Глубина всасывания насосной станции: Глубина всасывания насосной станции: показатели и расчеты

Содержание

Глубина всасывания насосной станции: показатели и расчеты

На чтение 4 мин Просмотров 5.9к. Опубликовано Обновлено

Насосные станции все чаще стали использоваться для автономных водопроводных систем, в которых водозабор организовывается из скважин, колодцев или открытых водоемов. Выбирают насосные установки по трем параметрам: глубина всасывания, производительность, напор. Максимальная глубина всасывания насосной станции – предельный показатель, с помощью которого выбирают установки.

Глубина всасывания

Установки с эжектором более мощные и производительные

Есть две разновидности НС, которые отличаются наличием или отсутствием эжектора. Последний – своеобразный дополнительный насос (без электродвигателя), с помощью которого увеличивается возможная глубина водозабора.

Паспортная глубина всасывания, как правило, составляет – 8 м. Это при условии, что эжектора в комплектации станции нет. Если это устройство в системе водозабора присутствует, показатель может увеличиться. Производители предлагают насосные станции с встроенным эжектором. Практика показала, что такие установки достаточно капризные. Не всегда с их помощью можно поднять воду из колодцев заявленной глубины.

Более удачное расположение – выносной эжектор. Его устанавливают на конце водозаборного рукава (пластиковой трубы или прорезиненного шланга), куда закрепляют пластиковым хомутом. Но такое исполнение снижает коэффициент полезного действия, потому что для работы эжектора требуется определенная скорость воды. Насос поднимает жидкость на поверхность, часть ее гонит обратно к эжектору по параллельному трубопроводу. Движение воды сначала вверх, а затем вниз, снижает КПД работы насосной установки.

Глубина всасывания станции с встроенным эжектором составляет не более 9 м. С выносным – не более 10,5 м. На многих сайтах присутствует показатель 45 м. Это дезинформация. У НС несколько технических характеристик, где 45 метров – это максимальное расстояние от зеркала воды внутри колодца до последнего потребителя в сети автономного водопровода. Показатель часто фигурирует в паспортных данных, но он не единственный. На рынке можно найти станции, у которых это расстояние превышает обозначенное значение.

Показатели подъема воды

В паспорте НС производитель всегда указывает максимальные значения технических характеристик. При покупке оборудования надо обязательно учитывать соотношение этих характеристик с техническими показателями водопроводной системы дома. Если неправильно подобрать станцию к водопроводу, велика вероятность, что последний будет работать некорректно. К примеру, вода будет в недостаточном количестве или напор будет слабым.

В паспорте изделия производитель обязательно указывает графическую зависимость всех характеристик между собой. С его помощью можно увидеть зависимость напора, расхода установки к характеристикам водопроводной системы. На его основе покупатель может самостоятельно подобрать модель насосной станции с учетом обозначенных характеристик и глубины всасывания.

Как рассчитать необходимую глубину всасывания насосной станции

Для расчета технических характеристик станции необходима информация, касающаяся автономного водопровода:

  • Расстояние от зеркала воды в колодце до потребителя, который в сети водопровода находится в самой дальней точке. При этом расстояние складывается из всех участков, потому что сеть обычно не является прямолинейной. Чем больше ответвлений, тем больше потерь напора и расхода.
  • Расстояние от насосной станции до места водозабора. Оборудование может быть установлено около колодца, в подвале дома или в специально сооруженном помещении. Чем дальше месторасположение станции, тем больше потери, тем меньше глубина всасывания.
  • Количество фитингов и запорной арматуры. Здесь можно взять 10-процентный запас всех характеристик — напора и производительности насосной станции.
  • Динамический уровень воды в колодце. Это значение меняется в зависимости от сезона и интенсивности водозабора. Его обязательно учитывают при расчете глубины всасывания. При этом необходимо знать, что конец всасывающей трубы должен располагаться ниже зеркала воды минимум на 1 м. Если динамический уровень большой, велика вероятность, что в летний сезон вода в колодце опуститься ниже уровня установки конца всасывающей трубы.
  • Диаметр труб, используемых в водопроводной системе.
  • Количество потребителей.

Динамический уровень воды в системе автономного водопровода играет одну из важнейших ролей. Если его значением пренебречь, можно забыть о характеристиках водопроводной сети.

Самые большие потери давления воды внутри водопровода – вертикальные. Глубина всасывания влияет на характеристики водопровода. Чем она больше, тем пропорциональнее происходит снижение показателей. К примеру, если показатель составляет 8 м, потери давления снижаются на 0,8 бар.

Чтобы бороться с уменьшением глубины водозабора, над колодцем устанавливают кессон. Это специальное цилиндрической или кубической формы емкость, которую закапывают на определенную глубину. В нее монтируют НС. Чем высота кессона больше, тем ниже будет располагаться насос. Таким образом можно снизить место установки наносной станции и уменьшить расстояние от нее до зеркала воды.

Есть еще один вариант. Внутрь колодца устанавливают металлическую конструкцию, собранную из металлопрофиля (обычно уголка или швеллера). Ее крепят к стенкам гидротехнического сооружения. На эту опору монтируют насосную станцию. Для обеспечения более высоких характеристик водопроводной сети опорную конструкцию опускают до уровня поверхности воды в колодце. Неудобство такой установки заключается в том, что станция находится на большой глубине, а значит, следить за ней и обслуживать будет непросто.

С какой глубины поверхностный насос может поднять воду

Поверхностный насос предназначен для обеспечения здания водой. Также его применяют для полива участка. Устройство устанавливается в скважине, колодце, водоеме и т.д. Оно способно поднимать воду с различной глубины. Этот показатель зависит от модели, разновидности оборудования, а также использования дополнительных приспособлений.

Итак, с какой глубины поверхностный насос может поднять воду?

Параметры подъема воды

Так, чаще всего оборудование способно поднимать воду с такой глубины:

  • 7.5 метров. С такой глубины воду поднимают самые простые самовсасывающие устройства. Такие модели имеют наиболее доступную стоимость. Они отличаются небольшим потреблением электроэнергии и при этом хорошей производительностью.
  • 9 метров. Большинство моделей способны поднять воду из скважины или колодца с данной глубины. Это простейшее устройство, при использовании которого не применяется никаких дополнительных приспособлений.
  • До 40 метров. В данном случае используется поверхностный насос с эжектором. Это специальное приспособление, которое крепится к концу шланга. При этом стоит учитывать, что чем больше глубина, тем меньше производительность оборудования. Одновременно с этим растет потребляемая мощность и, как следствие, энергозатраты.

При глубине колодца или скважины более 25 метров специалистами рекомендуется приобретать скважные насосы, так как в данном случае стоимость оборудования фактически уравнивается. На глубине более 30 метров выгоднее приобретать скважные устройства, так как они потребляют гораздо меньше электроэнергии, нежели поверхностные с эжектором.

При этом важно учитывать расстояние от дома до колодца или скважины. Каждые 1000 см соответствуют 100 см глубины колодца. При большом расстоянии от строения до водоема от покупки традиционного поверхностного насоса лучше отказаться, так как его использование будет нецелесообразным. В данном случае применяется оборудование с эжектором. Такие устройства способны работать на большой глубине.

Максимальная глубина подъема воды ограничена законами физики. В большинстве случаев модели рассчитаны на транспортировку жидкости с глубины 7-8 метров. Стоит заметить, что большинство производителей перестраховываются и занижают максимальную глубину всасывания. Это связано с неправильной эксплуатацией устройства.

Большинство поверхностных насосов имеют производительность 3-5 м3/час. Они создают напор 45-60 метров водного столба, то есть фактически 4,5-6 Бар. В данном случае следует учитывать высоту строения. Для высоких коттеджей следует приобретать модели с максимальным напором воды.

Также при выборе следует обращать внимание на технические характеристики устройств. Важно, чтобы производительность устройства была чуть ниже производительности самой скважины. Это уберегает оборудование от преждевременного выхода из строя. Стоит учитывать, что производительность скважины в песчаной породе ниже, производительности артезианской скважины. 

С какой глубины поверхностный насос может поднять воду?

Многие клиенты зачастую перед приобретением насосной станции не могут точно сказать, какая максимальная глубина всасывания, а также как возможно повысить эту глубь. Обычно, в документации насосного оборудования указывается максимальная глубина всасывания с поверхности. Она составляет всего 8 метров. Это число не взято произвольно, а выведено по соответствующим формулам опираясь на основные законы физики.

Физические сведения, позволяющие получить ответ

Атмосферное давление оказывает подавляющее воздействие на тела и поверхность Земли. Впервые об этом заговорил известный ученый Торричелли родом с Италии, приложив в 1643 году эксперимент, сменивший на то время некоторые понимания физики.

Для реализации опыта Торричелли использовал стеклянную трубку с запаянным одним концом, длина которой была равна одному метру. Данная трубка заполнялась ртутью и второй незакрытый конец закрывали. Прикрытым отверстием трубку переворачиваем вниз и погружали в сосуд, также наполненный ртутью. После погружения открывали трубку и наблюдали выход из ее емкости некоторого количества ртути. Одновременно с этим в верхней запаянной части, образовывалось вакуумное пространство, а уровень ртути в трубке была 760 мм. После завершения эксперимента на основе полученных данных Торричелли сделал вывод, что сила, не позволяющая ртути опуститься ниже – наружная сила.

Закон Паскаля гласит о том, что значение атмосферного давления равняется значению давления ртутного столба в трубке. Проще говоря, речь идет о возможности измерения атмосферного давления посредствам измерения высоты ртутного столбика. Высота измеряется в метрах.

Теоретические сведения

Однако, с какой глубины возможно поднять жидкость поверхностным давлением опираясь на приведённые физические сведения? Решая поставленную задачу, обязательно нужно учитывать, что густота ртути больше густоты воды в 13.6 раз. Если ртуть поднимается на 760 мм, соответственно вода поднимается на высоту, которая станет выше в 13.6 раз. Умножая эти два значения получится 10 336 м. Это теоретический ответ, как правило на практике это значение немного меньше.

Применение знаний на практике

Зная глубину всасывания с учетом атмосферного давления, противодействие материала трубы и внутренне присущие технологические потери насосного оборудования можно получить при этих параметрах глубину вбирания, которая для внешних насосов равна 8-9 мерам. Опускание на глубину более 9-ти метров вызовет феномен кавитации, и в последствии – закипание воды. В случае благоприятных условий можно добиться максимум 10.2 метров. Однако, опускание насосного оборудования ниже максимального предела сопровождается сухим ходом, что выводит из строя установку в целом.

Неглубокий (внешний) насос с выносным сбрасывателем имеет способность всасывать воду не глубже 45 метров, никак не нарушая при этом законы физики. Отметим, что КПД всасывания насоса с 4-х дюймовым эжектором станет ниже.

Изготовитель, устанавливая на своем насосном оборудовании максимальную масштабность вбирания равную 8-ми метра, попросту страхуются, сводя к нулю непредвиденные неприятности, спровоцированные неправильной эксплуатацией. Однако, эту величину можно увеличить к 9 метрам.

В ассортименте нашего магазина есть любое насосное оборудование, соответствующее под поставленную задачу. В случае возникновения вопросов наши консультанты грамотно проинформируют любого нуждающегося в ответах в телефонном режиме.

Обвязка насосной станции

Надеемся, что ознакомившись с этой несложной инструкцией, Вам не составит труда подключить насосную станцию самостоятельно или проконтролировать работу тех, кто занимается ее монтажом.

Обвязка насосной станции.

Насосные станции могут работать в нескольких направлениях:

— Подача воды из скважины или колодца

— Подача воды из накопительной емкости

— Повышение давления в трубопроводе

Несмотря на разнообразные варианты использования, монтаж (или обвязка) этого насосного оборудования во всех этих случаях схож.

Выбор места размещения

Первое, что необходимо сделать- это определить место, где будет располагаться насосная станция. Оно может быть как внутри дома, так и снаружи (например, кессон).

При выборе места в первую очередь руководствуются техническими характеристиками — максимальной глубиной всасывания насоса (откуда сможет поднять насос воду). Все дело в том, что максимальная глубина подъема насосных станций — 8−9 метров.

Глубина всасывания — расстояние от зеркала воды, до насоса. Подающий трубопровод можно опустить на какую угодно глубину, качать воду он будет с уровня расположения зеркала воды.

Если насосу «не хватает» небольшого расстояния, то его можно установить в кессон (в случае со скважиной), или соорудить «полочку» в колодце, на которой надежно будет установлена насосная станция.

Условия эксплуатации

Установка насосной станции в доме хороша всем, кроме того, что оборудование при работе шумит. Если есть отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией и по техническим характеристикам это возможно — никаких проблем. Часто делают подобное помещение в подвале или в цокольном этаже. Если подвала нет, можно сделать короб в подполе. Доступ к нему — через люк. Этот короб кроме звукоизоляции должен иметь и хорошую теплоизоляцию — диапазон рабочих температур начинается от +5°C. Для снижения уровня шумов станцию можно ставить на толстую резину — для гашения вибрации. В этом случае возможно даже установка в доме, но звук, безусловно все равно будет.

Если вы остановились на монтаже насосной станции в кессоне, он тоже должен быть утепленный, а еще водонепроницаемый. Обычно для этих целей используют готовые железобетонные емкости, но можно сделать кессон из бетонных колец (по типу колодца). Вниз установить кольцо с дном, сверху — кольцо с крышкой. Еще вариант — сложить из кирпича, пол залить бетоном. Но этот способ подходит для сухих участков — уровень подземных вод должен быть ниже на метр ниже глубины кессона.

В отдельно стоящем помещении. Это, можно сказать, вообще идеальный вариант, с помощью которого может быть выполнена установка насосной станции в скважину или колодец — это одновременно и защита от погодных условий, и комфортная эксплуатация. Единственным недостатком может являться то, что будут возникать незначительные вибрации по трубам.

Подключение насосной станции

Начнем с комплектующих, которые будут необходимы для подключения насосной станции:

— Напорно-всасывающий шланг. Он применяется в случаях заборы воды из скважины, колодца или емкости (он позволяет не делать отверстие в бочке, а просто закинуть в нее шланг и качать воду, тем самым упрощая монтаж). Сам шланг состоит из соединительной муфты с резьбой, которая позволяет присоединить его к насосной станции, непосредственно шланга, а на другом его конце располагается обратный клапан и фильтр-сетка.

Это самый простой тип подключения, ведь для того, чтобы пользоваться водой, остается только подсоединить насосную станцию к Вашей системе водоснабжения.

Более «продвинутую» схему, более пригодную для круглогодичного снабжения Вашего дома водой, мы предлагаем рассмотреть ниже:

Как Вы заметили, здесь предусматривается и слив системы, и разводка воды на несколько участков. Такой способ подключения позволит слить воду из системы, если Вы не будете ей пользоваться, что актуально в зимний период.

Пуск насосной станции

Прежде чем приступать к запуску системы, необходимо проверить исправность и соответствие всех элементов, отрегулировать давление воздуха в гидроаккумуляторе. После этого, насосную станцию и всасывающую магистраль необходимо заполнить водой (это делается через специальное отверстие в насосе). Пробку закручиваем на место, открываем кран на выходе к потребителям и запускаем станцию. Затем станцию необходимо подключить к электрической сети для плавного пуска и проверить давление и автоматику. Первое время вода идет с воздухом — выходят воздушные пробки, которые образовались при заливке насосной станции. Когда пойдет вода ровной струей без воздуха, система ваша вошла в рабочий режим, можно ее эксплуатировать. Станция не должна запускаться очень часто, иначе двигатель будет перегреваться. Норма запусков за один час до 20 раз (точная цифра должна указываться в техническом паспорте системы). Затем в процессе эксплуатации необходимо контролировать давление воздуха в гидроаккумуляторе (1,5 атмосферы).

Как увеличить глубину всасывания насоса.

 Доброго времени суток, уважаемые читатели «Сан Самыча». Частой проблемой при проектировании и эксплуатации системы водоснабжения дома на основе поверхностного насоса бывает проблема подачи воды на всас насоса. Чисто теоретически, атмосферное давление позволяет поднимать воду с глубины до 9 метров, практически, насосы способны поднять её с глубины до 7 метров, с небольшой потерей напора. Уверенный же подъем воды насосы могут обеспечить с глубины метров пять.

Как порой не хватает этих метров. Попробуем решить эту задачу. Как всегда, я предлагаю несколько решений, из которых вы сможете выбрать наиболее вам подходящее.

        «Если гора не идет к Магомету…»

Наиболее простым, но, отнюдь, не легким решением будет двигаться навстречу воде. Т.е. если у вас колодец, то насос можно разместить на площадке, сооруженной внутри колодца, или на площадке, плавающей по поверхности воды.

Еще, как вариант, можно выкопать и обустроить кессон рядом с колодцем или скважиной, глубиной в недостающие метры. Правда, глубже трех-четырех метров, мне кажется копать не стоит. Будут трудности с доступностью при обслуживании и осмотре насоса. Естественно, просто необходима утепленная крышка кессона, чтобы холодный воздух зимой туда не проникал. Заодно, решается проблема тепло- и звукоизоляции насоса.

 Мне кажется, это решение многим приходило в голову. Но почему-то немногие могут догадаться использовать уже готовое подземное помещение, подвал собственного дома, для этой же цели. Может этих двух метров как раз и хватит, чтобы приблизить насос к зеркалу воды в колодце или скважине. И совсем необязательно копать под трубу траншею, равную по глубине подвалу, достаточно углубиться ниже границы промерзания, чтобы вода во всасывающей трубе гарантированно не замерзла. Остальное доделает за вас все то же атмосферное давление, если, конечно, расстояние от дома до колодца сравнительно не велико (как правило, до 5 метров). Главное, что вы приблизились к воде по вертикали, а на горизонтальном участке действуют лишь силы сопротивления трубопровода, которые можно уменьшить, увеличив диаметр трубы и проложив более гладкую: пластиковую (ПНД) или металлопластиковую (МП).

        Насос поможет себе сам.

 Помочь атмосферному давлению поднять воду к насосу может сам насос с помощью устройства, которое называется эжектор. По сути, мы просто часть воды с напора насоса загоняем во всасывающую трубу, восполняя тем самым недостающее давление в ней. Но чтобы эта потеря напора была более эффективна, эжектор имеет специальную конструкцию, которая напоминает всем известную насадку пылесоса для побелки стен и потолков. За счет сужения вода от напора насоса ускоряется и увлекает за собой воду, идущую от источника на всас насоса.

Самодельный эжектор и схема его подключения.

Насосные станции с эжектором мощнее обычных, т.к. часть энергии тратится на рециркуляцию воды. Кстати, очень рекомендую поставить на эту линию отдельный кран, которым вы сможете регулировать степень рециркуляции. Не всегда нужна полная рециркуляция, а вот лишнее давление на напоре не помешает. Если у вас есть возможность пожертвовать давлением на напоре насоса, то эжектор можно поставить на любую станцию. Мало того, элементарный эжектор легко можно собрать самому из любого подходящего по диаметру тройника. Большой эффективностью он отличаться не будет, но подтянуть воду на несколько метров он сможет.

Насосный тандем.

Конечно, лучше и проще использовать один насос, но иногда хорошим решением бывает использование двух не очень мощных насосов вместо одного. Очень часто я встречаю тандемную схему с погружным и поверхностным насосом. Погружной опускается в скважину или колодец и подает воду на всас поверхностного насоса, на базе которого организована насосная станция. Ни один из этих насосов самостоятельно бы не справился с водоснабжением, а вместе они поддерживают хорошее давление в системе.

Система из двух поверхностных насосов тоже имеет право на жизнь. Тем более стоит подумать об этом, если один насос уже есть в наличии.

Здесь следует отметить некоторые нюансы таких схем.

  1.  Включение обоих насосов синхронизируют, подключая их параллельно к реле давления станции.
  2.  Расход воды подающего насоса желателен не меньше расхода напорного, иначе снижается эффективность связки.
  3. Защиту по сухому ходу придется ставить либо на каждый насос в отдельности, либо одну – на общее питание насосной станции, т. е. до реле давления.

Накачаем скважину…        

 Еще один интересный и довольно необычный способ решения проблемы, который вряд ли подойдет владельцам колодцев, но для владельцев скважин может стать одним из вариантов. Правда, для этого придется загерметизировать верх обсадной трубы скважины, и … накачать её с помощью компрессора.

Действительно, поднимая давление внутри объема скважины, вы, тем самым, выталкиваете воду наверх по отводящей трубе. И если компрессор довольно мощный, можно вообще обойтись без насоса, что может спасти тех, у кого вода в скважине представляет собой насыщенную песком взвесь, противопоказанную для любых насосов. Или, как вариант, использовать компрессор в паре с насосом. Однако стоит учитывать, что давление в скважине толкает воду как вверх, так и вниз, загоняя её обратно в водоносный слой. И использовать такой способ доставания воды нужно с учетом особенностей Вашей скважины (глубина залегания воды, дебет скважины) и особенностей геологии на Вашем участке.

Вот только, уж больно шумная это машина, нужна ну очень хорошая звукоизоляция, чтобы не слышать назойливой трескотни компрессора.

Не претендуя на истину в последней инстанции, могу предложить идеи объединения всех или некоторых способов решения «проблемы всаса». Ничто ведь не мешает сделать кессон для эжекторной станции, повысив тем самым её эффективность и уменьшив потерю давления на напоре.

Также можно использовать малопроизводительный вибрационный насос в тандеме с насосной станцией, добавив в схему эжектор. Вибрационный насос в этом случае подает воду на эжектор, восполняя недостаток давления. А насосная станция берет воду и через насос, и через эжектор, обеспечивая и хороший напор и приличный расход  воды.

Вобщем, не бойтесь комбинировать, господа. Один из читателей написал, что решения должны быть индивидуальные. Но я не даю вам готовых решений, уважаемые читатели, и не ставлю перед собой таких целей. Моя задача скромнее: предложить вам идеи, пути, из которых каждый из вас сможет выбрать и найти способ решения своей сугубо индивидуальной проблемы. Знать и уметь все – невозможно. Но тем и хороши идеи, что поделившись ими, люди становятся только богаче. До новых встреч на страницах блога «Сан Самыч», уважаемые читатели.

Калькулятор расчета необходимой глубины всасывания для насосной станции

«Сердцем» любой насосной станции является поверхностный самовсасывающий насос. Несмотря на широкий ассортимент представленных в продаже моделей, ни одна из них, практически, не может «похвастать» выдающимися способностями по всасыванию воды с больших глубин. Как правило, у поверхностных насосов такого типа граница возможностей пролегает примерно на уровне 8 метров. Модели с инжекторами или эжекторами – несколько «посильнее», и глубина всасывания может достигать 12 ÷15 метров.

Калькулятор расчета необходимой глубины всасывания для насосной станции

При выборе насосной станции на это обстоятельство необходимо обращать особое внимание, чтобы не попасть в ситуацию, когда средства окажутся потраченными напрасно, и агрегат не будет справляться со своими функциями. Для оценки требуемых параметров можно использовать представленный ниже калькулятор расчета необходимой глубины всасывания для насосной станции.

Пояснения по его использованию будут приведены в текстовом части, ниже калькулятора.

Калькулятор расчета необходимой глубины всасывания для насосной станции

Перейти к расчётам

Как оценить необходимую глубину всасывания?

По правде говоря, этот калькулятор необходимо  рассматривать, скорее,  не в качестве критерия выбора необходимой насосной станции – потенциал большинства представленных в продаже моделей лежит в достаточно узком диапазоне от 7 до 10÷12 метров. А вот для оценки планируемого места установки этого насосного узла – такие расчеты просто необходимы.

Посмотрим на схему:

Примерная схема установки насосной станции при заборе воды из внешнего источника

Определяющими величинами будут являться:

G – высота места установки станции относительно динамического уровня воды в источнике (колодце или скважине). Понятно, что насос должен справиться с подъемом на эту высоту. Динамический уровень своего источника относительно уровня земли хозяин должен знать, то есть подсчитать превышение насоса над зеркалом воды – не составит труда.

Но это еще не все.

Определенным гидравлическим сопротивлением обладают и горизонтальные участки трубопровода, проложенные от источника до места установки станции (L). Характерно, что на уровень этого сопротивления оказывают влияние и диаметр труб (чем он выше, тем свободнее протекает вода), и материал изготовления (в качественных пластиковых трубах сопротивление меньше, чем в стальных). Трубы диаметром свыше одного дюйма существенного влияния на падение давления в магистрали не оказывают, и их можно исключить из расчета.

Все эти зависимости учтены в алгоритме калькулятора.

Если значение необходимой высоты всасывания воды, рассчитанное для конкретных условий, превышает возможности представленных в продаже моделей, необходимо принимать какие-то меры технического плана – размещать насосную станцию максимально близко к источнику, прокладывать качественные пластиковые трубы большого диаметра и т. п.

Еще одним вариантом может являться использование погружного насоса, который будет перекачивать воду с глубины в аккумулирующий резервуар большого объема. А уже из него насосная станция станет обеспечивать корректную работу всей автономной системы домашнего водопровода.

Никогда не путайте глубину всасывания насосной станции с создаваемым ею напором. Хотя обе этих величины в паспорте изделия указываются в метрах, даже по номиналу разница между ними – чрезвычайно велика. Первый параметр показывает, с какой глубины насос сможет поднять воду, второй же – какое давление создаётся на выходе из насоса. Для расчета необходимого напора насосной станции на сайте есть отдельный калькулятор.

Как можно встроить насосную станцию в систему домашнего водопровода?

Иногда жители квартир или домов, даже подключенных к центральному водопроводу, вынуждены прибегать к приобретению насосной станции. Причина – недостаточное давление в системе, не дающее нормально работать сантехнике и бытовым приборам. Подробнее об этом – в статье, посвященной насосам для повышения давления воды.

Почему общая высота всасывания поверхностного насоса не более 8 метров?

Давление, создаваемое атмосферой на все тела, которые в ней находятся, а так же на земную поверхность, называют атмосферным давлением. Как измерить атмосферное давление, первым догадался итальянский ученый Торричелли…

Давление, создаваемое атмосферой на все тела, которые в ней находятся, а так же на земную поверхность, называют атмосферным давлением. Как измерить атмосферное давление, первым догадался итальянский ученый Торричелли. Предложенный им опыт был сделан в 1643 году.

В этом опыте была использована запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной 1 м. Её заполнили ртутью, а потом, закрывши открытый конец, перевернули отверстием вниз и погрузили в широкий сосуд с ртутью.

После того как трубку открывали, часть ртути из нее выливалась в сосуд, а в верхней части трубки образовывался вакуум. При этом высота столба ртути в трубке была 760 мм. Ученый установил, что сила, которая не дает возможности ртути, против её природного свойства, падать вниз, есть внешняя сила.

Атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке. (Закон Паскаля). Т.е давление атмосферы можно измерить высотой соответствующего ртутного столба. Его высоту измеряют в миллиметрах.

Так все же, с какой глубины можно поднять воду поверхностным насосом?

Плотность ртути в 13,6 раза больше плотности воды. Ртуть в трубке поднимается на 760 мм. Тогда вода поднимется на высоту в 13,6 раза больше. Это значение будет 10 336 м. Поэтому, поверхностный насос может качать воду с глубины до 10 м.

Поверхностные насосы способны гарантировано поднять воду с 8-ми метровой глубины.

8 метров – это не просто общая высота всасывания, сюда входит непосредственно перепад высот между местом установки насоса и динамическим уровнем воды, потери напора по длине всасывающей трубы и все местные потери. Т.е. если насос находится на расстоянии например 40 метров от скважины, где уровень воды находится на отметке — 8 метров, насос не сможет поднять воду при таких условиях либо будет работать в режиме кавитации, так как общие потери на всасывании в этом случае будут около 9,5 метров (безусловно это значение зависит от диаметра трубопровода).

Как известно, теоретическая максимальная высота подъема жидкости центробежным насосом составляет около 10,3 метра (при нормальном атмосферном давлении в 101325 Па). В реальной жизни существуют потери на трение по длине водоподъемной трубы, местные потери в приемном клапане, поворотах, задвижках и т.п., плюс атмосферное давление не постоянно. Также на параметры всасывания влияет температура жидкости (повышается давление насыщенных паров). С учетом вышесказанного, мы и приходим к заявленной большинством производителей насосов цифре – 8 метров. На практике случается, что насосы действительно могут работать, подавая воду с большей глубины. Но нет никакой гарантии, что насос не станет в определенный момент работать в режиме кавитации, или близкому к нему, что приведет к быстрому выходу его из строя.

Существует еще один класс поверхностных насосов, способных поднять воду с глубины до 40 метров. Это насосы с погружным (выносным) эжектором. В данном случае в скважину (колодец) от насоса будет идти две трубы, в конце которых и устанавливается эжектор. По одной трубе вода будет подниматься наверх к насосу, а по второй трубе часть этой воды будет поступать обратно к эжектору и смешиваться с основным потоком жидкости в профилированном канале, в котором создается дополнительный локальный перепад давления. Этим обеспечивается подсос в восходящий поток новой порции жидкости из колодца, с передачей ему части кинетической энергии вернувшейся жидкости. Таким образом, возможно поднять воду с глубины более чем 8 метров, но так как часть воды возвращается обратно, то расход таких насосов невелик и находится на уровне от 0,4-1,5 м³/ч.

Проектирование мокрых скважин траншейного типа для насосных станций

Насосы и системы , май 2008 г.

В мокрых колодцах траншейного типа всасывающие патрубки насоса размещаются рядом с дном глубокой узкой траншеи, соосной с входной трубой, но значительно ниже ее (см. Рисунок 1). Плотно ограничивающие стенки траншеи предотвращают перекрестные токи, что создает хорошую гидравлическую среду для всасывания насоса. Траншея отлично подходит как для воды, так и для сточных вод.Пандус, показанный на Рисунке 1, отсутствует в системах с чистой водой, и ряд насосов запускается сразу после конца впускной трубы. Насосные станции с производительностью от 2,5 до 220 Мгал в день как для воды, так и для сточных вод в настоящее время находятся в эксплуатации и работают хорошо. Некоторым из этих установок более 40 лет, и нет никаких признаков плохой или неприемлемой производительности насоса.

Особенность, которая делает траншейный мокрый колодец настолько привлекательным для операторов сточных вод, которые его использовали, — это его способность самоочищаться с использованием только основных насосов. Прочие мокрые колодцы необходимо очищать вручную или с помощью пылесоса. Во время цикла очистки в мокром колодце траншейного типа вся накипь, ил, песок, гравий, ветошь и другой мусор сметаются в последний насос водой, ускоренной до высокой скорости, стекающей по изогнутой аппарели. Очистка может быть завершена за несколько (обычно от одной до четырех) минут без ручного труда, кроме нажатия кнопки. Процесс можно автоматизировать, чтобы он происходил через любые желаемые интервалы времени, например, один раз в три дня или один раз в неделю.Поскольку траншею можно легко поддерживать в чистоте и без запаха, этот тип мокрого колодца можно разместить в любом месте (в жилых, коммерческих или деловых районах) без вредного воздействия запаха.

Мокрые колодцы

типа траншеи набирают популярность на Среднем Западе, Южном и Восточном побережье США, и они уже настолько популярны на Западном побережье, что некоторые крупные коммунальные предприятия приняли их в качестве стандарта. Рекомендуемые размеры в единицах D (внешний диаметр всасывающего патрубка насоса) приведены в Американском национальном стандарте для конструкции всасывания насоса (ANSI / HI 9.8-2007) [1], воспроизведен на рисунке ниже. Они были разработаны в результате многолетних испытаний как моделей, так и прототипов. Однако некоторые рекомендации по-прежнему иногда игнорируются, и в результате обычно получается дефектный продукт, который не дает удовлетворительных характеристик.

Цель данной статьи — помочь разработчикам в обосновании рекомендаций ANSI / HI 9.8.

Выбор насосов

Эта тема подробно освещена как во втором, так и в третьем изданиях главы 12 «Проектирование насосных станций» [2, 3].Кроме того, ниже описаны некоторые особенности, относящиеся к мокрым колодцам траншейного типа.

Типы насосов

Любой тип насоса для воды или сточной воды (центробежный насос с сухим карьером, вертикальный турбинный насос с твердыми частицами или погружные насосы без засорения как для сухого, так и для влажного карьера) можно использовать в мокрых колодцах траншеи. Насосы для сухих ям можно использовать, установив раструб для всасывающего патрубка, за которым сразу следует колено (желательно с длинным радиусом) и горизонтальная труба, ведущая к сухому колодцу.Погружные подтягивающие насосы могут быть использованы путем заливки углубления для нагнетательного патрубка в стороне траншеи; после установки колена и напорной трубы углубление можно заполнить тощим бетоном. Колонные насосы идеальны в траншеях.

Количество насосов

Идеальное количество — три-два для максимальной нагрузки и один для резервного. Если они представляют собой устройства с регулируемой скоростью, минимальный расход, который можно перекачивать, обычно составляет около 25 процентов (половина производительности одного насоса) от производительности станции.Уточняйте у производителя; некоторые машины могут перекачивать с меньшей производительностью. Однако все центробежные насосы имеют нижний предел, и ниже допустимой скорости потока для одиночного насоса насос должен быть выключен и включен, как и насосы с постоянной скоростью. Это может быть проблемой для процессов ниже по течению, поскольку бассейны отстойников нарушаются из-за внезапных изменений входящего потока. Другие процессы, такие как хлорирование и дехлорирование, могут вообще не соответствовать требованиям из-за резких изменений скорости потока. Поговорите с проектировщиком очистных сооружений.

Если несоответствие между пиковым расходом в влажную погоду и средним расходом в сухую погоду велико, можно уменьшить потребление энергии и улучшить согласование расхода путем установки большего количества насосов и двух разных размеров, чтобы разместить большую часть ожидаемых средних расходов потока в сухую погоду в Предпочтительный рабочий регион насосов. Однако использование большего количества насосов увеличивает капитальные затраты и затраты на техническое обслуживание, а уменьшение размера последнего насоса отрицательно сказывается на очистке. Решения здесь зависят от изобретательности дизайнера.

Влияние количества насосов на очистку

Очистка осуществляется путем обезвоживания мокрого колодца последним основным насосом, поэтому насос работает в тяжелых условиях эксплуатации с недостаточным уровнем погружения и недостаточным чистым положительным напором на всасывании. Поэтому желательно максимально сократить время работы во время очистки. Если влажный колодец очищается, когда скорость притока к насосной станции составляет, скажем, половину производительности последнего насоса, то чистый расход обезвоживания также составляет примерно половину производительности последнего насоса.Если насосная станция состоит из трех насосов (один из которых резервный), чистый расход воды для обезвоживания составит около 25 процентов от общей мощности станции. Увеличение количества насосов до четырех снижает скорость обезвоживания примерно до 17 процентов от производительности станции и, конечно же, снижает также потенциал очистки. В результате увеличивается время работы насоса и снижается эффективность очистки. Сведите количество насосов к минимуму соразмерно с другими соображениями, такими как обеспечение минимального расхода.

Проанализируйте каждый комплект насосов с помощью Trench3.0 [4], программы для расчета скорости и глубины воды, числа Фруда и последующей глубины вдоль траншеи при откачке. Скорости менее 7 футов / с и числа Фруда менее 3,5 не очень эффективны. Для длинных мокрых скважин скорость можно увеличить тремя способами: (1) расширить разделители потока и галтели для увеличения гидравлического радиуса, (2) покрыть дно пластиковыми покрытиями или футеровками и (3) наклонить дно, начиная с точки, где скорость слишком мала.Используйте коэффициент безопасности, потому что, поскольку коэффициенты трения являются приблизительными, гидравлические расчеты никогда не бывают точными.

Для перекачивания чистой воды нет необходимости очищать мокрый колодец, поэтому нет необходимости в пандусе или ограничении количества насосов, за исключением соображений стоимости и затрат на техническое обслуживание.

Нормальная откачка

Вода должна поступать в мокрый колодец из прямой трубы (или канала) длиной не менее 8 диаметров трубы, соосных с траншеей, чтобы предотвратить опасные перекрестные токи в бассейне.Входящий ток течет над траншеей к торцевой стене, ныряет и течет вверх по дну траншеи. Поток, который проходит через впускные отверстия насоса, присоединяется к набегающему потоку в верхней части аппарели.

Завихрение

Узкая траншея имеет тенденцию поддерживать равномерное распределение токов, но завихрение иногда больше, чем разрешено в ANSI / HI 9.8. Хотя это не упоминается в этой публикации, завихрение можно контролировать, добавляя правильные лопатки (см. Рисунки 2 и 3 ниже) во всасывающий колпак или в горизонтальную трубу между всасывающим коленом и насосом для осушения.Для сточных вод конструкция лопастей должна предусматривать: (1) сферический канал размером не менее 3 дюймов и, по крайней мере, эквивалент канала насоса, (2) не менее четырех лопаток (лучше шесть) и (3) отслаивание волокнистый материал за счет гладкости, округлости и наклона носиков лопаток менее 45 градусов к линиям тока. Поскольку чугун не следует сваривать, лопатки можно прикрепить болтами к чугунным раструбам, используемым в качестве всасывающих колпаков. Конечно, лопатки можно приваривать к сборным стальным всасывающим раструбам.

Для чистой воды лопасти могут увеличивать ширину раструба.Четыре лопасти работают неплохо, но чем больше, тем лучше. Как и в случае с лопастями для сточных вод, лопасти могут быть прикреплены болтами к чугунным раструбам, используемым в качестве всасывающих колпаков. К раструбу можно приварить лопатки в сборных стальных раструбах.


Перегородка входная

Еще одним средством повышения производительности, особенно для уменьшения завихрения и изменения «хорошей среды насоса» на «идеальную среду насоса», является уменьшение входящих токов с помощью перегородки.Практически любая перегородка, которая перехватывает входящий ток, полезна, но большая вертикальная перегородка прямоугольной формы, которая заставляет течь под ней и вокруг ее сторон, превосходна. Горизонтальную перегородку установить проще, но она может быть уловителем ветоши и заставлять весь ток проходить над или под ним, а не по сторонам. Вертикальные перегородки (см. Рис. 4) показали, что в ходе модельных испытаний более эффективны, чем горизонтальные, в устранении завихрения, а в прототипе ветошь может соскальзывать с них. Наилучшая ширина была 5/6 Dp, что для этой мокрой скважины с плотностью 18 Mgal / d просто равняется D p .Наилучшая отметка дна была на D / 2 ниже входного отверстия, а наилучшее расположение — 60 процентов расстояния от конца трубы до центральной линии первого насоса. Однако перегородку можно перемещать вперед и назад с незначительными эффектами.

Перегородка должна быть тонкой (скажем, 4 дюйма) коробчатого сечения, потому что простая пластина, вероятно, будет трепетать. Его можно поддерживать разными способами. Метод, показанный на Рисунке 4, заключается в установке коробчатой ​​или трубной балки (которая может выдерживать как изгиб, так и кручение) выше высокого уровня воды (HWL).Другая тактика — использовать балку над HWL и другую (или даже крышу) над ней. Другой способ — использовать балку над HWL, а другую — внизу перегородки, но нижняя балка предотвратит осыпание волокнистого материала. Конструкция должна быть достаточно жесткой, чтобы противостоять вибрации из-за вихрей фон Кармана. Используйте нержавеющую сталь и заполните секции короба бетоном, чтобы противостоять микробной коррозии, которая разрушает даже нержавеющую сталь в застойных сточных водах. Необходимость и конструкция перегородок должны быть установлены путем гидравлических испытаний модели.

Вихри

Сильные вихри образуются на дне траншеи под колоколами всасывания и на стенках траншеи примерно на 0,28 D ниже колоколов. Поскольку вихри имеют тенденцию вызывать вибрацию и кавитацию, их следует либо устранить, либо, по крайней мере, ослабить. В противном случае рабочие колеса и кожухи должны быть изготовлены из более прочного материала, чем чугун. Добавление никеля в чугун является частичным паллиативом, но есть и другие металлы, которые более устойчивы к кавитации (но не к вибрации).

Вихри на боковых стенках могут быть устранены с помощью галтелей с наклоном 45 градусов, если они достаточно высоки. Рекомендации ANSI / HI 9.8 для входных всасывающих раструбов: D / 2 для зазора до пола и 3/8 D для высоты галтели, тем самым размещая верхнюю часть скругления D / 8 ниже кромки раструба — коэффициент безопасности около 2.

Вихри на полу можно практически устранить с помощью разделителя потока со сторонами 45 градусов и высотой 3/8 D. Делители потока с шириной основания равной высоте (боковые откосы 63.4 — градус) — самые крутые, которые могут удерживать вихри на полу под разумным контролем. Уклон в 45 градусов является предпочтительным, если он оставляет место для ног рабочих во время установки.

В условиях чистой воды конусы под колпаками всасывания также эффективны для устранения вихрей на полу. Диаметр конуса должен быть в два раза больше просвета пола, а вершина должна находиться в плоскости обода раструба. Четыре, а лучше шесть лопаток могут уменьшить завихрение до гораздо меньшего, чем максимально разрешено в ANSI / HI 9.8. Некоторые специалисты по испытанию гидравлических моделей предпочитают делители потока вместо конусов.

Траншеи шириной менее 38 дюймов физически слишком тесны для рабочих. Если в траншее находятся два рабочих насоса, эта трудность по существу исключает использование галтели и разделители потока для производительности, намного меньшей, чем примерно 10 мг / сут. Просто откажитесь от делителей потока и галтели для небольших насосных станций и используйте материалы, более устойчивые к кавитации, чем серый чугун. Многие станции траншейного типа, которые не имеют галтелей или разделителей потока, но содержат никель в чугуне, работали очень удовлетворительно в течение многих лет.

Неравномерное распределение скоростей горла

ANSI / HI 9.8 ограничивает изменение скоростей в горловине до 10 процентов. Неравномерная и колеблющаяся скорость в горловине всасывающего раструба не являлась проблемой для мокрых скважин траншейного типа с колонными, погружными насосами для мокрого карьера, горизонтальными насосами для сухого карьера или вертикальными насосами для сухого карьера, когда вертикальному насосу сухого карьера предшествует редукционный коленчатый патрубок с большим радиусом при этом скорость на выходе как минимум вдвое превышает скорость на входе.

Самоочистка

Мокрый колодец очищается путем быстрого обезвоживания (откачка) последним насосом. Выберите время, когда приток составляет примерно половину мощности последнего насоса. Когда уровень воды опускается ниже вершины рампы, образуется гидравлический прыжок. По мере того, как уровень воды продолжает падать и гидравлический прыжок приближается к основанию рампы, потоки смывают плавающий материал до последнего насоса, где он увлекается жидкостью и откачивается. По мере того, как прыжок продвигается по полу, он задерживает весь оставшийся мусор, а токи смывают мусор в насос.

Рассмотрим, например, мокрый колодец с тремя одинаковыми насосами с регулируемой скоростью (два рабочих насоса) с 25-дюймовыми всасывающими раструбами, имеющими входную скорость 4 фута / с и 18 Мгал / день. Одинарный насос будет иметь производительность около 10 Мгал / день (15,5 футов 3 / с). Предположим, очистка происходит, когда приток составляет 7,8 футов 3 / с. Внизу аппарели скорость составляет около 17 футов / с (из Рисунка 5), а глубина потока составляет всего 0,3 фута. Разделитель потока заканчивается в узле 15, и средняя глубина воды соответственно уменьшается.Число Фруда никогда не опускается намного ниже 6, а последующая глубина (высота прыжка) остается выше 1,3 фута. Поскольку последний раструб должен быть не выше D / 2 ниже последующей глубины, чтобы предотвратить потерю прайма, раструб должен быть на высоте не выше 1,3 — 25 / (2×12) = 0,26 фута над уровнем пола выше по потоку. Он также должен быть на D / 4 или 0,52 фута выше нижнего этажа, поэтому пол должен быть понижен на 0,52–0,26 = 0,26 фута.

Очистки было бы достаточно, если бы у подножия пандуса глубина воды была равна 0.1 фут или более при скорости 12 фут / с или более, и если число Фруда в конце мокрой скважины было не менее 3. Эффективность очистки указана на Рисунке 5 (глубина 0,27 фута, скорость 18 футов / с у подножия рампы и число Фруда 6,2 в конце траншеи) превосходно.

Время очистки

Время можно рассчитать, оценив объем, который должен быть сброшен, и чистую скорость потока в бассейн и из него. Объем канализационной трубы находится между кривой спада и исходной глубиной.Если 18 млн галлонов в сутки (27,9 футов 3 / с) заполняют 3,0-футовую трубу, 7,8-футовые 3 / с заполняют ее до глубины 1,25 футов. (См. Рисунок B-5 в проекте насосной станции [3].) Критическая глубина составляет 0,88 фута от UnifCrit2. 2 [5], поэтому просадка на конце трубы составляет 1,25 — 0,88 = 0,37 фута. Если в конце откачки длина кривой снижения составляет примерно 600 футов, объем V1 в параболическом клине равен

.

В 1 , Приблизительный объем откачки ……… 600 x 3 x 0,37 x (1/3) ≈ 220 футов 3

V 2 , Объем над траншеей = 1.85 (4,17 + 8,0) (1/2) 21,04 ………………….. 240

V 3 , верх траншеи до 0,3 фута над уровнем пола = 4,97 x 4,17 x 17 ……………… 350

В 4 , Насосы с двумя пустыми колонками = (18/12) 2 π / 4 x 2 x 30 …………………. 110

Прокачка на высоте 15,5 футов 3 / с при притоке 7,8 футов 3 / с дает чистую скорость откачки 7,7 футов 3 / с. Объем мокрого колодца составляет 220 + 240 + примерно половина 350 = 635 футов 3 .Время, необходимое для перекачки этого количества, составляет 635 / 7,7 = 82 с. Насос, вероятно, теряет около 15 процентов своей производительности при малых погружениях, поэтому остальная часть воды (110 + 350/2 = 285 футов 3 ) сбрасывается с чистым расходом 15,5 x 0,85 — 7,8 = 5,4- футов 3 / с. Эта часть занимает около 53 с. Общее время около 2,3 минут.

Если два насоса используются для разгрузки 635-футового 3 , чистая скорость откачки составляет 27,9 — 7,8 = 27,1-фут 3 / с, а 82 с сокращаются до 23 с для чистого времени очистки около 1 .3 минуты.

Смазка

Жир скапливается на стенах между высоким и низким уровнями воды, и его необходимо периодически удалять. Он плотно прилегает к бетону, и, возможно, его придется соскоблить. Его легче смыть со стен, покрытых пластиком или облицованных пластиком, струей воды примерно от 25 до 30 галлонов в минуту при давлении Пито в сопле примерно 90 фунтов / дюйм. 2 . Хотя покрытие дорогое, оно стоит своих затрат.

Легкий доступ ко всем областям стен с помощью водяной струи помогает облегчить удаление жира.Чтобы струя была эффективна, она должна располагаться близко к стене, поэтому прикрепите насадку к концу длинной трубки, чтобы получилось водяное «копье», которое может достигать расстояния в ярд или около того от поверхности, которую нужно мыть. Люки позволяют мыть посуду, но они доставляют неудобства. Лучшим решением является внутренний проход по всей длине мокрого колодца (как показано на рисунке 4), но тогда все пространство должно хорошо вентилироваться, а выпускаемый воздух очищаться — все это приводит к дополнительным затратам. Тем не менее, вентиляция и обработка защищают бетон от коррозии и обеспечивают легкий доступ (что было бы нелегко в противном случае) к всасывающим колпакам для очистки мусора или для других нужд, поэтому проход может быть оправдан на многих насосных станциях.

Предупреждения

Есть некоторые предостережения, которые необходимо учитывать, чтобы колодец траншейного типа был полностью успешным.

Предупреждение 1. Разделитель потока на рампе

Чтобы сохранить энергию, вырабатываемую рампой, и получить быстрый поток воды по полу во время уборки (как на рисунке 5), разделитель потока должен начинаться наверху аппарели и непрерывно продолжаться до некоторой точки между последними два насоса.(См. Раздел «Модель» для подробного обсуждения разделителей потока.) При сверхкритических скоростях любой тип препятствия истощает энергию, может направить струю воды и, безусловно, снижает способность к очистке. Если разделитель потока начинается у основания пандуса, вода — теперь уже с очень высокой скоростью — ударяется об это препятствие, спрыгивает с пола, вероятно, ударяется о первый раструб насоса, теряет почти всю свою энергию и никогда не восстанавливает ее. Быстрая очистка предотвращена. Траншею еще можно очистить, но теперь только за счет турбулентности и истирания.Этот процесс идет медленно, и в тяжелых условиях насос должен работать в течение многих минут.

Как и в случае разделителей потока, скругления также должны начинаться на вершине аппарели. Они должны доходить до задней стенки, чтобы предотвратить образование вихрей на боковой стенке последнего насоса.

Предупреждение 2. Гидравлический гид

Если воде из впускной трубы позволяют распространяться шире, чем сама траншея, часть ее стекает по наклонной стене над траншеей, где она замедляется, а затем падает обратно в основной поток с низкой скоростью и нарушает основной поток .Чтобы предотвратить это, приподнимите стороны траншеи около вершины пандуса, чтобы сформировать «водопровод», удерживающий всю воду в пределах ширины траншеи. Вода может стекать по филе, но они маленькие и вредный эффект не выражен.

Предупреждение 3. Высота последнего всасывания насоса

Насосы в закрытых траншеях часто теряют заливку, когда глубина погружения всасывающего раструба меньше D / 2. Поэтому поместите край раструба как минимум на D / 2 ниже соответствующей глубины (указанной на Рисунке 5) и опустите пол под него, чтобы получить зазор D / 4.При больших зазорах от пола более крупный песок и мелкие камни могут не улавливаться при скорости впуска около 4 футов / с.

ANSI / I 9.8 допускает скорость на входе от 3 до 8 футов / с с рекомендацией 5,5 футов / с для насосных станций среднего размера. Один производитель проектирует колонные насосы, работающие с твердыми частицами, со скоростью от 3,5 до 5 футов / с, и авторы рекомендуют эти более низкие скорости, чтобы предотвратить попадание в насос большого и тяжелого мусора, такого как части кирпичей или бетонных блоков, и его повреждения.(Включите камнеуловитель перед потоком или просто удалите крупный тяжелый мусор вручную из траншеи, если необходимо.) Погружные насосы предназначены для очень высоких входных скоростей, поэтому, если последний насос является погружным, добавьте всасывающий патрубок с раструбом, чтобы уменьшить скорость на входе до 5 футов / с или меньше.

Предупреждение 4. Конус под последним насосом

Поскольку последний насос имеет зазор до пола только D / 4 (для эффективной очистки от песка), а любой разделитель потока должен очищать обод на 3 дюйма, чтобы пропускать твердые частицы, для эффективного разделителя потока в умеренных условиях недостаточно места. насосные станции типоразмера.Следовательно, конус под последним всасывающим колпаком является логической заменой разделителя потока (см. Рисунок 7).

Во время откачки для очистки вода имеет сильную тенденцию циркулировать между последним насосом и торцевой стенкой. Эта циркуляция приводит к появлению восходящего потока на одной стороне траншеи, который удерживает гидравлический прыжок далеко вверх по потоку. Циркуляция может быть настолько сильной, что она может проходить под всасывающим колпаком (даже если насос работает) и перемещаться вверх по потоку. Чтобы предотвратить это, необходима продольная лопатка на конусе (как показано на рисунке ниже).

Предупреждение 5. Антиротационная перегородка

Тенденция воды к циркуляции за последним насосом описана в Предостережение 4. Для полного подавления потока между насосом и торцевой стенкой также требуется перегородка (или барьер), препятствующая вращению. Оставьте минимальный зазор между колонной насоса и перегородкой, но учтите, что колонные насосы слегка перемещаются при перекачивании. Проконсультируйтесь с производителем, чтобы узнать, насколько допустимым является это движение.

Предупреждение 6. Торцевая стенка

Во время нормальной откачки стоячая вода за последним насосом имеет тенденцию образовывать поверхностный водоворот. Такие вихри имеют форму буквы «J». Если переместить стену близко к насосу (ANSI / HI 9.8 рекомендует 0,75 D от центральной линии насоса), она пересекает «J», и вихрь не образуется. Наклон задних стенок наружу позволяет создать вихрь.

Формовочные разделители и филе

На ранних этапах разработки проектирование разделителя потока или скруглений на изогнутой рампе было непростой задачей ни с моделями, ни с прототипами.

Модели

После того, как модельное испытание в коммерческой лаборатории показало, что разделитель потока, сливающийся с дном аппарели, в значительной степени разрушает энергию текущей воды и приводит к тому, что нижний поток становится докритическим, машинист из Университета штата Монтана предложил сделать изогнутые участки потока. разделители и галтели двухкомпонентного литейного компаунда [6]. Избранный очень силен, но гибок.

Вылейте немного излишка в деревянную форму, покрытую воском.Если носик слегка сужается, один конец формы можно подходящим образом сузить, чтобы сформировать непрерывный носик. Как только состав затвердеет, срежьте излишки острым ножом. После окончательного отверждения согрейте разделитель потока нагревателем для ванной и согните его по изгибам, вырезанным в дереве с помощью ленточной пилы. При охлаждении компаунд постоянно затвердевает, но немного расслабляется, поэтому сделайте кривые немного (скажем, на 10 процентов) острее, чем кривые нарастания. Прикрепите детали к пандусу с помощью резинового клея, шурупов или и того, и другого.Прямые участки галтели и разделители потока легче сделать из дерева, хорошо окрашенного, чтобы противостоять изменению влажности и короблению.

С модельным разделителем потока и галтелями, установленными полностью вверх по пандусу, улучшение очистки было значительным. Скорости были очень высокими у подножия рампы и оставались высокими до конца траншеи. Но когда разделитель потока был заменен так, чтобы он заканчивался у носка рампы, энергия и высокая скорость были разрушены. Нисходящий поток был турбулентным, но с докритической скоростью, которая не могла исчезнуть быстро.Нет никакого сравнения между характеристиками двух дизайнов. Следовательно, и разделитель потока, и галтели должны доходить до вершины аппарели для обеспечения адекватного очищающего потенциала.

Прочие средства изготовления модельных разделителей потока и филе

Хотя литейный компаунд является наиболее подходящим материалом при установке, его использование требует значительных затрат времени. Один из способов — сделать разделитель потока и скругления полностью из дерева. Разрежьте его на тонкие поперечные секции по изгибам и поместите секции в герметик для ванны, такой как Dap.После того, как Dap застынет, покройте все устройство Dap, чтобы сделать его водонепроницаемым и заполнить трещины. Результат уродливый и грубый, но достаточно быстрый и легкий.

Еще один быстрый и простой способ — изготовить разделитель потока и галтели из тонкого (40 мил) пластика. Его можно разрезать ножницами для жести, и он имеет нужную жесткость. Полосы для разделителя потока могут быть соединены на вершине и с полом с помощью Dap или длинных узких полос изоленты, плотно прижимаемых. Опоры для галтели могут быть треугольными кусками из пластика или тонкой (1/8 дюйма) бальзовой древесины, которые также можно разрезать ножницами для жести. Они приклеиваются к пластиковой полосе с помощью Dap или суперклея с интервалом от 3 до 6 дюймов, в зависимости от ситуации. Эти методы показаны на Рисунке 8.

Пластиковые листы (для моделей и стальные пластины для прототипов) над изгибами рампы должны быть обрезаны до нужной кривизны. Если кривая пандуса имеет радиус r, формула для радиуса R плоского листа, который ему подходит, будет
, где — угол между пандусом и листом.

Носики разделителя потока. У разделителя потока должен быть какой-то нос. Один из самых простых в изготовлении и лучших по характеристикам, линейно сужается от полного размера, где он соединяется с призматическим разделителем потока, до нуля в верхней части аппарели. Если ß — это угол между осевой линией аппарели и контактом между носом и аппарелью (см. План на рисунке 9), формула для радиуса кривизны принимает вид

.

Носовая часть разделителя потока разделяет набегающий поток на два потока, которые должны иметь достаточную глубину и скорость повсюду, чтобы смыть мусор с аппарели. Испытания притока из горизонтальной трубы (низкая скорость жидкости) и из подходной трубы (высокая скорость жидкости) были выполнены при расходах 50 и 75 процентов от производительности последнего насоса. Лучший из нескольких испытанных носов показан на рисунках 8b и 9. Угол при вершине (2) постоянен, а высота носа линейно сужается на длине приблизительно 2D от нижней части верхней кривой аппарели до вершины аппарели. Очень длинный нос (4,3 D) был очень хорош, а очень короткий (D длинный) подходил.


Другие материалы модели. Еще один метод — вырезать галтели и разделители потока из пенопласта ножом, настольной пилой или ленточной пилой, согнуть их по контуру пандуса и закрепить резиновым клеем или даже изолентой. Одним из подходящих материалов является Ethafoam [7], полистирол с закрытыми порами, относительно жесткий и прочный пенопласт. Он сохраняет искривление, если его нагреть и согнуть при охлаждении.

Выбор. Если модельный пол можно снять для удобства создания галтелей и разделителей потока, использование тонкого пластикового листового материала будет таким же простым и быстрым, как и любой другой метод.В противном случае проще использовать пену на поворотах рампы и пену или дерево для прямых участков. Разделители потока и галтели любого типа легко снимать и заменять — преимущество для демонстрации их ценности.

Прототип фильтров и делителей потока

Прототип галтели легко изготавливается из торкретбетона, который закрепляется в углах дюбелями (и с одним или двумя арматурными стержнями, идущими по всей длине), разглаживается и гладко затирывается. Если требуется большая гладкость, например, в длинных мокрых колодцах, покройте бетон эпоксидной смолой или выровняйте его поливинилхлоридом.См. Рисунок 10.

Практически единственная нагрузка на делители потока возникает во время строительства, когда бетон для бетонных смесей может оказывать давление 1 или 2 фунта / дюйм. 2 , поэтому крепления нужны в первую очередь для удержания формы. Делители потока могут быть изготовлены из пластины толщиной 1/4 дюйма или даже (для очень больших) из нержавеющей стали (нерж. Ст.) 3/8 дюйма типа 304L, 316L или 347. Прямые секции могут быть изогнуты, как показано на рис. 11а и удерживается анкерами 5/8 дюйма, залитыми в бетон или заделанными двухкомпонентным клеем в просверленные отверстия.В качестве альтернативы может использоваться конструкция, показанная на рисунке 11b.

Вдоль изгибов аппарели пластины должны быть обрезаны до радиусов, указанных в уравнении 1 (или 2 для выступов), а затем они должны быть согнуты и приварены стежком на вершине. Можно использовать тип конструкции, показанный на Рисунке 11b, или можно следовать деталям на Рисунке 11a, если пластины обрезаны немного ниже уровня пола и к ним прикреплены язычки для болтов.

Оптимальный уклон сторон разделителей потока составляет 45 градусов, но если траншея узкая, а ширина пола слишком узкая, более крутые уклоны (до 2: 1 = 63. 4 градуса) приемлемы. В примере насосной станции 18 Мгал / сут разделитель потока с наклонными сторонами 45 градусов оставляет полы шириной всего 6 дюймов, тогда как уклон 2: 1 обеспечивает ширину этажей 11 дюймов. Выбор дизайнера.

Для детали на Рисунке 11b укажите, что на изгибах аппарели подрядчик должен (перед резкой дорогой нержавеющей стали) сделать деревянные образцы разделителя потока (и его носа) из тонких (от 1/8 до 1/4 дюйма) фанеры, транспортируйте их в поле и нарисуйте на них точные линии смещения, чтобы стальные листы повторяли все неровности бетонной поверхности.

Стоимость разделителей потока сильно варьируется в зависимости от подрядчика и обстоятельств, но сегодня бюджетная цифра составляет около 550 долларов на погонный фут для разделителя потока, показанного на Рисунке 11b, в основном для оплаты труда. На пандусе это может стоить дороже. Разделитель потока на Рисунке 11a, вероятно, дешевле.

Заключение

Мокрый колодец траншейного типа, построенный в соответствии с рекомендациями Американского национального стандарта для конструкции всасывания насосов [1], дополненный приведенными здесь рекомендациями, является превосходным исполнителем и не требует улучшений. Однако модельное исследование требуется, если производительность насоса превышает 40 000 галлонов в минуту, если производительность станции превышает 100 000 галлонов в минуту, если работа и надежность насоса чрезвычайно важны, если поток на подходе является неравномерным или асимметричным или если геометрия рисунка 1 изменена.

Благодарности

Данный документ разослан во все коммерческие лаборатории, в которых проводятся испытания гидравлических моделей мокрых скважин насосных станций. Корреспондентами были Томас Демлоу из Northwest Hydraulic Consultants, Inc., Эндрю Э. Йоханссон из Исследовательской лаборатории Олдена, Ричард Э. Лонг из ENSR и Тацуаки Накато, недавно вышедший на пенсию из Университета Айовы. Были предложения по дополнениям и изменениям слов, но никаких разногласий. Другими рецензентами были Гарр М. Джонс и Лоуренс Оэт из Brown and Caldwell, Арнольд Сдано из Fairbanks Morse Pump Corp., Сатиш Набар из Nabor Stanley Brown, Inc., Сарван Уэйсон и Майк Заппоне из Carollo Engineers, Константино М. Сенон из MWH Americas. , Inc., и Уильямом Уилером из Wheeler Designs.Арнольд Сдано преобразовал рисунки, нарисованные карандашом, в электронную форму. Авторы выражают благодарность всем, кто внес свой вклад.

Список литературы

1. ANSI / HI 9.8-2008. Американский национальный стандарт конструкции впуска насоса, Гидравлический институт, Парсиппани, Нью-Джерси (публикация запланирована на 2008 г.).

2. Санкс, Р.Л., Г. Чобаноглоус, Б.Е. Боссерман, Г. Джонс. Проект насосной станции, 2-е изд., Баттерворт-Хейнеман, Бостон (1998).

3. Джонс, Г. М., Р. Л. Санкс, Г. Чобаноглоус, Б. Э. Боссерман. Проект насосной станции, 3-е изд., Эльзевир, Бостон (2006).

4. Желоб 3.0. Удобная компьютерная программа, разработанная профессором Джоэлом Кахуном, для расчета глубины воды, скорости, чисел Фруда и последующих глубин вдоль траншеи в мокрых колодцах траншейного типа. Доступно бесплатно на сайте www.coe.montana.edu/ce/joelc/wetwell.

5.UnifCrit2.2. Удобная компьютерная программа, разработанная профессором Джоэлом Кахуном для расчета расхода, скорости, глубины воды и критической глубины воды в круглых и трапециевидных открытых водоводах. Доступно бесплатно на сайте www.coe.montana.edu/ce/joelc/wetwell.

6. Можно получить в компании McMaster-Carr Supply Co., Санта-Фе-Спрингс, Калифорния. (www.mcmaster.com) в виде двухкомпонентной заливочной массы № 8644K11 для 1 фунта (25 дюймов 3 ) или № 8644K12 для 10 фунтов (250 дюймов 3 ).

7. Можно получить из многих источников, включая McMaster-Carr Supply Co. под номером 86155K33.

Всасывающий, кавитационный и погружной насосы

Даррен Э. Мейерс, P.E.

Возможно, одна из самых странных концепций для понимания профессионалов насосной отрасли — это чистый положительный напор на всасывании (NPSH). Даже сама фраза неуклюжая и ее трудно расшифровать. Для многих наиболее распространенных насосных систем в мире, в которых используются погружные насосы, значение NPSH не является проблемой.Но в некоторых приложениях правильное рассмотрение NPSH имеет решающее значение для долгосрочного успеха системы, и важно, чтобы все инженеры по насосным системам и технологическим процессам имели полное представление об этой концепции.

В этой статье дается общее представление о NPSH и будут определены приложения, в которых его рассмотрение важно и не важно. Для простоты предположим, что с этого момента мы имеем дело только с водой или сточными водами, а не с каким-либо другим химическим веществом или жидкостью.

Подъемная станция Zoeller Engineered Products с погружными насосами для сточных вод и системой отключения Z-Rail®.

Прежде чем мы сможем понять такую ​​концепцию, как NPSH, мы должны сначала понять понятие кавитации. Некоторые люди ошибочно полагают, что кавитация возникает, когда воздух попадает во всасывающий патрубок насоса. Это состояние на самом деле называется воздухововлечением, а не кавитацией. Хотя вовлечение воздуха — тоже серьезная проблема, и ее следует избегать, это отдельная проблема в другой раз.

Кавитация — это фазовая реакция, которая может происходить внутри корпуса насоса рядом с рабочим колесом, если давление перекачиваемой жидкости падает ниже определенного критического значения. Если эти критические условия соблюдены, жидкость мгновенно превратится в маленькие пузырьки или «полости» водяного пара, как это происходит в кастрюле с кипящей водой. По мере прохождения жидкости через корпус насоса давление увеличивается, в результате чего эти маленькие пузырьки пара резко схлопываются обратно в жидкость. Переход от жидкости к пару и обратно к жидкости обычно происходит за доли секунды, но совокупные эффекты этих реакций с течением времени могут вызвать не только потерю эффективности насоса, но и значительный физический ущерб. Поскольку кавитация — это буквально тысячи небольших взрывов и взрывов внутри насоса, эти реакции могут фактически привести к образованию ямок в крыльчатке и боковых стенках корпуса насоса, тем самым разрушая компоненты и значительно сокращая срок службы насоса. Возникающая в результате турбулентность также вызывает вибрации, которые вредны не только для уплотнений и подшипников насоса, но и для окружающих компонентов системы. Короче говоря, кавитация очень разрушительна.

Предотвращение кавитации

На этом этапе мы лучше подготовлены к обсуждению NPSH.Как упоминалось ранее, для возникновения кавитации внутри корпуса насоса давление перекачиваемой жидкости должно упасть ниже определенного критического значения, известного как давление пара. На давление жидкости внутри корпуса насоса влияет множество различных факторов, наиболее важными из которых являются температура воды, глубина забортной воды в колодце, всасывающий трубопровод (при наличии), давление нагнетания и геометрия входа насоса. Температура воды, глубина, всасывающий трубопровод и давление нагнетания — все это характеристики, которыми могут управлять инженеры проекта.Однако геометрия различных впускных отверстий насоса варьируется от одного производителя насоса к другому. Чтобы позволить инженерам-конструкторам выполнять расчеты кавитации, некоторые производители насосов публикуют значения требуемого чистого положительного напора на всасывании (NPSHR). Эти значения устанавливают минимальное давление, которое может быть у жидкости непосредственно перед входом в насос, чтобы жидкость не упала ниже давления пара внутри и не начала кавитацию. Инженеры-конструкторы могут посмотреть на все другие характеристики системы вокруг насоса и затем рассчитать доступный чистый положительный напор на всасывании (NPSHA).Пока доступный NPSH больше необходимого NPSH, жидкость в системе не будет кавитации.

Бронзовые лопатки рабочего колеса изъедены и эродированы кавитацией.

Как инженер компании по производству насосов, мне периодически звонят клиенты, которым нужна информация о NPSHR для наших насосов. Просмотр опубликованной нами литературы не обнаруживает никаких упоминаний о ценностях NPSHR. То же самое и с большинством наших товарищей по производству погружных насосов.Принимая во внимание важность предотвращения кавитации, почему мы и другие опускаем такую ​​важную информацию? Ответ кроется в сферах применения наших насосов. Как мы узнали выше, одним из ключевых факторов, влияющих на кавитацию в насосах, является всасывающий трубопровод. За некоторыми примечательными исключениями, кавитация в насосах почти всегда связана с системами, включающими трубопровод на стороне всасывания, например, в случае перекачки в сухих карьерах. Поскольку вода всасывается через эти всасывающие трубы по пути к насосу, потери на трение вызывают падение давления жидкости.Если оно упадет достаточно низко, чтобы достичь давления пара, возникнет кавитация. Когда погружные насосы опускаются непосредственно в мокрый колодец, нет трубопровода со стороны всасывания, направляющего воду к входу насоса. Для насосов, применяемых почти исключительно в «мокрых» скважинах без всасывающего трубопровода, вероятность кавитации практически отсутствует. Пока насос спроектирован и может работать по опубликованной кривой; температура воды находится в пределах допустимого диапазона производителя; и влажный колодец имеет достаточную вентиляцию, чтобы не создавать вакуума при падении уровня жидкости, тогда давление жидкости в корпусе насоса не упадет достаточно низко для возникновения кавитации.


Об авторе: Даррен Мейерс, П.Е., инженер-разработчик в компании Zoeller (www.zoeller.com).

Другие статьи в текущем выпуске WaterWorld
Другие статьи из архивов WaterWorld

Насосные станции Мокрые скважины и сухие скважины

Большинство крупных насосных станций и многие небольшие станции имеют отдельные мокрые и сухие колодцы. Это позволяет расположить насосы в зоне, легко доступной для осмотра и обслуживания.

Вас интересует Стормвотер?

Получайте статьи, новости и видео о Stormwater прямо в свой почтовый ящик! Зарегистрироваться сейчас.

Ливневая вода

+ Получать оповещения

Одним из первых решений при проектировании насосной станции является использование традиционного подхода с насосами, установленными в сухом колодце, или использование мокрого колодца с погружными насосами.

Поскольку технология погружных насосов улучшилась и стала общепринятой, погружные насосные станции стали более распространенными. Они занимают мало места и дешевле. Высота всасывания не проблема для погружных насосов.Клапаны и коллекторы могут быть заключены в клапанный свод для облегчения доступа. Однако некоторым владельцам не нравятся погружные станции, потому что для обслуживания требуется подъем насоса. Погружные насосы часто требуют заводского ремонта из-за специализированных компонентов и жестких требований к герметичности.

Большинство крупных насосных станций и многие небольшие станции имеют отдельные мокрые и сухие колодцы (Рисунок 2). Это позволяет расположить насосы в зоне, легко доступной для осмотра и обслуживания. Доступен более широкий ассортимент насосов, и могут использоваться стандартные двигатели.Коллекторы и клапаны устанавливаются в сухом колодце.

Чтобы избежать повреждений от наводнения, в традиционных конструкциях двигатель устанавливается выше уровня земли. Длинный вал с промежуточными подшипниками соединяет двигатель и насос, но удлиненные валы могут вызывать проблемы с вибрацией. Чтобы исключить вибрацию и снизить стоимость, некоторые владельцы предпочитают погружные насосы в сухом колодце.

Спроектирован на заказ / построен на заводе

И сухоблочные, и погружные станции доступны в виде заводских «комплектных» подъемных станций или в виде нестандартных конструкций, которые могут быть построены на месте.

Заводские насосные станции доступны в самых разных конфигурациях. Могут быть размещены все емкости, кроме самых больших. Большинство поставщиков могут предоставить любой тип насоса и предоставить либо сухие колодцы, либо погружные конструкции.

Заводские насосные станции обычно дешевле, чем нестандартные конструкции, и занимают меньше места. Некоторым владельцам выгодно, чтобы поставщик брал на себя всю ответственность за станцию. С другой стороны, поскольку они, как правило, изготавливаются из стали, срок службы станций может быть меньше, чем у станций, изготовленных по индивидуальному заказу.

Индивидуальный дизайн, очевидно, позволяет владельцу гарантировать, что в него включены самые желаемые функции. Несмотря на то, что они более дорогие, материалы, из которых изготовлены станции по индивидуальному проекту, обеспечивают долгий срок службы. Можно добавить пространство для легкого обслуживания и расширения в будущем.

Выбор насоса

Выбор между погружными насосами или насосами для сухих скважин — это только начало процесса выбора насоса. Категории и разновидности центробежных насосов могут показаться бесконечными.Некоторые типы предназначены для решения очень специфических задач, а другие — для широкого применения. Возможные варианты:

  • Сухие скважины и погружные насосы, работающие с твердыми частицами, могут проходить через сферу до указанного размера; они предназначены для очистки сточных вод
  • Шлифовальные насосы и вихревые рабочие колеса
  • Самовсасывающие насосы при невозможности затопления всасывания
  • Насосы с двойным всасыванием, используемые для больших объемов чистой воды
  • Сальник или торцевые уплотнения
  • Горизонтальные или вертикальные валы
  • Одинарная или двойная спираль
  • Карданный вал с муфтой или удлиненной муфтой

Выбор количества насосов и размера (производительности) каждого зависит от многих факторов.Стоимость жизненного цикла, которая включает в себя расходы на электроэнергию и обслуживание, а также начальную стоимость, используется для руководства процессом выбора. Если напор насоса в основном статический, а счет за электроэнергию производится только за электроэнергию, то лучше всего подойдет несколько насосов с постоянной скоростью. Если стоимость энергии включает время суток и плату за потребление, тогда лучше всего подойдет насос с регулируемой скоростью. Если разница между текущей производительностью и пиковой или будущей производительностью велика, то использование нескольких насосов может оказаться рентабельным. Также следует учитывать влияние колебаний потока на станции, расположенные ниже по потоку, или процессы очистки.

Рекомендуемое время между последовательными запусками насосов с постоянной скоростью должно составлять более пяти и менее 30 минут. Небольшие насосы и насосы, оснащенные плавным пуском или частотно-регулируемыми приводами, могут работать на нижнем пределе этого диапазона, но большие насосы должны работать реже. Время между последовательными запусками насоса можно оценить:

ts = 29,9 • Vww
qp

ts = время между последовательными запусками насоса, минут
Vww = активный объем влажного колодца, кубических футов
qp = производительность насоса, галлонов в минуту

Следует отметить, что не все насосы на станции должны быть одинакового размера. У идентичности всех насосов есть преимущества в обслуживании, но они обычно менее значительны, чем соображения энергопотребления. Еще одна возможность — установка крыльчатки разного диаметра в каждый насос. Это позволяет увеличить емкость в будущем без ущерба для текущей производительности.

Системы трубопроводов

Для перекачки сточных вод из нагнетательного патрубка насоса в систему транспортировки требуются трубопроводы и связанные с ними компоненты внутри насосной станции. При проектировании системы трубопроводов необходимо учитывать два основных момента: размер и материал.

Калибровка предполагает экономический компромисс. Труба большего размера означает более высокие капитальные затраты. Это компенсируется снижением затрат на энергию из-за меньших потерь на трение. Стоимость увеличивается с увеличением диаметра, а трение уменьшается с увеличением диаметра в пятой степени. Рассчитав стоимость жизненного цикла, можно определить оптимальный размер трубы. Скорость воды должна быть от 2 до 8 футов в секунду. (Для предотвращения оседания твердых частиц в трубопроводе требуется скорость не менее 2 футов в секунду.)

Выбор материала трубы — это компромисс между стоимостью и долговечностью.Сталь обычно дешевле, но более подвержена коррозии, чем ковкий чугун. Трубы из ковкого чугуна часто облицованы цементом или полиэтиленом для повышения долговечности. Хотя неметаллические трубопроводы часто используются для подземных работ, они редко используются внутри насосной станции. Способ соединения может существенно повлиять на окончательную стоимость системы.

Обратные клапаны и запорные клапаны составляют значительную часть стоимости трубопроводов. Чугунные корпуса с различными материалами отделки и уплотнения являются типичными.Для получения рекомендаций следует проконсультироваться с поставщиками.

Конструкция мокрого колодца

Определение конфигурации влажного колодца может быть сложной задачей. Мокрый колодец может показаться простой ванной для сбора ливневой воды или сточных вод, но плохая конструкция может вызвать проблемы для операторов и повредить насосы. Соображения, которые влияют на размер и дизайн влажного колодца для сточных вод, включают минимизацию запахов, устранение уноса воздуха и предотвращение осаждения твердых частиц и улавливания пены.

Высота максимальной поверхности воды обычно ниже переворота самого нижнего входящего коллектора.Однако, когда происходят большие колебания потока, например, во время дождя, воде может быть позволено скопиться и заполнить канализацию. Это обеспечивает дополнительную емкость для хранения. Очевидно, что этот уровень никогда не должен превышать высоту самого нижнего уровня клиентского соединения.

Высота этажа и размеры мокрого колодца определяются ограничениями площадки и требованиями к объему. Минимальная глубина воды должна быть значительно выше всасывания насоса, чтобы избежать образования вихрей. Погружные насосы также должны выдерживать достаточную глубину погружения, чтобы обеспечить охлаждение двигателя.Активный объем воды (разница между настройками высокого и низкого уровня) обычно составляет от 3 до 6 футов. Высота всасывания насоса над полом должна быть достаточно высокой, чтобы избежать ограничений, но достаточно низкой, чтобы свести к минимуму осаждение твердых частиц.

Твердые частицы во влажном колодце могут стать септическими и иметь запах. Во избежание этого в углах пола колодца с мокрым покрытием должны быть галтели. Создание запаха также сводится к минимуму, если время удерживания во влажном колодце не превышает получаса. Время удерживания можно рассчитать:

HRT = время гидравлического удержания, минут
Vww = активный объем мокрой скважины, кубические футы
qi = скорость притока, галлонов в минуту

Считается хорошей конструктивной практикой разделение «мокрого» колодца пополам и наличие входных отверстий для насосов в каждой.Это позволяет опорожнить половину влажного колодца для очистки и обслуживания, не выводя станцию ​​из эксплуатации.

Многие поставщики насосов имеют обширный опыт и подробные рекомендации по проектированию мокрых скважин и насосных станций. С ними следует консультироваться для получения рекомендаций в процессе проектирования.

После завершения физического проектирования основные проектные задачи завершены. Третья и последняя статья этой серии будет посвящена дополнительным системам и компонентам, необходимым для обеспечения удовлетворительной работы.


Об авторе

Томас Дженкинс — профессиональный инженер и владелец компании JenTech Inc. в Милуоки, штат Висконсин.

Насосная станция

— обзор

15.3.4 Гидродинамические машинные станции и всасывающий трубопровод

Гидродинамические станции, а именно насосная станция и гидроэлектростанция, будут построены на берегу, рядом с морем. Основные требования, которым должны соответствовать площадки:

здания должны быть защищены от моря, так как волны могут достигать высоты нескольких метров в зимний период с учетом сильных ветров, дующих в Эгейском море;

абсолютная высота гидроэлектростанции должна быть как можно ниже, чтобы максимально увеличить высоту головы;

уровень всасывания насоса должен быть ниже уровня моря, чтобы обеспечить естественный поток воды из моря на сторону всасывания насоса.

Для удовлетворения вышеуказанных требований гидротурбины и насосы будут установлены в двух разных зданиях. Трехмерные изображения окончательного позиционирования на островах Астипалея и Родос показаны на рис. 15.13 и 15.14, соответственно.

На Родосе ровный прибрежный участок с подходящей землей находится там, где водовод достигает берега (рис. 15.14). Строительство насосной станции и гидроэлектростанции, включая сопутствующие работы на береговой линии, несложно.

Напротив, в Астипале, где водовод достигает береговой линии, земля крутая и подвержена эрозийной морской среде, поэтому она более подвержена обрушениям и оползням (см. Рис. 15.13).

Забор воды с моря на насосную станцию ​​может осуществляться двумя способами:

Сооружением конструкции волнолома из сборных железобетонных блоков. Этот метод был принят в Окинавской S-PSS [47–49]. Основные недостатки этого метода — высокая стоимость строительства и видимые изменения природного ландшафта в результате технических работ.

Альтернативой является прокладка длинного трубопровода вдоль морского дна, начиная от насосной станции и заканчивая там, где глубина моря составляет 15–20 м. Насосная станция сооружается ниже уровня моря для обеспечения естественного потока воды по подводному трубопроводу. Этот метод требует гораздо более низких затрат на установку, чем первый, а видимые изменения в естественном ландшафте минимальны.

Второй метод был выбран для обоих S-PSS. Подводный трубопровод уходит в море до глубины более 15 м (см. Рис.15.15 для Астипалеи). На этих глубинах напряжения в конструкции всасывания воды, связанные с волнами на поверхности, незначительны. Более того, морская вода остается относительно чистой, свободной от подводного мусора или отходов (например, песка, водорослей, мелких камней), поскольку они уносятся подводными потоками, что снижает вероятность попадания таких предметов в трубопровод.

Рисунок 15.15. Начало подводного всасывающего трубопровода на Крите S-PSS.

Подводные всасывающие трубопроводы будут заглублены 0.5–1,0 м под морским дном. Вход воды в трубопровод будет закрыт сетками фильтров для предотвращения попадания посторонних предметов в сток воды. В обеих исследованных S-PSS трубопроводах будут использоваться трубы из стеклопластика с номинальным давлением 6 бар. В S-PSS Astypalaia требуется один всасывающий трубопровод с внутренним диаметром 1,50 м, в то время как в S-PSS на Родосе требуется 20 параллельных всасывающих трубопроводов с внутренним диаметром 2,00 м. Длина подводных трубопроводов определяется морфологией морского дна, чтобы обеспечить всасывание воды на глубинах более 15 м по причинам, указанным выше.В S-PSS Астипалеи 20-метровая изобата находится на расстоянии 92 м от берега, а на Родосе 20-метровая изобата находится на расстоянии 350 м от берега.

Как упоминалось ранее, уровень всасывания насоса должен быть ниже уровня моря, чтобы обеспечить естественный приток воды из моря. Применяя закон Бернулли и принимая во внимание длину и внутренний диаметр трубопроводов, геостатическую высоту всасывания (-20 м в обоих случаях), требуемые потоки воды (3,33 м 3 / с для каждого трубопровода на Родосе и 0. 69 м 3 / с в Астипале) и коэффициент потерь материала стеклопластика ( f = 0,029), уровень всасывания в обеих насосных станциях рассчитан на 1 м ниже уровня моря. На рис. 15.16 показан разрез насосной станции в Астипале. Здание насосной станции будет находиться в 15 м от береговой линии для защиты от волн.

Рисунок 15.16. Вертикальный разрез насосной станции на Астипалеи S-PSS.

Рядом с насосной станцией будет построено здание гидроэлектростанции.Разрез здания ГЭС в Астипале показан на рис. 15.17. На обоих участках электростанция расположена в 10 м от береговой линии для защиты здания от волн. Это определяет абсолютную высоту гидротурбин над уровнем моря и, следовательно, общую высоту геостатического напора для выработки электроэнергии из S-PSS. Железобетонный водоотводный канал выведет воду в море после прохождения через гидротурбины.

Рисунок 15.17. Вертикальный разрез гидроэлектростанции на Астипалеской ГЭС.

Рекомендации по проектированию всасывающего трубопровода насоса

Основная причина многих проблем и отказов насосов кроется в плохой конструкции трубопровода на входе и на стороне всасывания. Общие проблемы, которых следует избегать:

  • Недостаточное давление жидкости, ведущее к кавитации внутри насоса.

  • Узкие трубы и сужения, создающие потери от шума, турбулентности и трения.

  • Унос воздуха или пара, вызывающий шум, трение и снижение производительности.

  • Взвешенные твердые частицы, вызывающие повышенную эрозию.

  • Плохой монтаж трубопроводов и других компонентов.

Кавитация

Точка кипения жидкости соответствует температуре, при которой давление ее пара совпадает с давлением окружающей среды.Если, например, вода подвергнется значительному падению давления при комнатной температуре, она закипит.

В любой насосной системе существует сложный профиль давления. Это происходит из-за многих свойств системы: производительности, напора, потерь на трение как внутри насоса, так и в системе в целом. Например, в центробежном насосе давление на крыльчатке сильно падает, а давление снова увеличивается в пределах его лопастей (см. Диаграмму). В поршневом поршневом насосе давление жидкости падает, когда она всасывается, по существу, из состояния покоя в цилиндр.Когда жидкость вытесняется, давление жидкости снова увеличивается.

Если давление жидкости в любой точке насоса ниже, чем давление пара, она буквально закипит, образуя пузырьки пара внутри насоса. Образование пузырьков приводит к снижению производительности и увеличению вибрации и шума, но большая опасность возникает, когда пузырьки попадают в секцию насоса под более высоким давлением. Пар конденсируется, и пузыри взрываются, высвобождая локально огромное количество энергии. Это может привести к серьезным повреждениям и вызвать серьезную эрозию компонентов насоса.

Чтобы избежать кавитации, вам необходимо подобрать насос в соответствии с жидкостью, системой и областью применения. Это сложная область, и вам рекомендуется обсудить ваше применение с поставщиком насоса.

Понимание NPSH

Чтобы избежать кавитации, давление жидкости должно поддерживаться выше давления пара во всех точках, когда она проходит через насос. Производители указывают свойство, называемое «Требуемая чистая положительная высота всасывания» или NPSH-R — это их минимальное рекомендуемое давление жидкости на входе, выраженное в метрах.Документация, поставляемая с помпой, может содержать диаграммы, показывающие, как NPSH-R изменяется в зависимости от расхода.

Фактически, NPSH-R определяется как давление на стороне всасывания, при котором кавитация снижает давление нагнетания на 3%. Таким образом, при проектировании трубопроводов на стороне всасывания для вашей системы вы должны убедиться, что они превышают номинальное значение NPSH-R производителя для рабочих условий. Рассчитанное вами значение называется доступным NPSH (NPSH-A).

Помните, что номинальное значение NPSH-R производителя — это минимальное рекомендуемое давление напора на входе: насос уже испытывает кавитацию при этом давлении.Следовательно, важно предусмотреть запас прочности от 0,5 до 1 м, чтобы учесть этот и другие факторы, такие как:

  • Рабочая среда насоса — постоянна ли температура?

  • Перемены погоды (перепады температуры и атмосферного давления).

  • Любое увеличение потерь на трение, которое может происходить время от времени или постепенно в течение срока службы системы.

Турбулентность и трение

Насосы, и особенно центробежные насосы, работают наиболее эффективно, когда жидкость подается без скачков, плавным, ламинарным потоком.Любая форма турбулентности снижает эффективность и увеличивает износ подшипников, уплотнений и других компонентов насоса.

Прямой трубопровод, подсоединяемый к насосу, должен иметь длину не менее 5 диаметров трубы. Никогда не подключайте колено, редуктор, клапан или сетчатый фильтр к этому последнему участку трубопровода. Если вы подсоединяете колено непосредственно к фланцу насоса, жидкость эффективно центрифугируется по направлению к внешнему изгибу колена, а не в центр (проушину) рабочего колеса.Это создает нагрузку на подшипники и уплотнения насоса, что часто приводит к износу и преждевременному выходу из строя.

Иногда просто невозможно предусмотреть достаточное расстояние отстоя в трубопроводе перед насосом. В этих случаях используйте проточный кондиционер или выпрямитель.

Стандартной практикой является использование трубопроводов со стороны всасывания на один или два размера больше, чем входное отверстие насоса — ни в коем случае нельзя использовать трубопровод, размер которого меньше входного патрубка насоса.

Маленькие трубы приводят к большим потерям на трение, а это означает, что эксплуатация вашей насосной системы обходится дороже. С другой стороны, трубы большего диаметра более дороги, поэтому вам необходимо взвесить возросшую стоимость с вероятной экономией энергии в результате снижения потерь на трение.

Также имеет смысл свести длину трубопроводов к минимуму, разместив насос как можно ближе к источнику жидкости.

Трубопровод большего размера означает, что вам понадобится редуктор перед входом в насос.Редуктор представляет собой сужение и требует тщательного проектирования, чтобы избежать как турбулентности, так и образования карманов, в которых может скапливаться воздух или пар. Лучшее решение — использовать эксцентриковый редуктор, ориентированный так, чтобы исключить возможность образования воздушных карманов.

Как правило, скорость всасывающего трубопровода должна быть ниже 2 м / с. При более высоких скоростях большее трение вызывает шум, более высокие затраты на энергию и усиление эрозии, особенно если жидкость содержит взвешенные твердые частицы. Если ваша система содержит узкие трубы или другие сужения, имейте в виду, что скорость трубы в этих точках будет намного выше.

Унос воздуха или пара

Лучше не допускать попадания воздуха или пара в трубопровод. Вовлеченные газы приводят к снижению производительности насоса, увеличению шума, вибрации и износу компонентов. Поэтому важно правильно разместить подающую трубу в резервуаре или емкости. Он должен быть полностью погружен в воду. Если он находится слишком близко к поверхности жидкости, всасывание создает вихрь, втягивающий воздух (или другие пары) в жидкость и через систему откачки. В подающей трубе также не должно быть никаких других труб, мешалок или лопастей мешалки — всего, что может привести к попаданию воздуха в жидкость. В неглубоких резервуарах или прудах может быть целесообразно использовать перегородку для защиты питающей трубы от попадания воздуха.

Взвешенные вещества

Вы также должны убедиться, что подающая труба не находится слишком близко ко дну резервуара или пруда. Если это так, то вместо воздуха или пара воздухозаборник может втягивать твердые частицы или шлам! В любом случае жидкость может содержать взвешенные твердые частицы.

Некоторые поршневые насосы могут работать со смешанной фазой без каких-либо повреждений или серьезных потерь в производительности. Центробежные насосы не так прочны и должны быть защищены от твердых частиц. В этой ситуации вам потребуется установить фильтр или сетчатый фильтр. Фильтры могут создавать большой перепад давления и нести ответственность за кавитацию и потери на трение. Сетка фильтра должна иметь как минимум в три раза большую площадь поперечного сечения трубы. Используйте манометр дифференциального давления на экране, чтобы следить за любым повышенным падением давления, прежде чем возникнут проблемы с засорением.Это также поможет в точной оценке NPSH-A.

Установка

Очевидно, что насосы должны быть надежно размещены, как и трубопроводы. Не используйте одно для поддержки другого. Все остальные компоненты должны быть так же надежно расположены и не создавать напряжения или деформации в других частях системы. Убедитесь, что труба, соединяющая входной фланец насоса, точно совмещена с ним. Если вам необходимо установить обратные клапаны или клапаны регулирования потока, установите их на напорной стороне насоса, а не на всасывающем трубопроводе.

Сводка

Проблемы с трубопроводом на стороне всасывания часто имеют разрушительные последствия для системного насоса, и их можно избежать, следуя этим рекомендациям:

  • Убедитесь, что условия не способствуют кавитации, особенно если вы используете центробежный насос. Это требует тщательного выбора насоса, его расположения и напора.

  • Расположите подающую трубу, чтобы свести к минимуму унос воздуха / пара и твердых частиц.

  • Минимизируйте трение и турбулентность, выбирая подходящие трубы и компоненты:

  • Используйте трубы, диаметр которых вдвое больше диаметра фланца на стороне всасывания насоса.

  • Убедитесь, что трубопроводная система выровнена с фланцем насоса и прямая, как минимум на 5 диаметрах трубы.

  • Используйте эксцентриковый переходник, ориентированный для устранения воздушных карманов.

  • Поддерживайте скорость в трубе ниже 2 м / с.

12VAC5-610-880. Прокачка.

A. Силовая сеть.

1. Скорость. При производительности насоса минимальная скорость самоочищения должна составлять два фута в секунду. Скорость восемь футов в секунду не должна быть превышена.

2. Клапан сброса воздуха. Клапаны сброса воздуха должны быть размещены в высоких точках силовой магистрали, если это необходимо, для снятия закупорки воздуха.

3. Постельные принадлежности. Все силовые сети должны иметь одинаковую опору по всей длине.

4. Защита от замерзания. Силовая сеть должна быть размещена достаточно глубоко, чтобы предотвратить замерзание.

5. Расположение. Силовая сеть не должна проходить ближе, чем на 50 футов к любому источнику питьевой воды, если только давление не проверяется на месте на месте отключения насоса. Ни при каких обстоятельствах силовая магистраль не должна приближаться к закрытому источнику питьевой воды ближе 10 футов.

6. Строительные материалы. Все трубы, используемые для силовой сети, должны быть напорного типа с соединениями напорного типа.

7. Анкеры. Силовая сеть должна быть достаточно закреплена внутри насосной станции и по всей длине линии. Количество изгибов должно быть как можно меньше. Там, где требуется ограничение, должны быть предусмотрены упорные блоки, фиксированные соединения и / или стяжные шпильки.

8. Засыпка и трамбовка. Траншеи силовых магистралей должны быть засыпаны и утрамбованы как можно скорее после утверждения установки силовых магистралей. В материале для засыпки не должно быть крупных камней и мусора.

Б. Насосная станция и насосы.

1. Калибровка. Влажные колодцы насосной станции должны обеспечивать хранение по крайней мере на четверть (1/4) дня выше уставки аварийного сигнала высокого уровня. Фактический объем между верхним и нижним пределами уровня определяется в каждом конкретном случае в зависимости от цели перекачивания: (i) при использовании дозирования при низком давлении см. Требования к размерам в 12VAC5-610-940 A; (ii) при перекачке в гравитационную распределительную коробку влажный колодец должен иметь размер, обеспечивающий рабочий объем от 1/4 суточного расхода до суточного расхода; (iii) при перекачивании с целью улучшения распределения потока (см. 12VAC5-610-930 A) рабочий объем влажной стенки должен быть равен 0.6 объема перколяционного трубопровода.

2. Материалы. Материалы для строительства насосных станций такие же, как и для септиков (см. 12VAC5-610-810). Все материалы и оборудование, используемые на насосных станциях, не должны подвергаться коррозионному воздействию сточных вод.

3. Доступ. Должен быть предусмотрен люк для доступа, заканчивающийся над поверхностью земли. Люк должен иметь минимальную ширину 24 дюйма и должен быть снабжен крышкой типа коробки для обуви, надлежащим образом закрепленной.

4. Строительство. Насосные станции, построенные из сборного или залитого бетона, должны соответствовать строительным требованиям, содержащимся в 12VAC5-610-815 E. Когда сборные бетонные трубы используются для насосной станции, труба должна быть размещена и прикреплена к бетонной подушке, по крайней мере, шесть дюймов толщиной и шириной, по крайней мере, на один фут больше диаметра трубы. Все насосные станции должны быть водонепроницаемыми. Все водоводы, входящие в насосные станции или выходящие из них, должны быть снабжены водозащитой.Приточная труба должна входить в насосную станцию ​​на высоте, по крайней мере, на один дюйм выше максимального уровня воды в мокром колодце (общий полезный объем).

5. Установка. Размещение насосных станций должно соответствовать требованиям к размещению септиков, содержащимся в 12VAC5-610-815 F.

6. Насосы. Все используемые насосы должны быть центробежного типа с открытым забоем, предназначенные для перекачивания сточных вод. Насосы, используемые с единственной целью перекачки сточных вод на более высокую высоту, должны иметь производительность примерно 2.5-кратный среднесуточный расход в галлонах в минуту, но не менее пяти галлонов в минуту в головке системы. Насосы, используемые для улучшения распределения потока (см. 12VAC5-610-930 A), должны иметь минимальную производительность 36 галлонов в минуту при напоре системы на 1200 погонных футов перколяционного трубопровода. Насосы, нагнетаемые в систему распределения низкого давления, должны иметь размеры в соответствии с 12VAC5-610-940 A. Двойные переменные насосы требуются в системах на 1800 погонных футов или более в соответствии с 12VAC5-610-930 B.Насосы должны быть размещены таким образом, чтобы при нормальных условиях запуска они подвергались воздействию положительного напора на всасывании. При использовании нескольких насосов каждый насос должен иметь свою отдельную всасывающую линию. Соответствующие запорные клапаны должны быть предусмотрены на линии нагнетания и всасывания (если предусмотрены) для нормальной изоляции насоса. Обратный клапан должен быть установлен в напорном трубопроводе между насосом и запорным клапаном. Если нагнетание насоса находится на более низком уровне, чем высокий уровень жидкости в насосной станции, на выпуске насоса должно быть предусмотрено антисифонное устройство.Насосы должны иметь трубопроводы таким образом, чтобы их можно было снимать для обслуживания без осушения мокрого колодца.

7. Органы управления. Каждая насосная станция должна быть оборудована средствами управления для автоматического запуска и остановки насосов в зависимости от уровня воды. Когда используются регуляторы поплавкового типа, они должны быть размещены таким образом, чтобы на них не влиял поток, поступающий в мокрый колодец. Необходимо предусмотреть автоматическое чередование насосов. Центр управления электродвигателем и главный выключатель должны быть размещены в безопасном месте над уровнем земли и вдали от насосной станции.Каждый центр управления двигателем должен быть снабжен переключателем ручного управления.

8. Сигнализация. Должна быть предусмотрена сигнализация о наводнении с дистанционным датчиком и электрической схемой, отдельной от схемы центра управления двигателем. Сигнал тревоги должен быть аудиовизуальным и подавать сигнал в месте, где его можно легко контролировать. Когда используется несколько насосов, должна быть предусмотрена дополнительная аудиовизуальная сигнализация, когда двигатель насоса не запускается по запросу.

9. Вентиляция. На насосных станциях должна быть обеспечена принудительная вентиляция, когда персонал должен входить на станцию ​​для текущего обслуживания.

а. Мокрые колодцы. Вентиляция может быть непрерывной или прерывистой. Вентиляция, если она постоянная, должна обеспечивать не менее 12 полных воздухообменов в час; в случае перебоев — не менее 30 полных воздухообменов в час. Такая вентиляция должна осуществляться механическими средствами.

г. Просушите колодцы. Вентиляция может быть непрерывной или прерывистой. Вентиляция, если она постоянная, должна обеспечивать не менее шести полных воздухообменов в час; в случае перебоев — не менее 30 полных воздухообменов в час.Такая вентиляция должна осуществляться механическими средствами.

На основе VR355-34-02 § 4.23, эфф. 5 февраля 1986 г .; с поправками, эфф. 11 мая 1988 г .; Регистр Вирджинии, том 16, выпуск 16, эфф. 1 июля 2000 г.

Насосы для оросительной воды — Публикации

Сердце большинства оросительных систем — это насос. Чтобы сделать систему орошения максимально эффективной, насос необходимо выбирать в соответствии с требованиями источника воды, системы распределения воды и ирригационного оборудования.

Насосы, используемые для орошения, включают центробежные, глубинные турбинные, погружные и пропеллерные. На самом деле турбинные, погружные и гребные насосы — это особые формы центробежного насоса. Однако их имена распространены в отрасли. В этой публикации термин центробежный насос относится к любому насосу, который находится над поверхностью воды и использует всасывающую трубу.

Перед тем, как выбрать ирригационный насос, вы должны провести тщательную и полную инвентаризацию условий, в которых насос будет работать.Опись должна включать:

  • Источник воды (колодец, река, пруд и др.)
  • Требуемый расход откачки
  • Общая высота всасывания
  • Общий динамический напор

Обычно у вас нет выбора относительно источника воды; это либо поверхностная вода, либо вода из колодца, и местные геологические и гидрологические условия будут определять ее доступность. Однако тип ирригационной системы, расстояние от источника воды и размер трубопроводной системы будут определять расход и общий динамический напор.

Основные рабочие характеристики насоса

«Напор» — это термин, обычно используемый для насосов. Напор относится к высоте вертикального столба воды. Давление и напор являются взаимозаменяемыми понятиями в орошении, потому что столб воды высотой 2,31 фута эквивалентен давлению в 1 фунт на квадратный дюйм (PSI). Общий напор насоса состоит из нескольких типов головок, которые помогают определить рабочие характеристики насоса.

Общий динамический напор

Полный динамический напор насоса представляет собой сумму полного статического напора, напора, напора трения и скоростного напора.Объяснение этих терминов приведено ниже и показано графически на Рисунок 1 .

Рис. 1. Полный динамический напор (TDH) — это сумма полного статического напора, полного напора трения и напора. Показаны составляющие полного статического напора для системы откачки поверхностных и колодезных вод.

Общий статический напор

Общий статический напор — это расстояние по вертикали, на которое насос должен поднимать воду. При перекачке из колодца это будет расстояние от уровня откачиваемой воды в колодце до поверхности земли, плюс расстояние по вертикали, на которое вода поднимается от поверхности земли до точки сброса.При перекачке с открытой водной поверхности это будет полное вертикальное расстояние от поверхности воды до точки сброса.

Напор

Для работы систем дождевания и капельного орошения требуется давление. Системы с центральным шарниром требуют определенного давления в точке поворота для правильного распределения воды. Напор в любой точке, где расположен манометр, можно преобразовать из PSI в футы напора, умножив на 2,31.

Например, 20 фунтов на квадратный дюйм равно 20 умноженным на 2.31, или 46,2 фута головы. Большинство городских систем водоснабжения работают под давлением от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм, что, как показано в таблице , объясняет, почему центры большинства городских водонапорных башен находятся на высоте около 130 футов над землей.

Таблица 1. Фунтов на квадратный дюйм (PSI) и эквивалентный напор в футах водяного столба.

Фрикционная головка

Напор трения — это потеря энергии или снижение давления из-за трения при протекании воды по трубопроводной сети. Скорость воды существенно влияет на потери на трение.

Потеря напора из-за трения происходит, когда вода протекает через прямые участки труб, фитинги или клапаны; по углам; и где трубы увеличиваются или уменьшаются в размерах. Значения этих потерь можно рассчитать или получить из таблиц потерь на трение. Напор трения для системы трубопроводов представляет собой сумму всех потерь на трение.

Скоростная головка

Напор скорости — это энергия воды, обусловленная ее скоростью. Это очень небольшое количество энергии, и обычно им можно пренебречь при расчете потерь в оросительной системе.

Всасывающая головка

Насос, работающий над поверхностью воды, работает с высотой всасывания. Высота всасывания включает не только высоту вертикального всасывания, но и потери на трение через трубу, колена, донные клапаны и другие фитинги на всасывающей стороне насоса. Допустимый предел для напора на всасывании на насосе и чистого положительного напора на всасывании (NPSH) насоса устанавливает это ограничение.

Теоретическая максимальная высота, на которую вода может быть поднята с помощью всасывания, составляет около 33 футов.Путем контролируемых лабораторных испытаний производители определяют кривую NPSH для своих насосов. Кривая NPSH будет увеличиваться с увеличением расхода через насос.

При определенной скорости потока значение NPSH вычитается из 33 футов, чтобы определить максимальную высоту всасывания, при которой этот насос будет работать. Например, если насосу требуется минимальный NPSH 20 футов, насос будет иметь максимальную высоту всасывания 13 футов.

Однако из-за потерь на трение всасывающего трубопровода насос, рассчитанный на максимальную высоту всасывания 13 футов, может эффективно поднимать воду только на 10 футов.Чтобы свести к минимуму потери на трение всасывающего трубопровода, всасывающий трубопровод должен иметь больший диаметр, чем напорный трубопровод.

Эксплуатация насоса с высотой всасывания больше, чем была рассчитана, или в условиях с избыточным вакуумом в некоторой точке рабочего колеса, может вызвать кавитацию. Кавитация — это сжатие пузырьков воздуха и водяного пара, издающее очень отчетливый шум
, такой как гравий в насосе. Взрыв множества пузырьков разъедает крыльчатку, и в конечном итоге она заполняется дырами.

Требования к мощности насоса

Мощность, добавляемая к воде при ее прохождении через насос, может быть рассчитана по следующей формуле:

куда:

WHP = водная мощность
Q = расход в галлонах в минуту (GPM)
TDH = общий динамический напор (футы)

Однако фактическая мощность, необходимая для работы насоса, будет выше, поскольку насосы и приводы не являются 100-процентными эффективными. Мощность, необходимая на валу насоса для перекачивания заданного расхода при заданном TDH, равна тормозной мощности (л.с.), которая рассчитывается по следующей формуле:

BHP — тормозная мощность (постоянная мощность силового агрегата)

Насос эфф. — КПД насоса обычно считывается из кривой насоса и имеет значение от 0 до 1

Привод Eff. — КПД приводного агрегата между источником питания и насосом. Для прямого подключения это значение равно 1; для угловых передач значение 0,95; для ременных передач она может варьироваться от 0,7 до 0,85

Влияние изменения скорости на производительность насоса

Производительность насоса зависит от скорости вращения крыльчатки. Теоретически изменение скорости насоса приведет к изменению расхода, TDH и BHP в соответствии со следующими формулами:

где:

RPM1 = начальная установка оборотов в минуту
RPM2 = новая установка оборотов в минуту
GPM = галлонов в минуту (индексы такие же, как для RPM)
TDH = общий динамический напор (индексы такие же, как для RPM)
BHP = тормозная мощность (индексы такие же как для об / мин)

Например, если число оборотов увеличится на 50 процентов, расход увеличится на 50 процентов, TDH увеличится (1.5 ÷ 1) 2,
или 2,25 раза, а требуемая мощность увеличится (1,5 ÷ 1) в 3, или 3,38 раза, чем требуется на более низкой скорости. Очевидно, что с увеличением скорости требования к забойному давлению насоса будут увеличиваться на быстрее, чем на , чем изменяются напор и скорость потока.

КПД насоса

Производители используют тесты для определения рабочих характеристик своих насосов и публикуют результаты в диаграммах производительности насосов, обычно называемых «кривыми насосов». Типичная кривая насоса показана на Рис. 2 .

Рис. 2. Типичная кривая для горизонтального центробежного насоса. NPSH — это чистая положительная высота всасывания, необходимая насосу, а TDSL — общая доступная динамическая высота всасывания (как на уровне моря).

Все кривые насоса построены с расходом по горизонтальной оси и TDH по вертикальной оси. Кривые на рис. 2 относятся к центробежному насосу, испытанному при различных оборотах.

Каждая кривая показывает соотношение GPM и TDH при проверенных оборотах.Кроме того, были добавлены линии эффективности насоса, и везде, где линия эффективности
пересекает линии кривой насоса, это число указывает на эффективность в этой точке.

Кривые тормозной мощности (BHP) также были добавлены; они наклоняются слева направо. Кривые BHP рассчитываются с использованием значений из линий эффективности. Кривая NPSH находится вверху диаграммы, а ее масштаб — в правой части диаграммы.

Считывание кривой насоса

Когда вы знаете желаемый расход и TDH, вы можете использовать эти кривые для выбора насоса.Кривая насоса показывает, что насос будет работать в широком диапазоне условий. Однако он будет работать с максимальной эффективностью только в узком диапазоне расхода и TDH.

В качестве примера того, как использовать характеристическую кривую насоса, давайте воспользуемся кривой насоса на рис. 2 , чтобы определить мощность и эффективность этого насоса при расходе 900 галлонов в минуту (галлонов в минуту) и 120 футах TDH.

Решение: Следуйте пунктирной вертикальной линии от 900 галлонов в минуту до пересечения пунктирной горизонтальной линией от 120 футов TDH.В этот момент насос работает с максимальной эффективностью чуть ниже 72 процентов при скорости 1600 об / мин. Если вы посмотрите на кривые BHP, этому насосу требуется чуть менее 40 BHP на входном валу. Более точную оценку BHP можно рассчитать с помощью уравнений 1 и 2. Используя уравнение 1, WHP будет [900 x 120] ÷ 3960, или 27,3, а из уравнения 2, BHP будет 27,3 ÷ 0,72, или 37,9, при условии, что КПД привода составляет 100 процентов. Кривая NPSH использовалась для расчета маркеров общей динамической высоты всасывания (TDSL) в нижней части диаграммы.Обратите внимание, что для
TDSL при 1400 галлонах в минуту составляет 10 футов, но при 900 галлонах в минуту TDSL превышает 25 футов.

Изменение скорости насоса

Теперь предположим, что этот насос подключен к дизельному двигателю. Варьируя число оборотов двигателя, мы можем изменять расход, требования TDH и BHP для этого насоса. В качестве примера изменим скорость двигателя с 1600 до 1700 об / мин. Как это влияет на GPM, TDH и BHP насоса?

Решение: Мы будем использовать уравнения 3, 4 и 5 для расчета изменения.Используя уравнение 3, изменение GPM будет (1,700 ÷ 1,600) x 900, что равно 956 GPM. Используя уравнение 4, изменение TDH будет (1700 ÷ 1600) 2 x 120, что равно 135,5 футам TDH. Используя уравнение 5, изменение BHP будет (1,700 ÷ 1,600) 3 x 37,9, что равно 45,5 BHP. Эта точка изображена на рисунке 2 в виде круга с точкой посередине. Обратите внимание, что новая рабочая точка находится вверху и справа от старой точки, и что эффективность насоса осталась прежней.

При выборе насоса для оросительной установки установщик должен предоставить копию характеристики насоса.Кроме того, установщик должен предоставить информацию, если крыльчатка или крыльчатки были обрезаны. Эта информация будет полезна в будущем, особенно если вам придется делать ремонт.

Центробежные насосы

Центробежные насосы используются для откачки из водоемов, озер, ручьев и неглубоких скважин. Они также используются в качестве подкачивающих насосов в оросительных трубопроводах. Все центробежные насосы должны быть полностью заполнены водой или «заправлены», прежде чем они смогут работать.

Всасывающая линия, как и насос, должны быть заполнены водой и не содержать воздуха.На всасывающей трубе чрезвычайно важны герметичные соединения и соединения. Заполнение насоса может выполняться с помощью ручных вакуумных насосов, вакуумного двигателя внутреннего сгорания, вакуумных насосов с приводом от двигателя или небольших водяных насосов, которые заполняют насос и всасывающий трубопровод водой.

Центробежные насосы предназначены для горизонтальной или вертикальной работы. Горизонтальная центробежная машина имеет вертикальное рабочее колесо, соединенное с горизонтальным приводным валом, как показано на , рис. 3, .

Рисунок 3.Горизонтальный центробежный насос.

Горизонтальные центробежные насосы наиболее распространены в оросительных системах. Как правило, они менее дороги, требуют меньшего обслуживания, проще в установке и более доступны для осмотра и обслуживания, чем вертикальные центробежные. Доступны самовсасывающие горизонтальные центробежные насосы, но они являются насосами специального назначения и обычно не используются с системами орошения.

Вертикальные центробежные насосы можно монтировать так, чтобы рабочее колесо все время находилось под водой. (См. Плавающий насос на крышке.) Это делает ненужным заливку, что делает вертикальный центробежный насос желательным для плавающих приложений. Кроме того, функция самовсасывания очень желательна в районах с частыми отключениями электроэнергии или снижением цен на электроэнергию в непиковые периоды.

Самовсасывающий

также подходит для новых панелей управления центральными шарнирами, где автоматический перезапуск является программируемой функцией.

Предупреждение:

Поскольку подшипники постоянно находятся под водой, эти насосы могут потребовать более высокого уровня обслуживания.

Насосы глубинные турбинные

Турбинные насосы для глубоких скважин адаптированы для использования в обсаженных скважинах или там, где водная поверхность ниже практических пределов центробежных насосов. Турбинные насосы также используются в системах поверхностного водоснабжения.

Поскольку всасывающий патрубок турбинного насоса постоянно находится под водой, заливка не вызывает беспокойства. КПД турбинных насосов сравним или выше, чем у большинства центробежных насосов. Обычно они дороже центробежных насосов и их сложнее проверять и ремонтировать.

Турбинный насос состоит из трех основных частей: узла головки, узла вала и колонны и узла стакана насоса, как показано на рис. 4 . Головка обычно чугунная и предназначена для установки на фундамент. Он поддерживает узлы колонны, вала и чаши и обеспечивает слив воды. Он также поддерживает электродвигатель, угловую зубчатую передачу или ременную передачу.

Рисунок 4. Глубинный турбинный насос.

Узел вала и колонны обеспечивает соединение между головкой и корпусом насоса.Линейный вал передает мощность от двигателя к крыльчаткам, а колонна переносит воду на поверхность. Трансмиссионный вал турбинного насоса может смазываться водой или маслом.

Насос с масляной смазкой имеет полый вал, в который капает масло, смазывая подшипники. Насос с водяной смазкой имеет открытый вал. Подшипники смазываются перекачиваемой водой. Если возможна перекачка мелкого песка, выберите насос с масляной смазкой, потому что он не допускает попадания песка в подшипники.

Если вода предназначена для домашнего использования или домашнего скота, в ней не должно быть масла, и должен использоваться насос с водяной смазкой. В некоторых штатах, например, в Миннесоте, у вас нет выбора; Насосы с водяной смазкой необходимы во всех новых ирригационных колодцах .

Подшипники линейного вала обычно размещаются на 10-футовых центрах для насосов с водяной смазкой, работающих на скоростях ниже 2200 об / мин, и на 5-футовых центрах для насосов, работающих на более высоких скоростях. Подшипники с масляной смазкой обычно размещаются на 5-футовых центрах.

Бачок насоса закрывает рабочее колесо. Из-за своего ограниченного диаметра каждое рабочее колесо имеет относительно низкий напор. В большинстве турбинных установок для глубоких скважин несколько стаканов устанавливаются последовательно друг над другом. Это называется постановкой. Сборка барабана с четырьмя ступенями содержит четыре рабочих колеса, все прикрепленные к общему валу, и будет работать с четырехкратным напором нагнетания одноступенчатого насоса.

Рабочие колеса, используемые в турбинных насосах, могут быть полуоткрытыми или закрытыми, как показано на Рисунок 5 .Лопатки полуоткрытых рабочих колес открыты снизу и вращаются с небольшим допуском по отношению к дну чаши насоса.

Рис. 5. Вид в разрезе двух закрытых рабочих колес в их корпусах насоса.

Допуск имеет решающее значение и должен быть отрегулирован на новом насосе. Во время начального периода обкатки муфты трансмиссионного вала будут затягиваться; поэтому примерно через 100 часов работы необходимо проверить регулировку крыльчатки.После обкатки допуск необходимо проверять и регулировать каждые три-пять лет или чаще при перекачивании песка.

Оба типа рабочих колес могут вызвать неэффективную работу насоса, если они не отрегулированы должным образом. Если полуоткрытые рабочие колеса установлены слишком низко, а лопатки трутся о дно чаш, это может привести к механическому повреждению. Регулировка закрытых крыльчаток не столь критична; однако их все же необходимо проверять и настраивать.

Регулировка крыльчатки выполняется путем затягивания или ослабления гайки в верхней части узла головки.Регулировка крыльчатки обычно осуществляется путем опускания крыльчатки на дно чаши и перемещения ее вверх. Величина регулировки вверх определяется степенью растяжения линейного вала во время перекачивания. Регулировку необходимо производить исходя из минимально возможного уровня откачки в скважине.

Изготовитель насоса часто обеспечивает надлежащую процедуру регулировки. Процедура регулировки для многих распространенных марок глубинных турбин описана в публикации Nebraska Cooperative Extension Service EC 81-760, озаглавленной «Как отрегулировать вертикальные турбинные насосы для достижения максимальной эффективности».”

Эксплуатационные характеристики

Испытания определяют рабочие характеристики глубинных турбинных насосов. Характеристики во многом зависят от конструкции барабана, типа рабочего колеса и частоты вращения вала рабочего колеса. Расход, TDH, BHP, КПД и частота вращения аналогичны указанным для центробежных насосов. Вертикальные турбинные насосы обычно рассчитаны на определенную настройку числа оборотов.

Вертикальная кривая турбинного насоса показана на рис. 6 . Эта кривая насоса аналогична кривой центробежного насоса, за исключением того, что вместо кривых для различных оборотов, кривые приведены для рабочих колес разного диаметра.

Рис. 6. Кривая скважинного турбинного насоса. Тормозная мощность и общий напор указаны для одной ступени. Если насос имел пять ступеней, умножьте мощность тормоза и общий напор на пять. Количество галлонов в минуту останется прежним, независимо от того, сколько ступеней добавлено.

Уменьшение диаметра крыльчатки называется «обрезкой». Производители подгонят рабочие колеса до нужного размера, чтобы они соответствовали требованиям TDH и скорости потока для конкретной оросительной установки.

Кривые насоса для турбинных насосов обычно показаны для одноступенчатого насоса, поэтому полученная TDH будет определена путем умножения указанного напора на кривой насоса на количество ступеней. Требуемую тормозную мощность также необходимо умножить на количество ступеней. Обратите внимание, что скорость потока не изменится, независимо от того, сколько ступеней добавлено.

Использование кривой насоса

В качестве примера предположим, что кривая насоса на рис. 6 . — для пятиступенчатого насоса с 7.Рабочее колесо 13 дюймов, обеспечивающее скорость 800 галлонов в минуту. Какими будут значения TDH и BHP?

Решение: Следуйте пунктирной вертикальной линии от 800 галлонов в минуту до точки пересечения с кривой рабочего колеса 7,13 дюйма в верхней части диаграммы
. Следуйте горизонтальной пунктирной линией влево до отметки 26 футов TDH. Умножение 26 на 5 дает 130 футов TDH. Затем проследуйте по вертикальной пунктирной линии от 800 галлонов в минуту до кривой BHP с рабочим колесом 7,13 дюйма в нижней части диаграммы, а затем по горизонтальной пунктирной линии влево до точки 6.5 л.с. Если умножить 6,5 л.с. на 5 (пять ступеней), получаем, что для этого насоса требуется 32,5 л.с. Также обратите внимание, что насос работает с максимальной эффективностью 80 процентов. При такой эффективности расчетное забойное давление (уравнения 1 и 2) составляет 32,8.

Установка вертикальных турбинных насосов

Глубинные турбинные насосы должны иметь правильную центровку между насосом и силовой установкой. Использование узла головки, подходящего для двигателя и узла колонки / насоса, упрощает выполнение правильной центровки.

Очень важно убедиться, что колодец прямой и ровный. Узел колонны насоса должен быть выровнен вертикально так, чтобы никакая часть не касалась обсадной трубы скважины. К колонне насоса обычно прикрепляются распорки, чтобы насос в сборе не касался обсадной трубы скважины.

Если колонна насоса все же касается обсадной трубы, вибрация приведет к износу отверстий в обсадной колонне. Смещение колонны насоса по вертикали также может вызвать чрезмерный износ подшипников.

Головка в сборе должна быть установлена ​​на хорошем основании на высоте не менее 12 дюймов над поверхностью земли.Бетонный фундамент (, рис. 7, ) обеспечивает постоянный и беспроблемный монтаж. Фундамент должен быть достаточно большим, чтобы можно было надежно закрепить головку в сборе.

Рисунок 7. Рекомендуемое бетонное основание с водоотводной трубкой для измерения уровня воды и хлорирования.

Фундамент должен иметь не менее 12 дюймов опорной поверхности со всех сторон колодца. В случае скважины с гравийной набивкой зазор в 12 дюймов измеряется от внешнего края гравийной набивки.

Труба для доступа к скважине диаметром не менее 1,5 дюймов должна проходить через фундамент в обсадную трубу скважины. Труба доступа служит двум целям. Первый предназначен для измерения статического уровня и уровня воды в скважине, а второй — для хлорирования скважины.

Полиэтиленовая трубка диаметром ¾ дюйма с закрытым нижним концом, вставленная в патрубок доступа и доходящая до уровня насоса, значительно упростит измерение уровня воды. В трубке необходимо просверлить небольшие отверстия, чтобы вода могла легко входить и выходить из трубки.

Более подробную информацию о техническом обслуживании скважин можно найти в публикации NDSU «Уход и техническое обслуживание ирригационных колодцев».

Погружные насосы

Погружной насос — это турбинный насос, тесно связанный с погружным электродвигателем, как показано на Рис. 8 . И насос, и двигатель подвешены в воде, что исключает необходимость в длинном приводном валу и держателях подшипников, необходимых для глубинного турбинного насоса. Поскольку насос находится над двигателем, вода поступает в насос через экран между насосом и двигателем.

Рисунок 8. Погружной насос, установленный в скважине.

В погружном насосе используются закрытые рабочие колеса, потому что вал электродвигателя расширяется, когда он становится горячим, и толкает крыльчатки вверх. Если бы использовались полуоткрытые рабочие колеса, насос терял бы эффективность. Кривая для погружного насоса очень похожа на кривую для глубинного турбинного насоса.

Погружные двигатели меньше в диаметре и намного длиннее обычных двигателей.Из-за своего меньшего диаметра они имеют меньший КПД, чем те, которые используются для центробежных или глубинных турбинных насосов.

Погружные двигатели обычно называют сухими или мокрыми. Сухие двигатели герметично закрыты маслом с высокой диэлектрической проницаемостью для предотвращения попадания воды в двигатель. Мокрые двигатели открыты для колодезной воды, а ротор и подшипники работают в воде.

Если циркуляция воды мимо двигателя ограничена или недостаточна, двигатель может перегреться и сгореть.Следовательно, длина стояка должна быть достаточной для того, чтобы узел чаши и двигатель всегда были полностью погружены в воду. Кроме того, обсадная труба колодца должна быть достаточно большой, чтобы вода могла легко проходить мимо двигателя.

Малые погружные насосы (до 5 лошадиных сил) используют однофазное питание. Однако большинству погружных насосов, используемых для орошения, требуется трехфазное электрическое питание. Электропроводка от насоса к поверхности должна быть водонепроницаемой, а все соединения герметичными. Электрическая линия должна быть прикреплена к трубе колонны через каждые 20 футов, чтобы предотвратить ее наматывание на трубу колонны.

Напряжение на выводах двигателя должно быть в пределах плюс-минус 10 процентов от напряжения двигателя, указанного на паспортной табличке. Если в кабеле погружного насоса происходит падение напряжения на 5 процентов, напряжение на поверхности не должно быть менее 95 процентов номинального напряжения.

Поскольку насос находится в скважине, молниезащита должна быть подключена к блоку управления. Удары молнии в скважины с помощью погружных насосов — основная причина отказов насосов.

Вы можете выбрать погружные насосы, чтобы обеспечить широкий диапазон комбинаций расхода и TDH.Погружные насосы диаметром более 10 дюймов обычно стоят дороже, чем глубинные турбины сопоставимого размера, потому что двигатели более дорогие.

Погружные бустерные насосы выпускают многие производители. Эти насосы обычно устанавливаются в трубопроводе горизонтально. Преимущество использования погружного в качестве подкачивающего насоса вместо центробежного — снижение шума. Это желанный атрибут в жилых помещениях и рядом с полями для гольфа.

Погружные устройства также использовались в качестве подкачивающих насосов во всасывающих линиях центробежных насосов.Это приложение используется в ситуациях, когда уровень воды будет значительно колебаться в течение сезона. Наличие погружного устройства во всасывающей линии изменит напор на входе центробежного насоса с всасывающего на положительный.

Пропеллерные насосы

Пропеллерные насосы используются в условиях низкого подъема и высокого расхода. Они бывают двух типов: осевые и смешанные. Разница между ними заключается в типе крыльчатки. В насосе с осевым потоком используется крыльчатка, которая выглядит как обычный винт лодочного мотора и, по сути, представляет собой насос с очень низким напором.

Одноступенчатый гребной насос обычно поднимает воду не более чем на 20 футов. Добавив еще одну ступень, можно получить напор от 30 до 40 футов. В насосе смешанного потока используются полуоткрытые или закрытые рабочие колеса, аналогичные турбинным насосам.

В стационарных установках пропеллерные насосы устанавливаются вертикально, как показано на Рисунок 9 . Для переносных насосных платформ они устанавливаются на трейлеры или понтоны для использования в качестве плавучих водозаборов.

Рисунок 9а.Пропеллерный насос с приводом от вала отбора мощности (ВОМ), используемый для перемещения больших объемов воды в условиях низкой подъемной силы.

Рисунок 9б. Пропеллерный насос.

Переносные пропеллерные насосы обычно устанавливаются почти в горизонтальном положении (под малыми углами), чтобы их можно было легко перекачивать в трубопроводы, а также использовать в качестве источника воды. Переносные пропеллерные насосы обычно приводятся в действие от коробки отбора мощности (ВОМ) тракторов. На многих фермах пропеллерные насосы используются для откачки лагун для хранения отходов.

Требования к мощности пропеллерного насоса возрастают непосредственно с TDH, поэтому необходимо обеспечить достаточную мощность для приведения насоса в действие с максимальной подъемной силой. Пропеллерные насосы не подходят в условиях, когда необходимо дросселировать нагнетание для уменьшения расхода. Очень важно точно определить максимальную TDH, при которой будет работать этот тип насоса.

Пропеллерные насосы не подходят для работы на высоте всасывания. Рабочее колесо должно быть погружено в воду, а насос должен работать на соответствующей глубине погружения.Глубина погружения будет варьироваться в зависимости от рекомендаций различных производителей, но, как правило, чем больше диаметр насоса, тем глубже погружение.

Соблюдение рекомендуемых значений глубины погружения гарантирует, что скорость потока не снизится из-за завихрений. Кроме того, несоблюдение необходимой глубины погружения может вызвать сильные механические вибрации и быстрое повреждение лопастей гребного винта.

Критерии выбора насоса

Выбор насоса для поливной воды почти полностью основан на соотношении между эффективностью насоса и TDH, который насос будет обеспечивать при определенной скорости потока.Как было показано ранее, эти параметры также являются основой характеристической кривой насоса. Используйте Таблица 2 , чтобы сузить выбор типа насоса для широкого диапазона расходов и общих динамических напоров.

Один элемент, не включенный в значения TDH в таблице 2 , — это высота всасывания. Если ваше приложение должно подавать воду к насосу, вам придется использовать центробежный насос.

Таблица 2. Диаграмма, показывающая наиболее подходящие типы насосов для использования в заданном диапазоне расходов и общих динамических напоров.

Дополнительные источники информации

«Уход и техническое обслуживание ирригационных колодцев», доступная публикация NDSU Extension.

«Center Pivot Design», Ассоциация ирригации, Фоллс-Черч, Вирджиния.

MWPS-30, Спринклерные оросительные системы, MWPS, Университет штата Айова, Эймс.

Фото Томаса Шерера

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.