — начальная стадия;

б — развитая кавитация;

в — супер кавитация

Рисунок 2 – Стадии развития кавитации

Этот процесс сопровождается образованием большого числа пузырьков, наполненных преимущественно парами жидкости, а также газами, выделившимися из жидкости. Образование пузырьков внешне похоже на кипение жидкости. Возникшие в результате понижения давления пузырьки увеличиваются в размере и уносятся потоком. При этом наблюдается местное повышение скорости движения жидкости за счет стеснения поперечного сечения потока выделившимися пузырьками пара или газа.

Работа насоса в режиме кавитации внешне проявляется шумом, внутренним треском, повышенным уровнем вибрации, а при сильно развившейся кавитации – гидравлическими ударами.

Кавитационный износ возникает вследствие локальных гидравлических ударов жидкости в зоне кавитации, в результате на поверхности детали возникают микроскопические углубления, которые затем сливаются, образуя глубокие каверны (раковины). Кавитация сопровождается также химическим разрушением материала насоса под действием кислорода и других выделившихся газов. Действие кавитации усиливается, если жидкость содержит взвешенные абразивные вещества (песок).

Рисунок 3 – Кавитационная эрозия

Наиболее подвержены кавитационному разрушению чугун и углеродистая сталь. Более устойчивы в этом отношении бронза и нержавеющие стали. В целях повышения устойчивости деталей насосов применяют защитные покрытия.

Для создания нормальных (безкавитационных) условий все центробежные насосы работают с необходимым кавитационным запасом, т. е. на входе насоса создается дополнительное давление (подпор), сверх давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости.

Для предупреждения явления кавитации нельзя допускать, чтобы вакууметрическая высота всасывания превышала допустимую для данного насоса высоту всасывания и на входе насоса обеспечивалось избыточное давление. Достигается это путем заглубления насосов или при помощи вспомогательного подпорного насоса.

Основной характеристикой центробежных насосов является комплексная характеристика.

Dhg
Dhg
η
η

Допустимый кавитационный запас Dhд, приводимый на характеристике, есть минимально допустимый избыток удельной энергии перекачиваемой жидкости на входе в насос над удельной энергией насыщенных паров жидкости, при котором не происходит холодного кипения жидкости в насосе или кавитации. С помощью Dhд рассчитывается минимально допустимое давление на входе в насос Рвхmin:

(3.13)

где РS – давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости при температуре перекачки, Н/м²; r – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³; g – ускорение свободного падения, м/с²; Dhд – допустимый кавитационный запас, принимаемый по комплексной характеристике насоса для соответствующей подачи, м.

При давлениях на входе в насос, больших Рвхmin, кавитации в насосе не наблюдается.

При решении многих инженерных задач H-Q характеристики насосов используются в аналитической форме, которую получают путём аппроксимации графической H-Q зависимости. Аппроксимацию выполняют на основе уравнения:

H = a — b×Q 2(3.14)

На H-Q характеристике в её рабочей зоне берут две любые точки с координатами Q1, H1 и Q2, H2 соответственно. Затем эти координаты подставляют и дважды записывают уравнение. В результате получают систему двух уравнений с двумя неизвестными – a и b.

(3.15)

Решение данных уравнений даёт зависимости для определения численных значений a и b через известные Q1, H1 и Q2, H2:

; .(3.16)

Подставив рассчитанные значения a и b в уравнение можно пользоваться полученным выражением для определения напора насоса в зависимости от его подачи.

Дата добавления: 2021-02-19 ; просмотров: 167 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Калькулятор расчета центробежного насоса

Данный калькулятор способен расчитать основные параметры насоса при изменении частоты вращения. Для этого необходимо внести в первую таблицу четыре параметра:

  • Исходную подачу, м 3 /ч
  • Напор, (м. в. ст.)
  • Обороты электродвигателя, (об/мин)
  • Частота, (Гц)

Далее, нужно ввести новые обороты электор двигателя, при которых должны расчитываться параметры. Все вычисления происходят по формулам, представленым ниже. Три нижних пустых поля используются для вывода результатов. Также вы сможете увидеть всё на графике.
Индексами 1 и 2 помечены начальные и новые параметры соответственно. Для того, чтобы подсчитать напор или подачу, в обязательном порядке необходимо заполнить исходную подачу, исходный напор, обороты электродвигателя исходные n1 и новые n2.


