Atrium96.ru

Кузовной ремонт авто
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет центробежного насоса: принцип действия агрегата и формулы для определения показателей, влияющих на его производительность

Расчет центробежного насоса: принцип действия агрегата и формулы для определения показателей, влияющих на его производительность

Ни для кого, наверное, не секрет, что для перемещения жидкости люди, как правило, используют всевозможное насосное оборудование. Наиболее распространенными агрегатами этого вида являются центробежные насосы, в которых перекачка жидкости осуществляется с помощью центробежной силы. Для того, чтобы центробежное насосное оборудование всегда функционировало бесперебойно и безотказно, всегда стоит очень внимательно подходить к его выбору. Чтобы правильно выбрать центробежный насос, прежде всего, необходимо будет знать, для каких целей будет использоваться этот вид оборудования. И только после этого стоит рассчитать необходимые технические характеристики этих насосных агрегатов. Поэтому в этой статье мы постараемся подробно осветить, как правильно произвести расчет центробежного насоса, а также какие показатели функционирования при этом стоит учитывать.

Регулирование давления и расхода центробежного насоса

При регулировании (изменении) скорости вращения рабочего колеса центробежного насоса, рабочая точка смещается по красной кривой характеристики сети (гидросистемы): вверх – при увеличении частоты вращения, вниз – при уменьшении частоты вращения.

Рис. Регулирование скорости вращения рабочего колеса центробежного насоса

Недостатки работы центробежного насоса на пониженной скорости:

  • ухудшается смазка и охлаждение уплотнений
  • увеличивается вероятность забивания насоса и появления осадка

При регулировании скорости вращения рабочего колеса с помощью преобразователя частоты (ПЧ) необходимо:

  • обеспечить быстрый разгон насоса до минимальной скорости (как правило, эта скорость соответствует 30 Гц на выходе ПЧ)
  • при автоматическом регулировании скорости не опускаться ниже этой частоты.

Дроссельное регулирование

При регулировании расхода с помощью задвижки (вентиля) рабочая точка будет смещаться по синей кривой характеристики насоса: влево – при закрытии задвижки, вправо – при открытии задвижки.

Рис. Дроссельное регулирование расхода центробежного насоса

Недостатки дроссельного регулирования расхода:

  • Повышается давление в системе (напор)
  • Снижается КПД системы.

Поддержание постоянного напора (давления)

Если одновременно закрывать задвижку и уменьшать скорость вращения рабочего колеса, то можно обеспечить поддержание постоянного напора при снижении расхода (рабочая точка смещается влево по зелёной прямой линии).

Рис. Поддержание постоянного напора

Поддержание постоянного расхода

Если одновременно открывать задвижку и уменьшать скорость вращения рабочего колеса, то можно обеспечить поддержание постоянного расхода при снижении напора (рабочая точка смещается вниз по зелёной прямой линии).

Читайте так же:
Регулировка топливного насоса высокого давления дизельного двигателя

Рис. Поддержание постоянного расхода

Зависимость напора, расхода и потребляемой мощности от частоты вращения

Расход (подача) пропорционален частоте вращения рабочего колеса центробежного насоса:

Производительность этого прибора обычно обозначают в формулах буквой Q. Данная величина отражает перемещенное за единицу времени количество тепла.

Для расчета пользуются формулой:

R — необходимая для обогрева помещения тепловая мощность (кВт);
TF — температура теплоносителя в подающей трубе системы (°С);
TR — температура в трубопроводе на выходе из системы (°С).

В европейских странах показатель R зависит от условий эксплуатации, его принято рассчитывать в соответствии с нормативами:

  • в домах, где не больше двух квартир, мощность циркуляционного насоса для отопления принимают равной 100 Вт/м²;
  • в многоквартирных зданиях — 70 Вт/м².

расчет циркуляционного насоса

Подбор по таблицам

Некоторые производители сопровождают свои изделия не диаграммами, а таблицами с характеристиками. По таблицам так же нетрудно будет подобрать насос.

Возьмем для примера поверхностный насос марки U nipump серии MH

1) Находим ближайшее значение производительности.
Выбираем значение 3,6 м.куб/ч (ближайшее значение в большую сторону от требуемого)
2) Находим ближайшее к требуемому значение давления 49 м (4,9 Бар)
3) Таким образом мы видим какой насос соответствует этим параметрам

Какие бывают виды

Насос для отопления является в современных системах одним из решающих факторов, обеспечивающих равномерное перемещение теплоносителя и, следовательно, нагреваются все тепловыделяющие элементы одинаково .

Такие агрегаты наделены комплектом достоинств, определяемых как:

  1. Способствуют сохранению постоянной температуры теплоносителя.
  2. Невысокий уровень потребления электроэнергии.
  3. Высокая надежность при работе.
  4. Простота применения.

Их основной функциональной задачей – нивелирование сопротивления трубной разводки протоку греющего вещества.

Существуют два основных конструктивных исполнения циркулярных насосов:

  • с сухим ротором;
  • с мокрым ротором.

Рабочая камера устройства с сухим ротором отделена от электродвигателя герметичной перегородкой. Такие агрегаты обычно имеют более высокую мощность и производительность, но издают шум при работе, поэтому их применение огранивается установкой в изолированных помещениях или зданиях.

Фото: Циркулярный насосный аппарат с сухим ротором

Насосы с мокрым ротором работают в среде теплоносителя, что увеличивает срок их службы. По этой же причине они являются малошумными, что позволяет их применение внутри обслуживаемых зданий.

Читайте так же:
Регулировка датчика подачи воздуха твердотопливному котлу zota тополь

Существенным недостатком таких агрегатов является их невысокий коэффициент полезного действия, что ограничивает их применение в больших отопительных системах, однако в небольших частных домах они применяются очень широко из-за упомянутой выше малошумности и долговечности.

Нужно отметить, что критерии выбора не ограничиваются учетом их положительных и отрицательных качеств. Выбор циркуляционного насоса для отопления обязательно включает в себя его расчет по нескольким критериям.

2 Ремонт насоса своими руками

Очень часто погружные вибронасосы перестают работать, имея незначительную поломку, устранить которую можно самостоятельно, а, порой, очень быстро, без вмешательства платных специалистов. Поэтому следует знать, как определить неисправность и, как при этом ведет себя свой же электроприбор.

Характерной особенностью ремонта приспособления является то, что после замены испорченных элементов необходима дополнительная их регулировка. Например, после замены резиновой клапанной системы, насос не выдает номинальной мощности или же вообще отказывается качать. В этом случае, помогает простая регулировка клапанов, установка их в правильное положение, определение правильности их открывания и закрывания.
к меню ↑

2.1 Как настроить вибрационный электронасос?

Перед тем как пользователь наполнился решительностью разобрать неработающее изделие, следует произвести ряд простых манипуляций для установки предварительного диагноза:

  • закрепить насос в емкости с водой, освободив исходящий патрубок. Включив приспособление в электросеть, проверить уровень напряжения, который должен быть в диапазоне от 200 до 240 В.
  • при нормальных показателях, следует выключить насос и слить воду. После подуть ртом в выходной патрубок. Верно настроенный аппарат поддается продуванию, но при сильном продувании – запирается с ходом рабочего поршня внутри. И наоборот, со всасыванием воздуха, последний должен свободно проходить внутри.

Вибрационный насос с нижним забором

Вибрационный насос с нижним забором

С неправильной настройкой, когда воздух через насос не продувается,но со всасыванием проходит, насос может работать при пониженном напряжении менее 200 В.

Перед началом активных действий по разборке корпуса насоса следует оставить метки на стыках для правильной сборки в дальнейшем.

Принцип работы насосного оборудования диктует контроль трех важных параметров обратной сборки с указанным порядком:

  1. Осевое совпадение поршня и седла. Скольжение входного стакана по прокладке очень мешает достичь этого при сборе насоса, но несоосность не позволит работать насосу в принципе.
  2. Поршень должен находится на некотором расстоянии от его седла. Величина этого зазора должна не превышать 0,5 мм, но быть больше от 0. Регулировать зазор можно с помощью регулировочных шайб. Правильное расстояние дает возможность прохода воздуха в выходной патрубок для воды, а при большей силе вдувания — поршню закрывать канал.
  3. Необходимо соблюдать параллельность поршневого диска с его седлом – их оси также должны быть параллельны.
Читайте так же:
Как отрегулировать редуктор заднего моста зил бычок

Случаи не параллельности:

  • большой зазор между поршневой втулкой и штоком. Такая проблема может не только влиять на регулировку, но и вызывать вибрацию работающего агрегата. Как уменьшить большой зазор? Достаточно заменить либо втулку, либо шток, а народным методом является уплотнение штока подручным материалом, например, фольгой.
  • изогнут шток. В таком случае, проблему исправить вряд ли удастся, но, возможно, параллельность достигнется путем разворачивания прокладки до 180 0 .

Верно замененный элемент конструкции и правильно собранный электронасос с погружением в воду дает струю не менее 30 см в высоту и работает без перерывов с напряжением до 240 В. Уменьшение напряжения изменяет звук работы насоса и может снижать производительность.
к меню ↑

2.2 Как разобрать вибрационный электронасос?

Значительно облегчает разборку помещение агрегата в тиски. Зажав губками выступы корпуса, стяжные болты поддадутся быстрее, но ослаблять их нужно по очереди и понемногу. Аналогично проводится сбор после ремонта.

Сборка вибрационного насоса Ручеек

Сборка вибрационного насоса Ручеек

Если насос долгое время находился в погруженном состоянии, скорее всего, стяжные болты быстро не поддадутся – следует применить проникающую смазку и проделать шлицевые прорези в головках болтов. В крайнем случае, следует аккуратно срезать головки болтов для рассоединения корпусных частей приспособления.
к меню ↑

Частотный преобразователь как средство повышения эффективности насосов

Оптимизация процессов и сокращение издержек важны на любом уровне — от крупного предприятия до частного индивидуального хозяйства. Существенно повысить эффективность помогает модернизация насосного оборудования. Включение в систему частотного преобразователя для управления насосами улучшает качество работы и заметно экономит денежные средства на обслуживание и ремонт.

Что такое преобразователь частоты, зачем он нужен

Частотный преобразователь (ПЧ, преобразователь частоты, частотник, частотный регулятор) — современное высокотехнологичное устройство с микропроцессорным управлением, множеством функций и гибкими настройками.

Читайте так же:
Скутер стелс вортекс 50 регулировка карбюратора

Частотники созданы для качественного контроля скорости и/или момента электродвигателей переменного тока любого назначения, методом согласованного изменения выходной частоты и напряжения. Современные модели способны преобразовывать 50 Гц входящей электросети в необходимые значения. Встроенный инвертор формирует электрическое напряжение заданной формы на обмотках контролируемого электродвигателя. Благодаря этому можно плавно запускать и останавливать двигатель, поддерживать его обороты в нужном диапазоне и оперативно изменять их до нужных значений.

Принцип частотного регулирования

В насосных системах функцию привода выполняет электродвигатель. Поэтому для управления насосом частотник подходит наиболее оптимально. Практически любой электронасос можно дооснастить преобразователем.

Разновидностей ПЧ существует множество. Для управления однофазными и трехфазными электронасосами используют универсальные общепромышленные (например, «Веспер» из линейки EI-7011), которые управляют любыми электродвигателями в широком диапазоне мощностей.

Специализированный частотный преобразовательНо выгоднее купить для насосов специализированный частотный преобразователь (например, «Веспер» E5-Р7500. Такие модели ПЧ настроены на выполнение конкретного круга задач, заранее оснащены всем необходимым — переплачивать за лишний функционал не нужно.

Помимо опций и функционала, преобразователь частоты для насоса должен соответствовать мощностным характеристикам управляемого привода. Производители насосов в техническом паспорте указывают, какой преобразователь подойдет к данной модели оборудования. Если таких рекомендаций нет, за помощью по подбору можно обратиться к специалистам компании «Веспер».

Принцип работы преобразователя частоты в тандеме с насосом

Классическая водопроводная насосная система, без ПЧ в контуре, работает по принципу дросселирования. Электродвигатель в этой схеме постоянно работает на максимальных оборотах, а давление в системе регулируется запорной арматурой, управление в лучшем случае осуществляется с помощью реле или же вручную.

Принцип работы преобразователя частоты в тандеме с насосом

Метод имеет ряд существенных недостатков:

  • быстрый износ оборудования;
  • высокий расход электроэнергии;
  • частые аварийные ситуации;
  • низкое качество работы.

Лишь в периоды пикового потребления воды насос работает в режиме максимальной нагрузки. Во всех остальных случаях повышенная мощность оборудования не оправдана. Это учитывается в продвинутой классической схеме, за остановку и старт электронасоса отвечает автоматика (реле). Но так как реле не способно регулировать обороты привода, по сигналу происходит резкий старт на максимальные обороты. Это приводит к гидроударам и перегрузкам в электросети, в результате система быстро изнашивается.

Читайте так же:
Регулировка зажигания на ссангйонг

Частотные преобразователи «Веспер» для управления насосами оснащены микропроцессорами с обратной связью. С их помощью можно интеллектуально и бережно регулировать работу оборудования в соответствии с текущими потребностями системы.

Принцип работы преобразователя частоты в тандеме с насосом

Алгоритм работы прост. Когда датчики фиксируют, что уровень давления в трубопроводе либо уровень в резервуаре упал ниже минимума, передается сигнал на преобразователь. Тот плавно запускает электромотор насоса, ударные нагрузки на трубопровод и электросеть исключаются. Подходящее время разгона электродвигателя можно выставить самостоятельно.

Датчики в режиме реального времени передают на преобразователь информацию в процессе разгона насоса. После того, как требуемые величины достигаются, ПЧ прекращает разгон и поддерживает частоту оборотов электромотора. Если уровень снова начнет падать или расти, микропроцессор автоматически отрегулирует давление, изменив производительность насоса. Параллельно частотник выполняет функции защиты (отключает оборудование при сильных колебаниях тока в электросети).

Где используются насосные пч, плюсы и минусы применения

Частотники можно использовать с насосными установками самого различного назначения. Особенно важны частотные преобразователи для насосов систем горячего и холодного водоснабжения, отопления. Результат модернизации конечный потребитель ощутит и оценит сразу же. Водонапорная система с ПЧ в составе функционирует полностью в автономном режиме. При этом качество подачи воды остается неизменным в любое время суток.

Масштаб системы не имеет значения. ПЧ способны заметно поднять эффективность промышленных насосных станций и бытовых колодезных и артезианских миниводокачек на один дом.

Преимущества управления насосами с преобразователем частоты:

  • экономия электроэнергии (до 30–40%);
  • исключена ситуация «сухого хода» (без воды в системе);
  • нет температурных скачков при подаче горячей воды;
  • стабильная сила напора;
  • отсутствует избыточное давление в трубах;
  • продлен ресурс электронасоса и трубопровода;
  • снижен уровень шума;
  • можно упростить систему, убрать из схемы гидроаккумулятор и др. ненужные узлы и агрегаты.

Минусы схемы с ПЧ:

  • начальные вложения на покупку прибора;
  • необходим специалист для подключения и настройки оборудования.

Эти недостатки быстро компенсируются за счет удешевления обслуживания. В результате сокращаются издержки на поддержание работоспособности и ремонт, стоимость владения в целом уменьшается, а комфорт заметно повышается.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector