ККД двигуна насоса, насоси, нпш, манометрична висота, тиск, навантаження, гідравлічний

Для транспортування рідини з одного місця в інше насос повинен забезпечувати певний тиск, який називається загальною манометричною напором, це залежить від умов всмоктування та нагнітання.

Щільність рідини

Щільність є важливим фактором, який слід враховувати при виборі розміру насоса. Щільність рідини може впливати на вихідний тиск насоса. При однаковій вертикальній висоті рідина, важча за воду, вимагає більшої сили для транспортування рідини.

Графік нижче порівнює висоту рідини при однаковому тиску, висоту рідин з різною щільністю. 100-метрова колона води (щільність 1 або 1000 кг/м3) чинить тиск 9,81 бар, тоді як 83-метрова колона розсолу (важча рідина) і 133-метрова колонка бензину (легша рідина) потрібні для такий же тиск.

Гідравлічне навантаження (Hh)

Hh (в Па) = (9,81 * Z * p)
  • стор = щільність рідини в кг/м3.
  • 9,81 = Середня інтенсивність сили тяжіння.
  • Z = Геометрична висота (всмоктування або нагнітання або обидва) у метрах води, мВт.

Установка замкнутого контуру

Для систем опалення або охолодженої води із закритими розширювальними пристроями гідравлічні насоси визначаються відповідно до:

HMT = падіння тиску в гідравлічному контурі

Встановлення обриву ланцюга

Це стосується, наприклад, установок опалення або охолодженої води з відкритим розширювальним пристроєм, охолоджувальної вежі з відкритим контуром, установок розподілу санітарної води тощо.

Загальна манометрична головка (HMT)

HMT = Hh + J аспіл. + J рефо. + Пр
  • Hh = гідравлічне навантаження в Па
  • J asp = падіння тиску всмоктувальної лінії в Па
  • J refou. = Падіння тиску нагнітальної магістралі в Па
  • Pr = залишковий тиск або робочий тиск в Па (Pr - відносний тиск)

Інші випадки з різним відносним тиском P1 і P2:

  • 1 = HMT = Hh + J аспіл. + J рефо.
  • 2 = HMT = Hh + J аспіл. + J рефо. + (P2 - P1). (За умови, що Р1> при атмосферному тиску)
  • 3 = HMT = Hh + J аспіл. + J рефо. + Pr + (Patm - P1). (За умови, що Р1 є (Patm ? Pv ? J asp - Hh)/9810
  • NPSH в метрі рідини = ((Patm ? Pv ? J asp - Hh)/p)/9,81

    • насоса

  • Патм = Атмосферний тиск (залежить від висоти) в Па
  • Pv = Абсолютний тиск (Па) випаровування рідини, див рівень грунтових вод
  • J asp = падіння тиску всмоктувальної лінії в Па
  • Hh = заряд гідравлічної рідини

    Hh (в Па) = (9,81 * Z * p)

    • стор = щільність рідини в кг/м3.
    • 9,81 = Середня інтенсивність сили тяжіння.
    • Z = Геометрична висота (всмоктування або нагнітання або обидва) у метрах води, мВт.

    Розрахунок NPSH, доступний для насоса під навантаженням

    NPSH (в Па) = Патм ? Pv ? J asp + Hh
    • NPSH в метрах водного стовпа = (Patm ? Pv ? J asp + Hh)/9810
    • NPSH в метрі рідини = ((Patm ? Pv ? J asp + Hh)/p)/9,81

    Це мінімальна висота рідини (передбачається при її температурі кипіння), необхідна над всмоктуванням, щоб запобігти кавітації.

    • тип насоса
    • від робочої точки

    Він надається виробником насоса у вигляді кривої, що дає необхідний NPSH (у метрах рідини) у залежності від швидкості потоку.

    Виражений таким чином (у метрах рідини), NPSH не залежить від природи перекачуваної рідини.
    Він завжди позитивний і зазвичай становить кілька метрів (від 2 до 5 метрів)

    Деякі спеціальні насоси, звані низьким NPSH, допускають значення менше 1 метра.

    Важливо, щоб NPSH, наявний у гідравлічній системі, був вищим, ніж NPSH, необхідний насосу. Зазвичай ми беремо додатковий запас міцності 0,5 м.

    Це термін, що використовується для опису явища, яке відбувається в насосі, коли NPSH недостатньо доступний. Тиск рідини знижується до значення, рівного або менше її тиску пари, де починають утворюватися маленькі бульбашки або парові кишені.