где F — частота, H — напор, Q — подача, n — обороты электродвигателя

При организации водоснабжения и отопительных комплексов элемент – жидкость циркулирует по всей системе. Этот процесс обеспечивают множество компонентов, включая самый основной – центробежный насос(ЦН). Силовой агрегат выполняют наиболее важную задачу по транспортировке воды и отопительного элемента по трубопроводу и топливным радиаторам. Однако для получения успешного результата необходимо провести качественный расчет центробежного насоса.

Принцип работы таких агрегатов заключается в перекачке жидкости за счет центробежной силы. Однако стоит помнить, что выбирать ЦН необходимо правильно, в противном случае компонент не сможет выполнить поставленные на него задачи. Также на выбор влияет специфика задач, для которых будет применять центробежный насос.

Алгоритм функционирования не отличается сложностью, что делает использование агрегата наиболее простым и в то же время крайне эффективным. Принцип работы центробежного насоса заключается в следующих действиях:

  • жидкость поступает к центру рабочего колеса(РК). Это происходит за счет всасывающей трубы – патрубка;
  • крыльчатка рабочего колеса начинает функционировать благодаря работе электрического двигателя;
  • создается центробежная сила, за счет которой жидкость от крыльчатки прижимается к стенкам, создавая давление;
  • далее, жидкость проходит через нагнетательный патрубок.

Что такое кавитация в отопительной системе?

Этот показатель – образование пузырьков пара в перекачиваемой жидкости во время снижения гидростатического давления(СД) и схлопывания этих пузырьков, где СД имеет повышенный показатель.

Особенностью кавитации в центробежных насосах является тот факт, что она образуется на входной кромке РК в месте, где скорость перемещения потока максимальная, а гидростатическое давление минимальное.

Кавитация имеет характерные особенности. Вследствие ее возникает шум, треск, возникновение вибрационного воздействия. Этот процесс сопровождается и падением напора, мощности, что сказывается на КПД.

Важно: Нет материалов, которые имеют повышенную устойчивость к кавитации. Поэтому при ее возникновении необходимо останавливать работу насоса так, как этот процесс может спровоцировать поломку всей системы.

Как правильно рассчитать необходимый насос

Для того, чтобы выполнить гидравлический расчет центробежного насоса следует рассчитывать каждый параметр, включая производительность (W = l1*(п*d1 – b*n)*c1 = l2*(п*d2 – b*n)*c2), напор (N = (h2 – h1)/(p * g) + Ng + sp), потребляемую мощность (M = p*g*s*N), пиковую высоту всасывания воды или любого другого отопительного элемента (Nv = (h1 – h2)/(p * g) – sp – q2/(2*g) – k*N).

Но, как показывает практика, расчет центробежного насоса по заданным формулам занимает крайне много времени и не всегда является точным так, как всегда есть вероятность возникновения ошибки из-за человеческого фактора. Поэтому, для решения этой проблемы мы на сайте предоставляем калькулятор центробежных насосов, включающий все необходимые параметры.

Преимущества калькулятора центробежных насосов от «CNP»

Наша компания занимается компонентами водоснабжения и отопительной системы свыше 5-лет, а потому специалисты точно знают, как правильно рассчитывать необходимые параметры центробежного насоса для того, чтобы он выполнял любую специфику задач, включая обеспечение теплом.

В структуру калькулятора вошли все необходимые для правильного расчета напора, мощности, высоты, рабочего колеса центробежного насоса. Указав базовые параметры, вы получите максимально точный результат и потратите минимальное количество времени – до двух минут.

Калькулятор отличается многофункциональностью, что немаловажно для подсчета. Ранее, чтобы выполнить расчет, необходимо было пользоваться сразу несколькими калькуляторами. Теперь вам доступен многофункциональный продукт, который является и максимально точным конвектором. Используя калькулятор центробежных насосов, вы сможете одновременно переводить единицы измерения в любые другие, наиболее удобные для проведения расчета.

Наш калькулятор абсолютно бесплатный и доступен для каждого. Пользуйтесь им и выполняйте расчеты правильно, что сэкономит вам массу денег и времени.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector