Коловратный насос – это разновидность объемных роторных насосов, которая предназначается для подачи различных жидкостей и пастообразных смесей, включая химически-активные, обладающих высокой вязкостью, не содержащих абразивных веществ, не обладающих смазывающей способностью и температурой до +80 оС.
Коловратные насосы также называют кулачковыми насосами. Всё дело здесь в конструктивных особенностях и этих насосов. Принцип работы коловратного насоса основывается на вытеснении жидкости из корпуса насоса при помощи рабочего органа – кулачкового ротора. При этом, сам ротор может иметь различную форму и количество рабочих валов (рисунок 1). На территории нашей страны наибольшее распространение получили двухкулачковые коловратные насосы.
Рисунок 1. Форма роторов коловратных насосов.
Насосы коловратного типа нашли свое применение в химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Прямым конкурентом коловратных насосов являются шестеренные насосы. Они способны выполнять те же функции и перекачивать те же жидкости, что и кулачковые. Однако, главным отличием коловратных насосов является то, что на обоих роторах (ведущем и ведомом) такого насоса содержится от одного до четырёх зубьев специальной формы, причем они не несут нагрузки, связанной с передачей крутящего момента. Здесь, силовую нагрузку крутящего момента передают синхронизирующие шестерни. Как следствие, насосное оборудование коловратного типа имеет большой срок безаварийной эксплуатации.
Перемещение жидких сред осуществляется путем периодического изменения объема, т.е. перекачиваемая жидкость, при вращении роторов, захватывается кулачками и перемещается из всасывающей полости в нагнетательную.
В стационарных коловратных насосах отечественного производства, в зависимости от марки и условий эксплуатации, применяются либо электродвигатели общепромышленного назначения серии АИР, либо их взрывозащищенные аналоги серии АИМ или ВА.
Многие современные кулачковые насосы комплектуются камерами обогрева жидкости, а также предохранительными клапанами (при этом, давление полного перепуска составляет не более полуторного значения стандартного рабочего давления), что в разы улучшает эксплуатационные свойства и увеличивает срок службы насоса. Некоторые насосы, для целей снижения числа оборотов электродвигателя, оборудованы редукторным механизмом.
Самыми известными и распространенными насосами коловратного типа являются насосы серий КВ и НКФ. Рассмотрим их более подробно.
— Химические коловратные насосы серии КВ предназначаются для перекачивания высоковязких жидкостей (таких как, мазут, вязкая нефть, масло, прядильные растворы), в том числе агрессивных, не обладающих смазывающими свойствами, вязкостью от 0,005 до 0,05 м
Рисунок 2. Коловратный насос КВ.
Насосы серии КВ могут комплектоваться редуктором или вариатором для возможности изменения и регулирования и изменения числа оборотов двигателя.
Под заказ, возможно изготовление таких насосов по
д особые пределы вязкости и рабочую температуру перекачиваемой жидкости.
Рисунок 3. Габаритные размеры коловратного насоса КВ.
Данные насосы предназначены только для химической и нефтехимической промышленности. Для перекачивания продуктов питания (тесто, фарш, мёд, крем, и т.д.) в пищевой промышленности они не подходят.
Проточная часть насосов коловратных КВ, как и большинства других, изготавливается из нержавеющей молибденистой стали (сталь Е) или бронзы. Уплотнение – торцевое.
— Фланцевый коловратный насос НКФ-54 – особый тип насоса, который предназначается для установки на транспортные средства, такие как, грузовой автомобиль или трактор, оборудованные валом или коробкой отбора мощности, которые и служат приводом для насоса.
Рисунок 4.Коловратный насос НКФ-54.
Таким образом, НКФ-54 – это навесной насос, который может быть снят с транспортного средства, когда это необходимо, а по потребности, смонтирован обратно для выполнения таких задач, как пожаротушение, дренаж, орошение.
Воду при этом, можно брать даже из открытых водоемов, что многократно увеличивает функциональную область применения коловратного насоса.
Как правило, данные насосы распространены в сельском хозяйстве и в сфере ЖКХ, а область работ, проводимых с их помощью, включает:
а) подачу воды даже с содержанием твердых механических примесей из открытых водоемов (реки, озера, пруды, болота, технические котлованы) для орошения, удобрения или внесения ядохимикатов.
б) откачку воды из любых емкостей, включая цистерны, дренаж затопленных сооружений, котлованов, подвалов многоквартирных домов.
Следует учитывать, что, для НКФ-54, механические примеси в перекачиваемой жидкости не должны быть больше 0,2% по весу, а размер твердых механических засорителей не должен превышать 0,2мм.
+7 499 995-09-49 | zakaz@rimos.
Пинский опытно-механический завод
https://www.rimos.ru/img/2022/L0ih4Hz5hI0gnk8Q.jpg
Беларусь, Пинск
Беларусь, Пинск
Пинский ОМЗ
+0 000 000-00-00
фыв
|
Продукт Id: 30923 Продукт Id: 30923 RP30923 RP30923 ЦНС(Г) 105-343 — Многоступенчатые насосы для воды — Римос |
Гидравлическая характеристика
Примечание
1.
Напорные характеристики насосов ЦНСГ105-98…490, ЦНС(Г)105-98…490 соответствуют характеристикам насосв ЦНС105-98…490 (при испытании на воде).
2. Допускаемая вакууметрическая высота всасывания с допускаемой для практики точностью определяется: H доп.вак. = 10 — ?h доп., м, где:
— 10 — барометрическое давление, м;
— ?h доп. — допускаемый кавитационный запас, м.
Общий вид насоса
Габариты насосов
Габариты агрегатов
Размеры патрубков4 Последнее изменение цен на продукт: 13 февраля 2023
|
Id |
Исполнение | Цена без скидки* |
| ТМЭ-1121 | ЦНС(Г) 105-343 б/дв б/р (ПНСК) | 329 160 ₽ |
| ТМЭ-1646 | ЦНС(Г) 105-343 б/дв н/р (ПНСК) | 355 493 ₽ |
| ТМЭ-2803 | ЦНС(Г) 105-343 с/дв 160/3000/лапы/IP54 (ПНСК) | 761 993 ₽ |
| ТМЭ-2113 | ЦНС(Г) 105-343 с/дв 160/3000/лапы/IP23 (ПНСК) | по запросу |
* Цены со скидками предоставлются по запросам. |
||
Задать вопрос
Насосы центробежные многоступенчатые секционные типа ЦНС 105-98…490, ЦНСГ 105-98…490, ЦНС(Г) 105-98…490 предназначены для перекачивания воды, а также других не взрывоопасных жидкостей, сходных с водой по вязкости и химической активности, содержащих твердые включения в количестве не боле 0,1% по объему и размерам частиц на более 0,2 мм. Температура перекачиваемой воды для насосов типа ЦНС до плюс 45С, а для насосов ЦНСГ от +45С до 105С.
Вид климатического исполнения — У3 по ГОСТ 15150.
Максимально допустимое давление на входе в насос — не более 0,3 МПа (3 кгс/см2). Изготавливаются числом ступеней от двух до десяти.
Места выхода вала из корпуса уплотняются сальниковой набивкой.
Подбор насосов по параметрам
ООО «Римос-Импэкс»
ОГРН 1035009560937
г. Химки, Московская область, РФ
ул. Горная, 23
+7 499 995-09-49
ООО Римос-Импэкс 5047030779 Контакты:
Адрес: Горная, 23 141421 Московская область, Химки, Сходня,
Телефон:+7 499 995-09-49, Электронная почта: [email protected]
Как читать кривую производительности насоса, остается темой, вызывающей большой интерес в пищевой, молочной промышленности, производстве напитков и фармацевтической промышленности.
.
Кривая производительности насоса поможет вам выбрать правильный насос для конкретных нужд вашей области применения.
Поскольку время производственного цикла увеличивается, правильный выбор насоса с первого раза становится важнее, чем когда-либо. В то же время, понимание всего диапазона возможностей каждого насоса в конкретных условиях эксплуатации дает вам окно для ваших вариантов, поэтому вы не ограничены лишь несколькими вариантами в процессе выбора.
Также называется кривой выбора насоса, кривой эффективности насоса или кривой производительности насоса. Диаграмма кривой насоса дает вам информацию, необходимую для определения способности насоса создавать поток в условиях, влияющих на производительность насоса . Точное чтение характеристик насоса поможет вам выбрать правильный насос на основе таких переменных, как:
Насос должен создают достаточный перепад давления, чтобы компенсировать потерю напора, создаваемую в трубопроводных системах трением, клапанами и фитингами.
Кривая насоса показывает два коэффициента производительности по осям X, Y, чтобы вы могли видеть объем жидкости, который насос может перекачивать при различных условиях давления.
В этом объяснении кривой насоса также рассматриваются такие переменные, как: поршневые насосы Например, если вы знаете расход, требуемый для вашего применения, вы находите расход в галлонах в минуту (или час) вдоль нижней горизонтальной линии кривой, а затем проводите линию до напора/PSI, которую вы требовать. Кривая покажет вам, будет ли выбранный вами насос работать в данном приложении. Кривые обычно включают показатели производительности, основанные на давлении, расходе, мощности в л.с., подстройке рабочего колеса и требуемом чистом положительном напоре на всасывании (NPSHr). Кривые центробежного насоса полезны, поскольку они показывают показатели производительности насоса на основе напора (давления), создаваемого насосом, и расхода воды через насос. Напор — это высота, на которую насос может поднять воду прямо вверх. Вода создает давление или сопротивление с предсказуемой скоростью, поэтому мы можем рассчитать напор как перепад давления, который насос должен преодолеть, чтобы поднять воду. Распространенными единицами измерения являются футы головы и фунты на квадратный дюйм. (Калькулятор характеристик насоса может предлагать различные единицы измерения, такие как бар или метры напора). Как показано на рис. 1, каждые 2,31 фута напора равны 1 фунту на квадратный дюйм. Расход – это объем воды, который насос может перекачать при заданном давлении . Расход указан на горизонтальной оси в единицах, таких как галлоны в минуту или галлоны в час, как показано на рис. Хотя кривые насоса помогают выбрать правильный насос для работы, сначала необходимо узнать общий динамический напор для применения. TDH = статическая высота + статическая подъемная сила + потери на трение Узнайте больше о центробежных насосах и основных расчетах. Допустим, вы хотите узнать скорость потока, которую вы можете получить от насоса на рисунке 3 при частоте 60 Гц, когда расчетное давление составляет 80 фунтов на квадратный дюйм. В этом случае кривая показывает, что насос может достигать скорости потока 1321 галлон в час при давлении нагнетания 80 фунтов на квадратный дюйм. Поскольку некоторые центробежные насосы работают в диапазоне мощностей, их кривые будут содержать дополнительную информацию. Дополнительные кривые см. в кривых производительности Alfa Laval LKH. Размер крыльчатки — еще одна переменная, влияющая на соответствие требованиям к производительности. На приведенной выше кривой показаны размеры отделки крыльчатки в правом конце каждой кривой в диапазоне от минимального 4,33 дюйма до максимального 6,42 дюйма. Уменьшение размера рабочего колеса позволяет ограничить насос определенными требованиями к производительности . Приведенная выше кривая показывает максимальную производительность насоса с рабочим колесом с полной настройкой, минимальную производительность насоса с рабочим колесом с минимальной настройкой и производительность, обеспечиваемую рабочим колесом с расчетной настройкой или с наибольшей настройкой рабочего колеса, соответствующей расчетным условиям. Размер крыльчатки также является важным фактором при работе с жидкостями, чувствительными к сдвигу, или жидкостями, вязкость которых меняется под давлением. В дополнение к давлению и расходу кривая в нижней части рисунка 4 показывает NPSHr, что означает требуемый чистый положительный напор на всасывании. NPSHr — это минимальное давление, необходимое на стороне всасывания насоса, чтобы избежать кавитации или попадания воздуха в поток жидкости. NPSHr определяется насосом. Всегда хочется НПШа>НПШр. НПШа, где «а» означает в наличии , определяется технологическим трубопроводом. Хороший КПД насоса означает, что насос не тратит энергию впустую для поддержания своей производительности. При выборе комбинации насоса и двигателя учитывайте не только общую текущую потребность, но и будущую потребность, чтобы убедиться, что ваш выбор соответствует изменяющимся требованиям. С этой целью s Обычной практикой является адаптация насоса к параметрам производительности, а не к максимальной эффективности. Например, , в то время как середина кривой эффективности насоса обычно находится там, где насос работает с максимальной эффективностью с точки зрения давления и расхода , движение вправо по кривой вверху показывает увеличение мощности, необходимой для поддержания потока скорость по мере увеличения напора. Например, для расхода 40 галлонов в минуту при напоре 80 футов требуется 2 л.с., но для поддержания расхода 40 галлонов в минуту при напоре 110 футов потребуется двигатель мощностью 3 л.с. Вы можете проверять насосные системы, используя рабочие характеристики насосов. При параллельном использовании насосов можно увеличить подачу при том же напоре. Как показано на рис. 5, параллельное использование насосов дает скорость потока, которая является суммой скоростей потока насоса A и насоса B. Наконец, кривые насосов с регулируемой скоростью показывают расход при различных оборотах в минуту, как показано на рис. 6. Насос прямого вытеснения (PD) производит один и тот же расход при заданной скорости (в оборотах в минуту — об/мин) независимо от давления нагнетания. Кривые объемного насоса дают вам информацию, необходимую для определения способности насоса создавать поток в условиях, влияющих на производительность насоса. Насосы PD выпускаются в различных механических конструкциях, например: Кривая поршневого насоса отвечает на несколько важных вопросов в процессе выбора насоса: Производительность, как показано на рис. 7, представляет собой объем жидкости, который насос может вытеснить при числе оборотов в минуту. По мере увеличения числа оборотов поток насоса увеличивается с 0 галлонов в минуту или (галлонов в минуту) при 0 оборотах в минуту до примерно 130 галлонов в минуту при 500 оборотах в минуту. Помните, что некоторые калькуляторы кривых производительности могут включать такие единицы измерения, как литры в минуту (л/мин), поэтому при использовании калькуляторов проверяйте единицы расчета. Насосы прямого вытеснения обеспечивают постоянный поток жидкости при заданной скорости насоса. Низкая вязкость также влияет на производительность насоса в виде проскальзывания. Проскальзывание – это внутренняя рециркуляция жидкости с низкой вязкостью со стороны нагнетания насоса обратно на сторону всасывания насоса. Величина проскальзывания в насосе PD зависит от вязкости жидкости и давления нагнетания. На рис. 8 кривая объемного насоса показывает влияние вязкости на проскальзывание с коррекционной диаграммой. При изменении вязкости и давления поправка на проскальзывание указывает на то, что пропускная способность падает с максимума примерно 7 галлонов в минуту до минимума примерно 3,5 галлонов в минуту. Поскольку насосы PD создают поток для перекачивания жидкостей с относительно высокой вязкостью, выбор насоса PD требует анализа трех основных факторов, влияющих на перекачку жидкости: Динамическая вязкость жидкости , плотность и реакция на сдвиг . Динамическая вязкость является мерой сопротивления жидкости течению. Только на основании здравого смысла мы можем представить, что вода менее вязкая или устойчивая к течению, чем кукурузный сироп, поэтому кукурузный сироп имеет более высокую вязкость, чем вода. 1. КАК СЧИТАТЬ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА?
Скорость потока зависит от скорости насоса, диаметра рабочего колеса и напора. Что такое голова?
Формула для PSI: Футы напора/2,31 = PSI
2. Что такое общий динамический напор?
Общий динамический напор (TDH) представляет собой количество напора или давления на стороне всасывания насоса (также называемого статическим подъемом) плюс сумма 1) высоты, на которую должна перекачиваться жидкость, плюс 2) потери на трение, вызванные шероховатость или коррозия внутренней трубы.
Как использовать кривые производительности насоса при выборе оборудования: основы
Чтение кривых центробежного насоса, содержащих дополнительную информацию
На рис. 4, например, показан насос мощностью от 2 до 10 лошадиных сил в зависимости от желаемой производительности. Размер трима крыльчатки
Рабочие колеса обычно обрезаются на 0,20 дюйма (или 5 мм) за раз. Требуемый/доступный чистый положительный напор на всасывании
Вы всегда хотите, чтобы NPSH был больше, чем NPSHr. Без достаточного положительного всасывания насос будет кавитировать, что повлияет на производительность и срок службы насоса.
Переменные КПД и производительности
Ни один насос не эффективен на 100%, однако в работе ему приходится выполнять перекачку жидкостей.
Как только вы определите точку наилучшего КПД (BEP) для вашего приложения, вы можете внести коррективы для повышения общей эффективности системы, например, добавить частотно-регулируемый привод (VFD) и изменить диаметр рабочего колеса насоса. Управление расходом путем регулировки скорости насоса с помощью частотно-регулируемого привода вместо напорных клапанов может привести к повышению эффективности и большей экономии энергии.
По мере увеличения расхода потери давления увеличиваются. Рисунок 6 2. Как читать кривую поршневого насоса
Кривые отвечают на эти вопросы, отображая пересечения нескольких важных переменных, включая производительность, рабочую мощность, мощность вязкости и требуемый чистый положительный напор на всасывании (NPSHr).
Производительность
Рис. 7 . Кривая PD насоса показывает производительность насоса на горизонтальных линиях в единицах в минуту. В этом примере кривая показывает галлона в минуту (GPM) и литра в минуту (LPM) в левом поле, а вертикальные линии указывают скорость насоса в оборотах в минуту (RPM) .
Важность вязкости при выборе насоса
Однако при увеличении вязкости увеличивается сопротивление потоку, поэтому для поддержания потока в системе при более высокой вязкости насосам требуется большая мощность. По мере увеличения давления нагнетания, сохраняя постоянную вязкость, большее количество жидкости просачивается со стороны нагнетания на сторону всасывания насоса, поэтому насос должен вращаться с более высокими оборотами для поддержания производительности.
Когда вязкость превышает 1000 сП, проскальзывание в жидкостных гигиенических насосах практически не происходит. Если проскальзывание не является фактором, используйте линию 0 PSI для определения расхода. Рис. 8. Поправка на проскальзывание учитывает изменения производительности насоса с учетом вязкости жидкости (сопротивления потоку) и давления нагнетания.
Динамическая вязкость
Мы измеряем внутреннее сопротивление потоку как абсолютную вязкость (также называемую динамической вязкостью). Очень важно, чтобы используемая вязкость соответствовала условиям сдвига «в насосе» или скорости сдвига 800 или более с-1 (инверсные секунды). Как показывает следующее сравнение, различия в вязкости сильно различаются в зависимости от жидкости: Плотность вес жидкости по объему.
Вода менее плотная, чем, например, кукурузный сироп, поэтому, если вы поместите равные объемы воды и кукурузного сиропа рядом, кукурузный сироп будет весить больше, чем вода. Кроме того, из-за различий в плотности воды и кукурузного сиропа вода будет плавать поверх кукурузного сиропа, если его смешать. Следующее сравнение показывает разницу в плотности воды и кукурузного сиропа в килограммах на кубический метр:
Чувствительные к сдвигу жидкости при изменении вязкости, 90 например, когда они ударяются о рабочее колесо внутри насоса.
Некоторые жидкости становятся менее вязкими при увеличении силы (так называемое разжижение при сдвиге), в то время как другие становятся более вязкими при увеличении силы (так называемое загущение при сдвиге).
Для сравнения, ньютоновские жидкости, такие как вода, не изменяют своей вязкости независимо от усилия сдвига.
Однако вязкость чувствительных к сдвигу веществ в технологической линии меняется. Обычные вещества, чувствительные к сдвигу, включают кетчуп, шампуни и полимеры; по мере увеличения сдвига во время обработки кетчупа вязкость кетчупа снижается.
Продолжая пример обработки кетчупа, в следующем разделе обсуждается дополнительная важная информация о характеристиках насоса: рабочая мощность л.с. (WHP), мощность вязкости (VHP) и требуемый чистый положительный напор на всасывании (NPSHr).
При выборе размера насоса PD важно выбрать правильную тормозную мощность.
Тормозная мощность (BHP) — мощность, необходимая насосу для преодоления давления нагнетания. BHP определяется путем сложения рабочей мощности (WHP) и вязкостной мощности (VHP).
BHP = WHP + VHP
Чтобы правильно проанализировать тормозную мощность, вы должны сравнить рабочую мощность с вязкостной мощностью.
Рабочая мощность (WHP) — это мощность, необходимая выбранному насосу PD для достижения желаемого расхода с учетом ожидаемого падения давления на компонентах системы. Компоненты, такие как клапаны, теплообменники и фильтры/фильтры, и это лишь некоторые из них. WHP иногда называют внешней мощностью.
Чтобы определить WHP, найдите пересечение ожидаемого перепада давления (PSI) и числа оборотов в минуту, как показано на рис. 9. Вспомните, что требуемое число оборотов в минуту было результатом требуемого расхода в сочетании с поправкой на проскальзывание, если таковая имеется.
Рис. 9. Рабочая мощность (WHP) — мощность, необходимая для работы поршневого насоса. По мере увеличения давления со стороны нагнетания насоса для работы насоса требуется дополнительная мощность. Например, при 300 об/мин и 150 PSI насосу требуется 6,7 рабочей мощности.
Поддержание производительности насоса при различной вязкости требует соблюдения минимальной мощности, как показано на рис. 10. Существует определенная минимальная мощность, необходимая для обеспечения вращения вращающихся частей насоса, с учетом вязкости жидкости в насосе. . VHP иногда называют внутренней мощностью л.с.
Чтобы получить требуемую мощность для приложения, добавьте WHP и VHP.
внутри насоса. При 300 об/мин и вязкости 500 сП насосу требуется 4 VHP.
Как переработчику вам нужен насос, который безопасно и эффективно перекачивает продукт из точки А в точку Б. Но при таком большом разнообразии насосов, двигателей и приложений выбрать правильный насос может быть сложно.
Вот где мы входим!
CSI известна как эксперт в области спецификации, определения размеров и поставки насосной техники для гигиеничных промышленных процессов. Поговорите с нашей опытной командой насосов сегодня и будьте уверены в своей следующей покупке насоса!
Компания Central States Industrial Equipment (CSI) является лидером в области дистрибьюции гигиенических труб, клапанов, фитингов, насосов, теплообменников и расходных материалов для техобслуживания для гигиеничных промышленных процессоров с четырьмя распределительными предприятиями в США.
CSI также обеспечивает детальное проектирование и исполнение для гигиенических технологических систем в пищевой, молочной промышленности, производстве напитков, фармацевтике, биотехнологии и производстве средств личной гигиены. Специализируясь на технологических трубопроводах, запуске систем и системах очистки, CSI использует технологии, интеллектуальную собственность и отраслевой опыт для решения технологических проблем. Дополнительную информацию можно найти на сайте www.csidesigns.com.
Это руководство предназначено для инженеров, руководителей производства и всех, кто занимается правильным выбором насоса для фармацевтических, биотехнологических и других сверхчистых применений.
Руководство по выбору правильного насоса для гигиенических применений
Прочесть руководство
предыдущая
Что такое общий напор
Общий напор и подача являются основными критериями, которые используются для сравнения одного насоса с другим или для выбора центробежного насоса для применения. |
Производители сделали еще один шаг вперед, величина давления, которое может создать насос, будет зависеть от плотности жидкости, для раствора соленой воды, который плотнее чистой воды, давление будет выше для того же скорость потока.
Опять же, производитель не знает, какой тип жидкости находится в вашей системе, поэтому критерий, не зависящий от плотности, очень полезен. Есть такой критерий, он называется ОБЩИЙ НАПОР и определяется как разница в напоре между входом и выходом насоса.
Напор нагнетания можно измерить, присоединив трубку к напорной стороне насоса и измерив высоту жидкости в трубке относительно всасывания насоса. Трубка должна быть довольно высокой для типичного бытового насоса. Если давление нагнетания составляет 40 фунтов на квадратный дюйм, высота трубы должна быть 92 фута. Это непрактичный метод, но он помогает объяснить, как напор связан с общим напором и как напор связан с давлением. Вы делаете то же самое, чтобы измерить высоту всасывания. Разница между ними и есть общий напор насоса.
Рисунок 25
Жидкость в измерительной трубке на стороне нагнетания или всасывания насоса будет подниматься на одинаковую высоту для всех жидкостей независимо от плотности. Довольно удивительное заявление, и вот почему.
Насос ничего не знает о напоре, напор — это понятие, которое мы используем, чтобы облегчить себе жизнь. Насос создает давление, и разница в давлении на насосе представляет собой количество энергии давления, доступной для системы. Если жидкость плотная, например, раствор соли, на выходе насоса будет создаваться большее давление, чем если бы жидкостью была чистая вода. Сравните два бака с одинаковой цилиндрической формой, одинаковым объемом и уровнем жидкости, бак с более плотной жидкостью будет иметь более высокое давление на дне. Но статический напор поверхности жидкости по отношению к дну одинаков. Общий напор ведет себя так же, как статический напор, даже если жидкость более плотная, общий напор по сравнению с менее плотной жидкостью, такой как чистая вода, будет таким же. Это удивительный факт, посмотрите этот эксперимент на видео, которое показывает эту идею в действии.
По этим причинам производители насосов выбрали общий напор в качестве основного параметра, характеризующего доступную энергию насоса.
Какая связь между напором и общим напором?
Общий напор — это высота, на которую жидкость поднимается со стороны нагнетания насоса, за вычетом высоты, на которую она поднимается со стороны всасывания (см. Рисунок 25). Почему меньше высота на стороне всасывания? Потому что нам нужен только вклад энергии насоса, а не энергия, которая ему подводится.
Какова единица напора? Сначала разберемся с единицей энергии. Энергия может быть выражена в футо-фунтах, что равно количеству силы, необходимой для подъема предмета, умноженной на вертикальное расстояние. Хорошим примером является поднятие тяжестей. Если вы поднимете 100 фунтов (445 ньютонов) вверх 6 футов (1,83 м), необходимая энергия составляет 6 x 100 = 600 фут-фунт-сила (814 Н-м).
Напор определяется как энергия, деленная на вес перемещенного объекта. Для тяжелоатлета энергия делится
перемещенным весом 6 х 100/100 = 6 футов (1,83 м), поэтому количество энергии на фунт
гантель, которую должен предоставить тяжелоатлет, составляет 6 футов.
Это не очень полезно знать
для тяжелоатлета, но мы увидим, насколько он полезен для вытеснения жидкости.
Рисунок 26
Вам может быть интересно узнать, что 324 футофунта энергии эквивалентны 1 калории. Это означает, что наш тяжелоатлет тратит 600/324 = 1,8 калории каждый раз, когда он поднимает этот вес на 6 футов, это немного.
На следующем рисунке показано, сколько энергии требуется для перемещения одного галлона воды по вертикали.
Рисунок 27
На следующем рисунке показано, сколько напора требуется для выполнения той же работы.
Рисунок 28
Если мы используем энергию для описания того, какую работу должен совершить насос, чтобы вытеснить объем жидкости
нам нужно знать вес. Если мы используем голову, нам нужно знать только вертикальное расстояние движения.
Это очень полезно для жидкостей, потому что перекачка — это непрерывный процесс, обычно когда вы перекачиваете
оставить насос включенным, вы не запускаете и не останавливаете насос на каждый фунт вытесненной жидкости.
Нас в основном интересует установление непрерывного расхода.
Другим очень полезным аспектом использования напора является то, что перепад высот или статический напор можно использовать как одну часть значения полного напора, а другую часть как напор трения. показано на следующем рисунке. На одном изображена фрикционная головка на стороне нагнетания, а на другом — фрикционная головка на стороне всасывания.
Какой статический напор требуется для перекачивания воды с первого этажа на второй или на высоту 15 футов? Помните, что вы также должны учитывать уровень воды во всасывающем резервуаре. Если уровень воды на 10 футов ниже всасывающего патрубка насоса, то статический напор составит 10 + 15 = 25 футов. Следовательно, общий напор должен быть не менее 25 футов плюс потеря напора жидкости, проходящей по трубам, на трение.
Рисунок 29
Как определить фрикционный напор
Фрикционный напор – это величина потерь энергии из-за трения жидкости, движущейся по трубам и фитингам.
Для перемещения жидкости против трения требуется сила, точно так же, как требуется сила, чтобы поднять вес. Сила действует в том же направлении, что и движущаяся жидкость, и энергия расходуется. Точно так же, как напор рассчитывался для подъема определенного веса, напор трения рассчитывается с помощью силы, необходимой для преодоления трения, умноженной на смещение (длину трубы), деленной на вес вытесненной жидкости. Эти расчеты были сделаны для нас, и вы можете найти значения потери напора на трение в Таблице 1 для различных размеров труб и скоростей потока.
Таблица 1
Загрузите версию для печати (британские или метрические единицы).
В таблице 1 приведены скорость потока и потеря напора на трение для воды, перемещаемой по трубе с
типичная скорость 10 футов/с. Я выбрал 10 футов/с в качестве целевой скорости, потому что она не слишком велика.
что создало бы большое трение, а не слишком малое, что замедлило бы ход событий.
Если скорость меньше, то потери на трение будут меньше, а если скорость больше, потери будут
быть больше, чем показано в таблице 1.
Для всасывающей стороны насоса желательно быть более консервативным и размер труб для
более низкая скорость, например, от 4 до 7 футов в секунду. Вот почему вы обычно видите большую трубу
размер на стороне всасывания насоса больше, чем на стороне нагнетания. Эмпирическое правило заключается в том, чтобы сделать всасывающую трубу
такого же размера или на один размер больше, чем всасывающий патрубок.
Зачем возиться со скоростью, разве недостаточно информации о расходе, чтобы описать движение жидкости через
система. В зависимости от того, насколько сложна ваша система, если выпускная труба имеет постоянный диаметр, то
скорость хотя снаружи будет такой же. Тогда, если вы знаете расход, исходя из таблиц потерь на трение,
Вы можете рассчитать потери на трение только по скорости потока. Если диаметр нагнетательного патрубка изменится, то
скорость будет меняться при том же расходе, а более высокая или более низкая скорость означает более высокую или более низкую
потери на трение в этой части системы.
Затем вам нужно будет использовать скорость для расчета
потери напора на трение в этой части трубы. Вы можете найти калькулятор скорости веб-приложения здесь
https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm
Если вы хотите увидеть диаграмму расхода для 5 фут/с (британская или метрическая система) и 15 фут/с (британская или метрическая система), загрузите их здесь.
Те из вас, кто хотел бы самостоятельно рассчитать скорость, могут скачать формулы и образец расчета здесь.
Желающие рассчитать трение в трубах могут скачать пример здесь.
Веб-приложение для измерения потерь на трение в трубах доступно здесь https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm
Кривая производительности или характеристика насоса
Кривая характеристики насоса похожа на предыдущую показанную кривую, которую я также назвал характеристической кривой, показывающей взаимосвязь между давлением нагнетания и расходом (см. рис. 21). . Как я уже упоминал, это непрактичный способ описания производительности, потому что вам нужно знать давление всасывания, используемое для построения кривой.
На рис. 30 показана типичная кривая зависимости полного напора от расхода. Это тип кривой, которую все производители насосов публикуют для каждой модели насоса при заданной рабочей скорости.
Не все производители предоставят вам характеристику насоса. Тем не менее, кривая существует, и если вы настаиваете, вы, вероятно, сможете ее получить. Вообще говоря, чем больше вы платите, тем больше технической информации вы получаете.
Рисунок 30
Как выбрать центробежный насос
Маловероятно, что центробежный насос, купленный в готовом виде, точно удовлетворит ваши требования к расходу. Скорость потока, которую вы получаете, зависит от физических характеристик вашей системы, таких как трение, которое зависит от длины и размера труб, и перепада высот, который зависит от здания и местоположения. Изготовитель насоса не имеет возможности узнать, каковы будут эти ограничения. Вот почему купить центробежный насос сложнее, чем купить объемный насос, который будет обеспечивать номинальный расход независимо от того, в какую систему вы его установите.
Основными факторами, влияющими на подачу центробежного насоса, являются:
— трение, которое зависит от длины трубы и диаметра
— статический напор, который зависит от разницы высоты нагнетания конца трубы и высоты напора. высота поверхности жидкости всасывающего бака
— вязкость жидкости, если жидкость отличается от воды.
Для выбора центробежного насоса необходимо выполнить следующие шаги:
1. Определить расход
Чтобы подобрать размер и выбрать центробежный насос, сначала определите расход. Если вы владелец дома, выясните, какое из ваших применений воды является самым большим потребителем. Во многих случаях это будет ванна, для которой требуется примерно 10 галлонов в минуту (0,6 л/с). В промышленных условиях скорость потока часто зависит от производительности предприятия. Выбор правильного расхода может быть таким же простым, как определение того, что для заполнения резервуара за разумное время требуется 100 галлонов в минуту (6,3 л/с), или же расход может зависеть от некоторого взаимодействия между процессами, которое необходимо тщательно проанализировать.
2. Определите статический напор
Это вопрос измерения высоты между поверхностью жидкости всасывающего бака и высотой конца нагнетательной трубы или отметкой поверхности жидкости в нагнетательном баке.
3. Определите напор трения
Напор трения зависит от расхода, размера и длины трубы. Это рассчитывается на основе значений в таблицах, представленных здесь (см. Таблицу 1). Для жидкостей, отличных от воды, вязкость будет важным фактором, и Таблица 1 неприменима.
4. Рассчитайте общий напор
Общий напор представляет собой сумму статического напора (помните, что статический напор может быть положительным или отрицательным) и напора на трение.
5. Выберите насос
Вы можете выбрать насос на основе информации из каталога производителя насоса, используя требуемый общий напор и расход, а также пригодность для применения.
Пример расчета общего напора
Пример 1. Расчет насоса для домашнего использования
Опыт подсказывает мне, что для того, чтобы наполнить ванну за разумное время, требуется скорость потока 10 галлонов в минуту.
Согласно Таблице 1 размер медных трубок должен быть где-то между 1/2″ и 3/4″, я выбираю 3/4″. распределитель, от этого распределителя на первом этаже будет отвод 3/4″ до уровня второго этажа, где расположена ванна. На всасывании я буду использовать трубу диаметром 1”, всасывающая труба 30 футов в длину (см. рис. 30)
Рисунок 31
Потери на трение на стороне всасывания насоса
В соответствии с расчетами или использованием таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для трубы диаметром 1 дюйм составляют 0,068 фута на фут трубы. В этом случае расстояние составляет 30 футов. Потери на трение в футов составляет 30 x 0,068 = 2,4 фута. В фитингах есть некоторые потери на трение, предположим, что консервативная оценка составляет 30% потерь на трение в трубе, потери на трение в фитингах составляют = 0,3 x 2,4 = 0,7 фута. Если на линии всасывания имеется обратный клапан, потери на трение в обратном клапане необходимо добавить к потерям на трение в трубе.
Типичное значение потерь на трение для обратного клапана составляет 5 футов. Струйному насосу не требуется Поэтому я предполагаю, что на всасывании этой системы нет обратного клапана. Тогда общие потери на трение для всасывающей стороны составляют 2,4 + 0,7 = 3,1 фута.
Потери на трение для трубы диаметром 1 дюйм при расходе 10 галлонов в минуту можно найти в справочнике Cameron Hydraulic, следующий рисунок является выдержкой из него:
Потери на трение на стороне нагнетания насоса
В соответствии с расчетами или использованием таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для трубы 3/4″ составляют потери на трение 0,23 фута на фут трубы. В этом случае расстояния равны 10 футам главного распределителя и еще 20 футов от главного распределителя до ванны общей длиной 30 футов. Тогда потери на трение в футах составляют 30 x 0,23 = 6,9.ноги. В фитингах есть некоторые потери на трение, предположим, что консервативная оценка составляет 30% от потерь на трение трубы, потери на трение в фитингах = 0,3 x 6,9 = 2,1 фута.
Тогда общие потери на трение для нагнетательной стороны составляют 6,9 + 2,1 = 9 футов.
Вы можете найти потери на трение для трубы диаметром 0,75 дюйма при 10 галлонах в минуту в справочнике Cameron Hydraulic, из которого приведена следующая цифра:
Тогда общие потери на трение в трубопроводе в системе равны 9+ 3,1 = 12,1 фута.
Статическая высота напора согласно рис. 41 составляет 35 футов. Следовательно, общий напор равен 35 + 12,1 = 47 футов. Теперь мы можем пойти в магазин и купить насос с общим напором не менее 47 футов при производительности 10 галлонов в минуту. Иногда общий напор называют полным динамическим напором (T.D.H.), он имеет то же значение. Номинал помпы должен быть как можно ближе к этим двум цифрам без лишних слов. В качестве рекомендации допускается отклонение плюс-минус 15% от общего напора. В потоке вы также можете разрешить изменение, но вы можете заплатить больше, чем вам нужно.
Для тех из вас, кто хотел бы самостоятельно рассчитать трение в фитингах, загрузите пример расчета здесь.
Какая мощность насоса? Производитель оценивает насос при оптимальном общем напоре и подаче, эта точка также известна как точка наилучшего КПД или B.E.P.. При такой подаче насос работает наиболее эффективно, вибрация и шум минимальны. . Конечно, насос может работать с другими скоростями потока, выше или ниже номинального, но срок службы насоса пострадает, если вы будете работать слишком далеко от его нормального номинального значения. Поэтому ориентируйтесь на максимальную вариацию плюс-минус 15% от общего напора. 9Рис. 32 аккумулятор.
На следующих рисунках показаны различные распространенные водяные системы и указаны значения статического напора, напора на трение и полного напора насоса.
Рассчитайте давление на выходе насоса из общего напора насоса
Чтобы рассчитать давление на дне бассейна, вам нужно знать высоту воды над вами. Неважно, бассейн это или озеро, высота — это то, что определяет, какой вес жидкости находится над ним и, следовательно, давление.
Давление равно силе, деленной на поверхность. Он часто выражается в фунтах на квадратный дюйм или в фунтах на квадратный дюйм. Сила равна весу воды. Плотность воды составляет 62,3 фунта на кубический фут.
Вес воды в резервуаре А равен произведению плотности на ее объем.
Объем резервуара равен площади поперечного сечения A, умноженной на высоту H. A:
Объем V: A x H:
Вес воды W A :
Следовательно, давление:
Это давление в фунтах на квадратный фут, требуется еще один шаг, чтобы получить давление в фунтах на квадратный дюйм или psi. В футе 12 дюймов, следовательно, в квадратном футе 12×12 = 144 дюйма.
Давление p на дне резервуара A в фунтах на квадратный дюйм составляет:
Если вы выполните расчет для резервуаров B и C, вы получите точно такой же результат, давление на дне всех этих резервуаров составляет 4,3 фунта на квадратный дюйм.
.
Общая зависимость давления от высоты резервуара:
SG или удельный вес — это еще один способ выражения плотности, это отношение плотности жидкости к плотности воды, поэтому вода будет иметь SG =1. Более плотные жидкости будут иметь значение больше 1, а более легкие жидкости — значение меньше 1. Полезность удельного веса заключается в том, что он не имеет единиц измерения, поскольку он является сравнительной мерой плотности или отношения плотностей, поэтому удельный вес будет иметь такое же значение. независимо от того, какую систему единиц мы используем, имперскую или метрическую
Для тех из вас, кто хотел бы увидеть, как обнаруживается эта общая взаимосвязь, перейдите к Приложению E в pdf-версии этой статьи.
Мы можем измерить напор на стороне нагнетания насоса, подключив трубку и измерив высоту жидкости в трубке. Поскольку трубка на самом деле представляет собой всего лишь узкий резервуар, мы можем использовать уравнение зависимости давления от высоты резервуара.
для определения давления нагнетания. В качестве альтернативы, если мы установим манометр на нагнетании насоса, мы сможем рассчитать напор нагнетания.
Мы можем рассчитать давление нагнетания насоса на основе общего напора, который мы получаем из характеристической кривой насоса. Этот расчет полезен, если вы хотите устранить неполадки в вашем насосе или проверить, производит ли он количество энергии давления, которое производитель заявляет при вашем рабочем расходе.
Рисунок 37
Например, если характеристическая кривая насоса показана на рисунке 39, а расход в системе составляет 20 галлонов в минуту. Тогда общий напор равен 100 футам.
Установка показана на рис. 37, это система бытового водоснабжения, которая берет воду из неглубокого колодца на 15 футов ниже места всасывания насоса.
Насос должен создавать подъемную силу, чтобы поднять воду до всасывающего патрубка. Это означает, что давление на всасывании насоса будет отрицательным (относительно атмосферного).
Почему это давление меньше атмосферного или низкое? Если вы возьмете соломинку, наполните ее водой, закроете один конец кончиком пальца и перевернете вверх дном, вы заметите, что жидкость не выходит из соломинки, попробуйте!. Жидкость тянется вниз под действием силы тяжести и создает небольшое давление под кончиком пальца. Жидкость поддерживается в равновесии, потому что низкое давление и вес жидкости точно уравновешиваются силой атмосферного давления, направленной вверх.
То же явление происходит при всасывании насоса, всасывающего жидкость из низкого источника. Как и в соломинке, давление вблизи всасывающего патрубка насоса должно быть низким, чтобы жидкость могла поддерживаться.
Для расчета напора нагнетания мы определяем общий напор по характеристической кривой и вычитаем это значение из напора на всасывании, это дает напор на нагнетании, который мы затем преобразуем в давление.
Мы знаем, что насос должен генерировать 15 футов подъема на всасывании насоса, подъем является отрицательным статическим напором.
На самом деле она должна быть чуть больше 15 футов, поскольку из-за трения потребуется более высокая высота всасывания. Но давайте предположим, что размер трубы большой и потери на трение малы.
Рисунок 39
Общая головка = 100 = H D — H S
или
H D = 100 + H S
D = 100 + H Sразница между напором на напоре H D и напором на всасывании H S . H S равно 15 футам, потому что это лифт, следовательно:
H D = 100 + (-15) = 85 футов
Давление нагнетания будет:
Теперь вы можете проверить свою помпу, чтобы убедиться, что измеренное давление нагнетания соответствует прогнозируемому. Если нет, то может быть что-то не так с насосом.
Примечание: вы должны быть осторожны при расположении манометра, если он намного выше, чем всасывание насоса, скажем, выше 2 футов, вы будете показывать меньшее давление, чем на самом деле есть на насосе.
Общий напор связан с давлением нагнетания насоса. Почему мы не можем просто использовать давление нагнетания? Давление — знакомое понятие, мы знакомы с ним в нашей повседневной жизни. Например, огнетушители находятся под манометрическим давлением 60 фунтов на кв. дюйм (413 кПа), мы обеспечиваем давление воздуха в шинах велосипедов и автомобилей 35 фунтов на кв. дюйм (241 кПа). По уважительным причинам производители насосов не используют давление нагнетания в качестве критерия для выбора насоса. Одна из причин в том, что они не знают, как вы будете использовать насос. Они не знают, какой расход вам нужен, а расход центробежного насоса не фиксирован. Давление нагнетания зависит от давления на стороне всасывания насоса. Если источник воды для насоса находится ниже или выше всасывания насоса, при одинаковом расходе вы получите разное давление нагнетания. Поэтому для устранения этой проблемы предпочтительнее использовать разницу давлений между входом и выходом насоса.