    Супутній шум - це найпростіший спосіб визначити кавітацію. Вібрація та механічні пошкодження, такі як несправність підшипника, також можуть виникнути внаслідок роботи в кавітації.

    Єдиний спосіб запобігти небажаним наслідкам кавітації - це забезпечити, щоб NPSH, наявний у системі, був вищим, ніж NPSH, необхідний насосу.

    Схема доставки не пов'язана з проблемами кавітації.

    Ніколи не кладіть регулюючий клапан або запірний клапан на лінію всмоктування.

    Розрахунок двигуна насоса

    Енергія, що поглинається насосом, розпадається на:

    Механічна енергія, що подається до рідини (замкнений контур)

    Це гідравлічна потужність, що передається рідині, коли вона проходить через насос.

    Ця механічна потужність задається наступною формулою:

    • P = Потужність, що передається рідини насосом у ватах.
    • Q = витрата в м3/с.
    • Hm = об'єм енергії або перепад тиску гідравлічної мережі, виражений у м.

    Механічна енергія при гідростатичному навантаженні (рідина на розімкнутому контурі)

    • P = Потужність, що передається рідини насосом у ватах.
    • Q = витрата в м3/с.
    • r = щільність рідини в кг/м3.
    • H = висота навантаження в метрах.
    • 9,81 = Середня інтенсивність сили тяжіння.

    Деградована енергія, виражена ефективністю насоса (потужність на валу насоса)

    Це потужність, виміряна на валу насоса.

    Механічна енергія, необхідна для насоса, завжди більша, ніж енергія, що передається рідині внаслідок різного тертя обертових елементів.

    • Pmec = Механічна потужність, необхідна для насоса.
    • Pfl = Потужність, що передається рідини.
    • Rv = механічна ефективність вентилятора.
    • Rt = ефективність передачі.

    У відцентрових насосах більша частина деградованої енергії нагріває перекачувану рідину.

    У поршневих насосах більша частина деградованої енергії знаходиться в механічних передачах і не передається рідині.

    Загальноприйнятими поверненнями є:

    • Поршневі насоси = 0,6-0,7
    • Відцентрові насоси = 0,4-0,8

    При виборі двигуна саме потужність, що поглинається насосом, визначає потужність, що подається двигуном, а отже, і потужність, що поглинається мережею. Тому необхідно подбати про те, щоб двигун мав достатню потужність, щоб задовольнити всі робочі ситуації установки.

    Візьмемо випадок з насосом з поглинаною потужністю 8,5 кВт. Двигун видаватиме ці 8,5 кВт, незалежно від того, розрахований він на 7 кВт або 10 кВт. Отже, двигун потужністю 7 кВт, який повинен працювати при температурі 40 ° C, завжди буде перевантажений на 21,5%.

    Безпосереднім наслідком перевантаження двигуна є підвищення температури обмотки. Коли вона перевищує граничну температуру, визначену відповідно до вибраного класу ізоляції, що відповідає прийнятному терміну служби (30000 год), термін служби ізоляції зменшується. Перевищення межі температури 8-10 ° C зменшує термін служби ізоляції приблизно вдвічі. Перевищення 20 ° C означає скорочення на 75%.

    Двигуни стандартної конструкції призначені для використання при максимальній температурі навколишнього середовища 40 ° C (і максимальній висоті ділянки 1000 м). Будь-яке відхилення вимагає корекції номінальних потужностей.

    Приклад розрахунку

    У програмі розрахунку HydroTherm, є додатковий модуль розрахунку, який дозволяє вам за певним перепадом тиску та витратою води оцінити моторизовану потужність гідравлічної установки.

    Для витрати води 200 м3/год та перепаду тиску на 3 бар корисна енергія, що поглинається на валу двигуна, становить 30,86 кВт.

    Номінальна потужність двигуна повинна бути більшою або рівною цьому значенню. Рухові сили нормалізуються.

    Розмір електроустановки буде здійснюватися за допомогою:

    • номінальна потужність двигуна 37 кВт.
    • видима електрична потужність 46,65 кВА (кіловольт ампер на годину) в Tri 400 V + земля
    • силовий кабель, визначений на основі електричного струму 67,34 А.

    У цьому випадку двигун не буде працювати при повному навантаженні, він працюватиме на 83% від номінальної потужності.

    Фактичне споживання електричної енергії складе 38,91 кВт-год. Саме ця величина буде використана, якщо ми хочемо проводити щорічну оцінку споживання електричної енергії.

    Це, звичайно, лише оцінка (продуктивність насоса залежить від виробника), але ці дані будуть дуже корисними під час попереднього проекту або оцінки ціни.