Расчет мощности насоса для водоснабжения

Содержание

Подбор насоса скважины. | Верный расчёт насосов водоснабжения

Расчет мощности насоса для водоснабжения
22.04.2016Подбор насоса скважины. | Верный расчёт насосов водоснабжения.

ТД ВиКоВ нашей статье Вы найдете подробное описание правильного выбора насоса для скважины, благодаря статье Вы сможете самостоятельно выбрать подходящий Вам насос без лишних затрат, а также избежите ошибок большинства. 

.

Обвязка скважинного водоснабжения, это весьма трудоемкий процесс,  который требует не только физических, но и умственных способностей.

Первое,  что нужно знать о выборе скважинного насоса — это параметры скважины. К ним относят:

1. Глубина скважины

2. Дебит скважины (количество пополнения  воды в час) Так  средне статистическая бытовая  скважина производит  1,5-2,0 куба воды в час.

3.Зеркало воды  (уровень воды от поверхности  земли до начала водяного столба в скважине)

Диаметром скважины зачастую можно пренебречь!!! Связано это с тем, что в большинстве случаев используется обсадная труба 125мм  (120мм скважина), что подходит для стандартных бытовых насосов 3,5″ (88,9мм) и 3″ (76,2мм). Встречаются насосы 4″ (101,6мм) для скважин 135мм или 160мм, но они обычно уже приближены к классу колодезных насосов 6″ (152,4мм). Такие насосы рассчитаны на небольшие глубины.

Следует добавить, что выбранный диаметр насоса «впритык» приводит к лишней трате денег. А связано это с тем, что насос охлаждается в процессе работы водой, которая циркулирует в скважине, поэтому нужен запас 20-30мм. Итоговый внутренний диаметр обсадной трубы равен 20-30мм + диаметр насоса в миллиметрах.

Отметим, что расчёт насоса для колодца осуществляется аналогично расчету насоса скважины. Так что, описанный в статье способ расчета насоса скважины отлично подходит для выбора и расчета колодезного насоса.

Сам же диаметр скважины влияет на количество воды имеющейся в запасе столба воды и конечную стоимость насоса.

Почему стоимость насоса зависит от диаметра скважины? Дело в том, что если дебет маленький, а расход воды большой, то возникает ситуация, когда столб воды начинает медленно уходить вниз.

Это влияет на повышение сопротивления столба поднимаемой воды насосом, что приводит к покупке более мощного и производительного насоса.

Также объем воды в скважине влияет на скорость ее пополнения и количество включений насоса в час. Чем реже насос включается тем лучше.

Минимальное расчетное количество не более 30-50 включений в час.

Всё это высчитывается из простой зависимости (Расход на потребителей [л/час]/(Дебет скважины [л/час]) x (Расход на потребителей [л/час] / объем столба воды [л]) = кол-во включений/час.

Более подробно, с примерами, про установку с обвязкой погружного насоса в скважину своими руками Вы сможете узнать прочитав статью до конца.

Для подбора скважинного глубинного насоса нужны следующие параметры:

1. Уровень погружения  насоса в столбе воды.

Как правило все бытовые насосы центробежного типа могут погружаться в столб воды не более 30 м, но есть бытовые насосы, к примеру Aquatech,  которые могут погружаться в столб воды до 80 метров, а вот  винтовые насосыпогружаются не более чем на 15-20 метров.

Такие параметры заложены  не спроста,  ведь объем воды, который будет давить на насос, может с легкостью повредить механизм насоса:  сальники, корпус и т.д.. Так что перед покупкой скважинного глубинного насоса обязательно ознакомьтесь с этим параметром,  который будет прописан в инструкции по эксплуатации насоса.

2.  Расстояние  от скважины до дома или  точки потребления.

Это неотъемлемая часть в подборе погружного скважинного насоса. Ведь каждые 10 метров трубы по горизонтали равны  потере  давления  примерно 0,1 атм.

  Каждый  отвод трубы  т.е. угол поворота , это потеря давления  около 0.11 атм.

  Тройник и обратный клапан  установленные  на скважине до реле давления съедают около  0,39 атм на элемент.

3. Количество точек подключения. 

К  точкам подключения относят унитаз, стиральные и  посудомоечные машины, умывальники , раковины, душевые кабины и т.д. В общем  точки — это элементы водоотведения где будет происходить разбор воды.

Усредненный  расход воды на  точку около 10 литров в минуту.

4. Производительность насоса скважины.

 Подбирается от одновременного  использования  точек воды. Допустим,  кухонная мойка и  душевая кабина потребляют одновременно около 20 литров в минуту. Следовательно,  насос должен обеспечить их бесперебойную работу, и при этом  у него было наименьшее число выключений в час.

Если скважинный насос  будет сильно мощный,  то он будет часто включатся и выключатся, а это большая ошибка при подборе скважинного насоса. Циклы включений и выключений  насоса строго регламентированы производителем.  Так частые  циклы работы насоса вредят его двигателю.  

Двигатель  у них мощный, но нежный!!!

  Большинство производителей рекомендуют не более  50 циклов в час, однако,  на практике лучше придерживаться  не более  15-20 включений в час (идеальный вариант). Такой насос прослужит дольше.

Соответственно из этих правил скважинный насос  должен работать без прерывно во время пользования  «точками разбора воды».

5. Мощность насоса.

 Мощность скважинного насоса легко подсчитать, нужно просто соблюсти все выше приведенные пункты. 

Выведем  формулу расчета скважинного насоса:

А- Глубина скважины

Б- Горизонтальный участок трубы

В-  Сопротивление напору (совокупность фильтров, углов, тройников в магистрали)

Г- Зеркало воды от верхнего уровня грунта

Д- Дебет скважины

Т- Количество одновременно используемых точек разбора воды (обычно берется 1т=10л/мин)

Е — Итоговое значение необходимого напора насоса

Д (л/мин) >=  Пиковое потребление л/мин     (1 м.куб./час  = 16,66 л/мин)

Как правильно перевести  м.куб. в   л.мин >>>XX м.куб.*1000 / 60 = XX  л/мин

А+Б+В+Г = Е, при условии Д < Т;   Б+В+Г = Е, при условии Д >= Т

Рассмотрим пример расчета погружного скважинного насоса для работы с автоматикой:

Глубина скважины:  30м (А)

                Насос всегда поднят от дна скважины на 2-3 метра. 

                Допустим возьмем подъем 2м. В результате  (А = 28м).

Горизонтальный участок трубы (Б) :  

                От скважины до дома: 20м или 0,2атм  по горизонту,  (Б = 20м)

Сопротивления напору (В) :

                Наличие 5 поворотов трубы (0,5атм = 50м);

                 обратный клапан (0,39атм = 39м) и фильтр (0,4 атм =40м), (В = 129м)

Необходимо учесть, что если глубина скважины составляет более 60м, то необходимо установить 2 обратных клапана  — один ставится непосредственно после насоса, а второй на высоте 45-50м.

Также большинство производителей рекомендуют ставить обратный клапан после насоса через расстояние от 1  до 5 м, но этим можно пренебречь на малых глубинах.

Зеркало воды возьмем:  5м (Г)

                Учтем зеркало воды  и получим столб воды в котором будет находиться насос 28м-5м=23м (А=23м)

Знаете ли Вы, что насос испытывает  нагрузку  подъема жидкости начиная с конца столба воды.

В этом  примере зеркало 5м — следовательно насосу потребуется преодолеть сопротивление столба воды в 5м по вертикали. Таким образом, сопротивление по напору составит 0,5атм  (10м=1атм).

Однако надо учесть сезонные колебания столба воды — это порядка 10м, т.е. добавляем еще 1атм потерь.

В итоге:  Г=5+10=15м (Г=15м)   

Дебет:  1,8 м.куб./час  (Д)

                Если Вам неизвестен дебет Вашей скважины, то смело можете брать 1,2-1,4 м.куб/час

                Произведем расчет количества воды, производимое скважиной:

            Д= 1,8*1000/60 = 30 л/мин

Точек разбора воды:  возьмем одну (Т)

Д = 30л/мин;  T= 10л/мин     ===>    Д>Т

Д>Т — значит вода не убывает в скважине,следовательно насосу нет необходимости работать на столб воды в скважине, при ее опустошении ==>   (А = 0)

Произведем расчет по имеющимся данным:

Переводим величины горизонтальных потерь в вертикальные (10м по горизонтали  = 1м по вертикали):

(Б+В)/100    ==>   (20м+129м)/100 = 1,49м ;  Г=15м

А+Б+В+Г = Е, при условии Д < Т;   Б+В+Г = Е, при условии Д >= Т

15м+1,49м = 16,49м    =>    Е = 16,49м     (16,49м/100 = 1,649атм)

1,649м (2атм)  эта высота будет потрачена только на подъем воды до реле давления. т.е. мы получим на выходе трубы давление воды не более 0,1 атм.

Исходя из этого нам нужно получить на выходе,  т.е. в точке разбора воды около 2,6 атм (26м).

Следует помнить, что если Вы используете автоматику, то давление в  гидроаккумуляторе устанавливается всегда на 0,1атм меньше давления включения автоматики !!! Также необходимо знать, что гидроаккумулятор стабилизирует давление в системе и его сопротивлением можно пренебречь. 

Правильно настроенный гидроаккумулятор прослужит дольше.

Если у Вас многоэтажный дом, то необходимо учесть подъем до самой верхней точки разбора, из учета 10м=1атм потерь.

В итоге получаем: 2,6 + 2 + Hверхней точки[атм]  = 4,6атм (46м).

Делаем вывод, что подъем насоса должен быть не менее 46 метров.  

46м + 10%  = 50,6м  => Идеальным  вариантом  будет насос с подъемом  50 метров.

Читайте также  Гидроаккумулятор для систем горячего водоснабжения

Всегда делаем минимальный запас 5-10% по мощности насоса. Это уменьшит его износ и позволит работать двигателю более стабильно при перепадах напряжения и пусках насоса.

Из полученного расчета получаем список подходящих  насосов:

Aquario ASP 1Е 45-90(напор 45 м, КАБЕЛЬ 35м.)   —  Запас по давлению 24%

Aquatech SP 3.5″ 4- 45 (напор 45 м, кабель 25 м)   —  Запас по давлению 14%

BELAMOS Насос скважинный TF3- 60 (напор 60 м, длина кабеля 35 м)   —  Запас по давлению 62%

WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м)   —  Запас по давлению 34%

Самый минимальный подходящий вариант и при этом  финансово привлекателен:

WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м)   —  Запас по давлению 34%

Aquatech SP 3.5″ 4- 45 (напор  45 м, кабель 25 м)   —  Запас по давлению 14%

Самый идеальный вариант:

 WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м)   —  Запас по давлению 34%

С  таким скважинным насосом и напор будет хороший и в дальнейшем можно немного расширить длину горизонтального водопровода или добавить большее число точек разбора, без критичных для двигателя нагрузок.

Обвязка насоса скважины

Для правильной обвязки скважинного насоса нам понадобится:

  • Насос
  • Обратный клапан ГГ + ниппель (либо обратный клапан ГШ)
  • Муфта ПНД с наружной резьбой
  • Труба ПНД
  • Оголовок герметичный ОГС 113/125 или ОГС 127/165 (зависит от диаметра обсадной трубы)
  • Угол ПНД обжимной (для поворота трубы)
  • Шнур полиамидный  6мм или 8мм (для подвешивания насоса)
  • Автоматика

Бывает три типа автоматики:

1.       Блочная  (собирается по частям и состоит из Штуцера 5-ти выводного, Штуцера 3-х выводного; Реле давления PM/5G, PA 12 MI; Манометра; Датчика сухого хода; Реле протока воды WATTS)

2.       В сборе (Реле давления PM/5-3W,  Турбипресс)

3.       В сборе с компенсатором гидроударов (Блок автоматики PS-01A, PS-01С)   

Следует учесть, что у гидроаккумулятора указывается полный объем.

 Помните, основное предназначение — компенсация гидроударов.

Слишком большой объем может привести к эффекту застаивания воды .   

Так гидроаккумулятор на 24л будет запасать всего 11,3л.

  • Если гидроаккумулятор будет удален от автоматики, то дополнительно понадобится Муфта ПНД с наружной резьбой  1″ и Муфта ПНД с внутренней резьбой  1″
  • Муфта ПНД с наружной резьбой 1″ для отвода трубы после автоматики
  • Дополнительные элементы  сантехники  на Ваше усмотрение (краны, тройники, ниппели и т.д.)
  • Кессон (На Ваше усмотрение)

Кессон — это колодец, в котором размещается верхняя часть скважины и герметичный оголовок. Применяется как правило для избегания  попадания мусора на поверхность участка скважины. Также в  декоративных целях, когда скважина находится где-то на участке. Состоит из кольца полимерно-песчаного, конуса, дна и люка.

 Крепится на открытые участки трубопровода в скважине (до воды) и трубе проложенной до дома (в утеплителе). Также кабель бывает двух исполнений: наружный кабель (крепится на поверхности трубы) и внутренний кабель (протягивается внутри трубы).

Как правило для наружного кабеля используется не пищевая термоусадка , но для внутреннего кабеля помимо пищевой термоусадки понадобится еще специальный сальник АКС1 для введения кабеля в трубу и тройник с внутренней резьбой под сальник на 3/4 или 1/2. Как правило обычно подходит тройник 1″х3/4х1″ или 1″х1/2х1″.

Также Вы всегда можете проконсультироваться у наших менеджеров, позвонив по телефону (351)222-10-92, заказать звонок (через форму на сайте) или связаться он-лайн.

. Вы можете позвонить нашим менеджерам по телефону +7 (351) 222-10-92 и проконсультироваться по интересующим Вас вопросам. Сайт компании ВИКО: www.td-viko74.ru
«ВИКО» — инженерная сантехника в Челябинске

Источник: https://www.td-viko74.ru/articles/21804/

Производительность насоса и мощность: подбор по формуле расхода

Часто хозяева частного участка прибегают к обустройству собственного источника на воду — колодца или скважины. И, конечно же, для качественной подачи воды оттуда требуется установка хорошего насосного оборудования.

Здесь важно правильно осуществить подбор устройства в соответствии не только с его конструкцией, способом монтажа и типом рабочего узла, но и определить номинальную производительность насоса именно для вашего источника.

Как это сделать, как выглядит формула расчёта мощности агрегата, и правила подбора погружного оборудования мы предлагаем в нашем материале.

Важно: при подборе погружного или поверхностного насоса для домашнего водоснабжения всегда стоит брать в расчёт глубину погружения или расположения агрегата, длину трубопровода и желаемый результат.

То есть, либо вы хотите получить систему орошения участка по сезону и не более, либо вы делаете создать систему водоснабжения и загородного дома, что потребует учёта среднего потребления воды в час или сутки на человека.

Кроме того, при подборе погружного скважинного насоса всегда стоит помнить, что для неглубокого источника (не более 8-9 метров зеркала воды) можно использовать поверхностные насосы центробежного тира. Для более глубокого залегания зеркала воды необходимо использовать погружной центробежный или вибрационный насос.

Важные расчёты

Производительная мощность (производительность) позволяет насосу качать воду с требуемым для расхода в доме объемом

Для того чтобы сделать правильный подбор насосного агрегата для системы частного водоснабжения, необходимо провести верные расчёты производительной мощности и напора агрегата.

Производительная мощность (производительность) позволяет насосу качать воду с требуемым для расхода в доме объемом. Стоит знать, что согласно СНИП, средний расход воды в сутки на одного проживающего в доме составляет 200 литров. При этом всегда нужно этот показатель умножать на количество человек,

Но необходимо принять во внимание при расчетах производительной мощности помпы и момент, при котором все водозаборные точки будут включены одновременно. К полученным данным стоит прибавлять и возможное потребление воды для полива огорода. Согласно СНИП этот показатель равен 3-6 литров на 1м3 участка.

Для справки: средний объем расхода воды на каждую водозаборную точку выглядит так:

  • Душ или ванна — около 10 л/мин;
  • Туалет — 5-6 л/мин;
  • Кран в кухонной мойке — 6 л/мин.

При условии одновременного использования всех перечисленных сантехнических точек потребление воды составит в среднем 20-22 л/мин.

Расчёт производительной мощности

Для семьи из 3-4 человек производительная мощность скважинного насоса должна составлять 2-3 м3/час (при условии необходимости орошения огорода)

Для того чтобы произвести расчёт производительной мощности скважинного центробежного или вибрационного насоса и осуществить правильный подбор оборудования для перекачки воды, необходимо использовать два показателя:

Количество человек, проживающих в доме;

  • Средний расход воды на человека в час, что составляет примерно 0,5 м3.
  • Плюс к расчётам стоит подключить возможный расход воды для полива.

В результате будем иметь такие показатели:

  • Для семьи из 3-4 человек производительная мощность скважинного насоса должна составлять 2-3 м3/час (при условии необходимости орошения огорода). Если же будет происходить забор воды из системы водоснабжения для полива, то производительная мощность скважинного насоса должна составлять 3-5 м3/час для семьи из того же количества человек.

Что касается напора

Для того чтобы провести расчёт напора для центробежного или вибрационного скважинного насоса, необходимо выяснить глубину расположения насоса (глубину водозабора)

Этот немаловажный фактор, от которого зависит возможность скважинного насоса поднимать воду на заданную высоту от точки забора и транспортировать её без перебоев по всей длине трубопровода.

Важно: если технический показатель напора воды у конкретного центробежного или вибрационного скважинного насоса не будет соответствовать параметрам вашей системы водоснабжения, то, скорее всего, вас огорчит качество подачи воды в дом к каждой из водозаборных сантехнических точек.

Для того чтобы провести расчёт напора для центробежного или вибрационного скважинного насоса, необходимо выяснить глубину расположения насоса (глубину водозабора).

Она определяется от поверхности земли (горизонтального трубопровода) до точки погружения/расположения агрегата.

Кроме того, необходимо принимать во внимание и длину всего трубопровода от начальной горизонтальной точки до распределителя системы водоснабжения.

Важно: расчёт длины горизонтального трубопровода стоит производить с учётом того, что на каждые 10 метров протяженности труб будет происходить потеря 1 метра напора оборудования.

К тому же всегда приходится брать в расчёт и диаметр водозаборной трубы.

Чем он меньше, тем больше статическое сопротивление в системе водоснабжения, а значит, и снижается напор воды коммуникации.

Расчёт напора

Произвести расчёт напора для скважинного насоса центробежного или вибрационного типа вовсе не сложно

Произвести расчёт напора для скважинного насоса центробежного или вибрационного типа вовсе не сложно. Для этого используют такую формулу:

H = Hgeo + (0,2 x L) + 10 [м],

в которой значения таковы:

  • Н — итоговый напор для конкретного скважинного центробежного или вибрационного насоса;
  • Hgeo м— высота трубы от места установки скважинного насоса до самой высокой вертикальной точки водозабора;
  • 0,2 — коэффициент сопротивления трубопровода по всей его протяженности;
  • L — горизонтальная длина трубы системы водоснабжения;
  • 10-15 приблизительный показатель, необходимый для получения стабильного напора в системе, который требуется добавить к результату при расчёте.

Рассмотрим подсчёт напора для погружного скважинного насоса на примере

Для качественной транспортировки воды по системе водоснабжения внутренняя поверхность водоприёмных труб должна быть гладкой

Имеем систему водоснабжения с колодцем, глубина зеркала воды в котором 10 метров.

При этом сам колодец находится в 10 метрах от дома. Самая высокая водозаборная точка располагается над уровнем земли на 4 метра. В доме живут 4 человека. Кроме того предполагается полив участка и мойка авто.

У нас получается, что вертикальный участок трубопровода от точки забора воды насосом до самой высокой точки потребления воды составляет 14 метров. То есть Hgeo = 10+4 = 14 метров.

Здесь же берем в учёт потери в размере 20% от общей длины трубопровода, которая равна 26 метров (10 метров + 16 метров). Этот показатель будет равен приблизительно 5 метрам.

Прибавляем 10 метров на поправку.

Имеем такой результат:

Читайте также  Установка водоснабжения в частном доме от скважины

Н = 14+5+10 = 29 метров.

Таким образом получаем напор для скважинного насоса 29 метров.

Производительность насоса для всех перечисленных нужд должна составлять 3-4 м3/час.

Важно: для качественной транспортировки воды по системе водоснабжения внутренняя поверхность водоприёмных труб должна быть гладкой.

Источник: https://vodakanazer.ru/nasosy-i-nasosnoe-oborudovanie/nasosy-dlya-kolodcev/proizvoditelnost-nasosa.html

Расчёт скважинного насоса: формула и пример подробного расчета

В прошлой статье серии «Водоснабжение дома своими руками», мы выбирали скважинный насос исходя из общих технических характеристик насосов имеющихся в продаже. Охватить все продающиеся насосы невозможно, но представление, какие бывают насосы, мы получили.

В этой статье, пойдем другим путем. Произведем расчет технических характеристик скважинного насоса исходя их своих потребностей в воде, а также имеющейся скважины.

Еще раз о скважине

Скважина, несомненно, лучший вариант индивидуального водоснабжения дома (читать о выборе источника). В одной из статей сайта я писал, как самостоятельно сделать скважину (тут). Здесь дополню данные о размерах скважин, они имеют непосредственное отношение к расчету скважинного насоса.

Так как скважину бурят бурами основа которых труба, то и размеры стандартных скважин разумно обозначать, как и размеры труб, в дюймах. Можно выделить три стандартных (по практике бурения) размера скважин индивидуального водоснабжения:

  • Скважина в три дюйма (75 мм);
  • Скважина в четыре дюйма (100 мм);
  • Скважина более 4-х дюймов, чаще 110 мм.
  • На сегодня бурят скважины до 150 мм. 

В расчете скважинного насоса диаметр скважины нужно привязать к диаметру насоса, ведь по определению, насос нужно опускать в скважину.

Зачем нужен расчет скважинного насоса

Мы прекрасно понимаем, что монтаж насоса в скважину делается не на один сезон. Поэтому, выбрать скважинный насос нужно так, чтобы он, во-первых, смог обеспечить потребности в воде с некоторым запасом, а во-вторых, нужно подобрать так, чтобы насос смог работать в этой скважине, которая тоже имеет свои характеристики.

Расчет 1. Диаметр насоса

Скважинный насос это элемент общей системы водоснабжения. Все элементы системы взаимосвязаны и их характеристики должны быть привязаны друг к другу. Согласитесь, нельзя пробурить скважину на воду диаметром 75 мм и купить для неё насос с диаметром корпуса 4 дюйма.

Результат 1. По размеру скважины получаем первый расчетный параметр насоса: его диаметр. Здесь важно помнить, что между корпусом насоса и стенками скважины нужен зазор 10-30 мм.

Расчет 2. Производительность скважинного насоса

Производительностью скважинного насоса называют его способность перекачивать определенное количество литров воды в час или литры в секунду или кубические метры воды в час. Производительность насоса считаем из  своих потребностей.

Расчет производительности насоса делается на максимальное нереальное потребление воды. То есть, принимается, что все сантехнические приборы дома будут открыты в течение часа. Полученную сумму кубометров в час умножим на поправочный коэффициент.

Для расчета рекомендую воспользоваться двумя расчетными таблицами. Первая таблица позволит посчитать нереальный (расчетный) расход воды для каждого прибора, который есть в доме и на участке. Считаем в литрах/час.

Во второй таблице в серых графах ищем рассчитанный нереальный расход и смотрим в строке реальный расход воды нужный для выбора насоса.

В таблице указаны данные в литрах в секунду. Эту единицу измерения нужно перевести в кубические метры в час. Для это полученное значение (л/сек) нужно умножить на 3,6 и получить (куб. метр/час).   

   

Пример расчета производительности №1. Приблизительный.

Можно не использовать таблицы и пойти другим путем. Взять за единицу потребления воды каждым членом семьи с запасом на полив летом. 1 человек потребляет в час 0,95-1,0 кубометра воды в час.

По этому варианту расчета для полноценного обеспечения водой семьи из трех человек, нужен насос производительностью не менее 3 кубометров в час. 

Пример расчета производительности №2 (по таблицам)

  • Выписываем все приборы с расходом воды;
  • Вписываем их расход по таблице №1;
  • По таблице №2, находим рассчитанный расход воды и смотрим в этой строке реальный расход воды, который и будет соответствовать производительности необходимого насоса. 

Расчет3. Учет дебета скважины

Дебет скважины указан в паспорте скважины. По значению дебета определяем глубину установки насоса, она не должна быть выше динамического уровня скважины.  

Расчет 4. Напор насоса

Напор насоса это способность насоса поднять воду с определенной глубины и догнать воду до точки распределения.

Академическое определение напора. Напор это прирост энергии потока воды за время её прохождения чрез рабочие полости насоса, выраженный в метрах столба жидкости.

Формула расчета напора (Q) применимая к скважинным насосом не сложная:

Qитог=Hвысот+Pпотерь+Hнапор

  • Qитог: рассчитываемый необходимый напор насоса.
  • Hвысот: перепад высоты от точки подъема воды (установки насоса) до верхней точки водоснабжения.
  • Pпотерь: Коэффициент потерь, учитывает сопротивление которая преодолевает вода при прохождении по трубам. Зависит от материала труб и берется из таблицы3 и 4. 

Пример расчета напора насоса

Дано:

  • Динамический уровень скважины 50 метров;
  • Насос ставим на глубину 48 метров, чтобы его укрывала вода в самом нижнем уровне;
  • Дебет скважины 3 куб. метра;
  • Расстояние от скважины до дома 65 метров, труба пластик 32 мм;
  • Труба по дому 15 метров, труба пластик 25 мм;
  • На трассе: 3 тройника, 2 обратных клапана, 1 запорный кран, два угла 90°.   

Прежде всего, считаем потери:

В таблице потерь для пластиковых труб ищем строку с расходом 3 литра/час. Значения в таблице указаны для прямого трубопровода, длиной 100 метров. У нас это расстояние 65 и 15 метров.

Коэффициенты потерь: для трубы 32 мм: К=1,54, для трубы 25 мм:К=2,54. Потери для арматуры: тройник и обратный клапан:4, вентиль и угол 90°:1.

Считаем потери:

Pпотерь= (1,54×65÷100)+(2,54×25÷100)+((3+2)×4)+((1+1)×1)=23,636 (24 метра).

Считаем необходимый напор скважинного насоса:

Q=(48+7)высота+24(потери)+15(напор излив)=94 метра.

Итог: Нам нужен скважинный насос с производительностью 3 куб метра воды в час и напором по паспорту не менее 94 метров.   

Расчет 5. Электрическая мощность насоса

Электрическая мощность насоса нужна для расчета кабеля электропитания и расчета защитных электрических устройств. Рассчитывать её не нужно. Достаточно подобрать нужный скважинный насос по напору и производительности и посмотреть в его технических характеристиках потребляемую мощность.         

©Elesant.ru

Другие статьи: Водоснабжение дома

Источник: https://elesant.ru/vodosnabzhenie-doma/raschjot-skvazhinnogo-nasosa-formula-i-primer-podrobnogo-rascheta

Основные принципы подбора насосов. Расчет насосов

Плунжерный насос одинарного действия обеспечивает расход перекачиваемой среды 1 м3/ч. Диаметр плунжера составляет 10 см, а длинна хода – 24 см. Частота вращения рабочего вала составляет 40 об/мин.

Требуется найти объемный коэффициент полезного действия насоса.

Решение:

Площадь поперечного сечения плунжера :

F = (π·d²)/4 = (3,14·0,1²)/4 = 0,00785 м²2

Выразим коэффициент полезного действия из формулы расхода плунжерного насоса:

ηV = Q/(F·S·n) = 1/(0,00785·0,24·40) · 60/3600 = 0,88

Пример №2

Двухпоршневой насос двойного действия создает напор 160 м при перекачивании масла с плотностью 920 кг/м3.

Диаметр поршня составляет 8 см, диаметр штока – 1 см, а длинна хода поршня равна 16 см. Частота вращения рабочего вала составляет 85 об/мин.

Необходимо рассчитать необходимую мощность электродвигателя (КПД насоса и электродвигателя принять 0,95, а установочный коэффициент 1,1).

Решение:

Площади попреречного сечения поршня и штока:

F = (3,14·0,08²)/4 = 0,005024 м²

F = (3,14·0,01²)/4 = 0,0000785 м²

Производительность насоса находится по формуле:

Q = N·(2F-f)·S·n = 2·(2·0,005024-0,0000785)·0,16·85/60 = 0,0045195 м³/час

Далее находим полезную мощность насоса:

NП = 920·9,81·0,0045195·160 = 6526,3 Вт

С учетом КПД и установочного коэффициента получаем итоговую установочную мощность:

NУСТ = 6526,3/(0,95·0,95)·1,1 = 7954,5 Вт = 7,95 кВт

Пример №3

Трехпоршневой насос перекачивет жидкость с плотностью 1080 кг/м3 из открытой емкости в сосуд под давлением 1,6 бара с расходом 2,2 м3/час. Геометрическая высота подъема жидкости составляет 3,2 метра. Полезная мощность, расходуемая на перекачивание жидкости, составляет 4 кВт. Необходимо найти величину потери напора.

Решение:

Найдем создаваемый насосом напор из формулы полезной мощности:

H = NП/(ρ·g·Q) = 4000/(1080·9,81·2,2)·3600 = 617,8 м

Подставим найденное значение напора в формулу напора, выраженую через разность давлений, и найдем искомую величину:

hп = H — (p2-p1)/(ρ·g) — Hг = 617,8 — ((1,6-1)·105)/(1080·9,81) — 3,2 = 69,6 м

Пример №4

Реальная производительность винтового насоса составляет 1,6 м3/час. Геометрические характеристики насоса: эксцентриситет – 2 см; диаметр ротора – 7 см; шаг винтовой поверхности ротора – 14 см. Частота вращения ротора составляет 15 об/мин. Необходимо определить объемный коэффициент полезного действия насоса.

Решение:

Выразим искомую величину из формулы производительности винтового насоса:

ηV = Q/(4·e·D·T·n) = 1,6/(4·0,02·0,07·0,14·15) · 60/3600 = 0,85

Пример №5

Необходимо рассчитать напор, расход и полезную мощность центробежного насоса, перекачивающего жидкость (маловязкая) с плотностью 1020 кг/м3 из резервуара с избыточным давлением 1,2 бара а резервуар с избыточным давлением 2,5 бара по заданному трубопроводу с диаметром трубы 20 см. Общая длинна трубопровода (суммарно с эквивалентной длинной местных сопротивлений) составляет 78 метров (принять коэффициент трения равным 0,032). Разность высот резервуаров составляет 8 метров.

Решение:

Для маловязких сред выбираем оптимальную скорость движения в трубопроводе равной 2 м/с. Рассчитаем расход жидкости через заданный трубопровод:

Q = (π·d²) / 4·w = (3,14·0,2²) / 4·2 = 0,0628 м³/с

Скоростной напор в трубе:

w²/(2·g) = 2²/(2·9,81) = 0,204 м

При соответствующем скоростном напоре потери на трение м местные сопротивления составят:

HТ = (λ·l)/dэ · [w²/(2g)] = (0,032·78)/0,2 · 0,204 = 2,54 м

Общий напор составит:

H = (p2-p1)/(ρ·g) + Hг + hп = ((2,5-1,2)·105)/(1020·9,81) + 8 + 2,54 = 23,53 м

Остается определить полезную мощность:

NП = ρ·g·Q·H = 1020·9,81·0,0628·23,53 = 14786 Вт

Пример №6

Целесообразна ли перекачка воды центробежным насосом с производительностью 50 м3/час по трубопроводу 150х4,5 мм?

Решение:

Рассчитаем скорость потока воды в трубопроводе:

Q = (π·d²)/4·w

w = (4·Q)/(π·d²) = (4·50)/(3,14·0,141²) · 1/3600 = 0,89 м/с

Для воды скорость потока в нагнетательном трубопроводе составляет 1,5 – 3 м/с. Получившееся значение скорости потока не попадает в данный интервал, из чего можно сделать вывод, что применение данного центробежного насоса нецелесообразно.

Пример №7

Определить коэффициент подачи шестеренчатого насоса. Геометрические характеристики насоса: площадь поперечного сечения пространства между зубьями шестерни 720 мм2; число зубьев 10; длинна зуба шестерни 38 мм. Частота вращения составляет 280 об/мин. Реальная подача шестеренчатого насоса составляет 1,8 м3/час.

Читайте также  Устройство расширительного бака мембранного типа для водоснабжения

Решение:

Теоретическая производительность насоса:

Q = 2·f·z·n·b = 2·720·10·0,38·280·1/(3600·106) = 0,0004256 м³/час

Коэффициент подачи соответственно равен:

ηV = 0,0004256/1,8·3600 = 0,85

Пример №8

Насос, имеющий КПД 0,78, перекачивает жидкость плотностью 1030 кг/м3 с расходом 132 м3/час. Создаваемый в трубопроводе напор равен 17,2 м. Насос приводится в действие электродвигателем с мощностью 9,5 кВт и КПД 0,95. Необходимо определить, удовлетворяет ли данный насос требованиям по пусковому моменту.

Решение:

Рассчитаем полезную мощность, идущую непосредственно на перекачивание среды:

NП = ρ·g·Q·H = 1030·9,81·132/3600·17,2 = 6372 Вт

Учтем коэффициенты полезного действия насоса и электродвигателя и определим полную необходимую мощность электродвигателя:

NД = NП/(ηН·ηД) = 6372/(0,78·0,95) = 8599 Вт

Поскольку нам известна установочная мощность двигателя, определим коэффициент запаса мощности электродвигателя:

β = NУ/NД = 9500/8599 = 1,105

Для двигателей с мощностью от 5 до 50 кВт рекомендуется выдирать пусковой запас мощности от 1,2 до 1,15. Полученное нами значение не попадает в данный интервал, из чего можно сделать вывод, что при эксплуатации данного насоса при заданных условиях могут возникнуть проблемы в момент его пуска.

Пример №9

Центробежный насос перекачивает жидкость плотностью 1130 кг/м3 из открытого резервуара в реактор с рабочим давлением 1,5 бар с расходом 5,6 м3/час.

Геометрическая разница высот составляет 12 м, причем реактор расположен ниже резервуара. Потери напора на трение в трубах и местные сопротивления составляет 32,6 м.

Требуется определить полезную мощность насоса.

Решение:

Рассчитаем напор, создаваемый насосом в трубопроводе:

H = (p2-p1)/(ρ·g) + Hг + hп = ((1,5-1)·105)/(1130·9,81) — 12 + 32,6 = 25,11 м

Полезная мощность насоса может быть найдена по формуле:

NП = ρ·g·Q·H = 1130·9,81·5,6/3600·25,11 = 433 Вт

Пример №10

Определить предельное повышение расхода насоса, перекачивающего воду (плотность принять равной 1000 кг/м3) из открытого резервуара в другой открытый резервуар с расходом 24 м3/час.

Геометрическая высота подъема жидкости составляет 5 м. Вода перекачивается по трубам 40х5 мм. Мощность электродвигателя составляет 1 кВт. Общий КПД установки принять равным 0,83.

Общие потери напора на трение в трубах и в местных сопротивлениях составляет 9,7 м.

Решение:

Определим максимальное значение расхода, соответствующее максимально возможной полезной мощности, развиваемой насосом. Для этого предварительно определим несколько промежуточных параметров.

Рассчитаем напор, необходимый для перекачивания воды:

H = (p2-p1)/(ρ·g) + Hг + hп = ((1-1)·105)/(1000·9,81) + 5 + 9,7 = 14,7 м

Полезная мощность, развиваемая насосом:

NП = Nобщ/ηН = 1000/0,83 = 1205 Вт

Значение максимального расхода найдем из формулы:

NП = ρ·g·Q·H

Найдем искомую величину:

Qмакс = NП/(ρ·g·H) = 1205/(1000·9,81·14,7) = 0,00836 м³/с

Расход воды может быть увеличен максимально в 1,254 раза без нарушения требований эксплуатации насоса.

Qмакс/Q = 0,00836/24·3600 = 1,254

Источник: http://ence-pumps.ru/podbor_raschet_nasosov/

Методика подбора скважинного насоса по параметрам для водоснабжения

Как подобрать насос для скважины? В этом вопросе есть множество нюансов, и однозначно посоветовать идеальный во всех отношениях насос просто невозможно.

Поскольку универсальных насосов не существует, рассмотрим общий принцип их выбора на основании ряда характеристик: 1. Напор (давление) 2. Скважина 3.

Напорно-расходная характеристика насоса 4. Сопротивление

5. Схемы подключения.

Каждый из этих параметров имеет важное значение, и игнорирование хотя бы одного из них при выборе насоса может привести к возникновению проблем при его подключении.

Выбор насоса по напору

Насосы имеют маркировку, которая выглядит примерно таким образом: SQ 1-30; SQE 2-85 и т.п.

В данном случае интерес представляют цифры, обозначающие номинальную рабочую характеристику насоса.

Так, показатель SQ 1-30 указывает, что производительность насоса составляет 1 кубометр воды при напоре 30 метров. Но почему давление указывается в метрах, а не барах?

Перед выбором скважинного насоса следует определить глубину, на которой находится вода, а затем вычислить высоту, на которую необходимо её поднять в дом.

Предположим, желаемое давление кране частного дома – 2,5 бара, при этом требуется адекватный напор. Столб воды высотой 10 м давит на 1 см2 с весом 1 кг, что почти равно давлению в 1 атмосферу, 1 бар или 10 метров водного столба.

Следовательно, для поднятия воды на 3 этаж требуется создать давление как минимум в 1 бар. Так как насос борется с весом водного столба в метрах, можно воспользоваться его маркировкой и определить, на сколько метров поднимет воду.

При необходимости узнать давление в барах просто разделите указанное число на 10.

На следующем этапе узнайте расход воды по маркировке на приборе водоподачи. Допустим, кран за 1 минуту должен наполнить 12-литровое ведро воды.

Одновременно работающие смесители в кухне и душе тоже должны справиться с этой задачей за минуту, и примерно столько же воды потребуют стиральная машина и унитаз, суммарно – не менее 36 литров, или 2 м3/час.  Но все эти точки вряд ли будут одновременно работать.

Как правило, максимум одновременного включения – душ, стиральная машина и кухонная раковина, что дает расход в 1,5 ведра воды, или 1 м3/час.

Подытожим:

• Давление в насосе измеряется в метрах, а не барах • При необходимости — конвертируйте

• Узнайте расход воды в вашей системе

Скважина

Для каждой модели насоса устанавливаются допустимые значения посторонних включений в воде (песка и пр.). Несоблюдение требований приводит к быстрому износу прибора и снятию его с гарантии.  Поэтому прежде чем подбирать или покупать скважинный насос, необходимо прокачать скважину и сделать анализ воды.

Скважина – круглая глубокая яма малого диаметр с трубой внутри, образующей стенки. На определенной высоте стенки трубы имеют отверстия, так называемый фильтр. В скважине столбом стоит вода.

Перед выбором насоса узнайте:

• Статический уровень воды • Динамический уровень воды

• Дебит скважины

Эти характеристики играют ключевую роль при выборе скважинного насоса.
Следует определить, на какой глубине находится зеркало воды, или тот самый статический уровень. Он называется так потому что вода в момент замера находится в спокойном положении.

В момент включения насоса статический уровень будет уменьшаться до динамического: ниже динамического уровня вода опуститься не может. Разница между статистическим и динамическим объемами скважины называется дебитом.

Важно: насос не должен выкачивать больше, чем может дать скважина. Так, мощность насоса в 3 м3/час категорически не подойдет для скважины с дебитом 1,5 м3. В идеале насос должен быть немного слабее дебита скважины, примерно на 20-30%.

Выясните, на какой глубине находится фильтр скважины. Насос должен занимать положение на 1 м ниже динамического уровня воды и на 1 метр выше фильтра скважины. Эти данные обычно указаны в паспорте скважины.

Итак

• Статический уровень – глубина зеркала воды в состоянии покоя; • Динамический уровень – минимальная глубина зеркала воды;

• Дебит – объём воды (измеряется в литрах в минуту или кубометрах в час) 

Напорно-расходная характеристика насоса

У каждого насоса есть напорно-расходная характеристика, которая выглядит так: SQ 1-50, 50 Hz. При выборе насоса для скважины следует обязательно изучить его напорно-расходный график.

В характеристиках могут быть указаны как максимальные, так и номинальные рабочие характеристики, поэтому график позволит получить наиболее полную информацию. Если в паспорте насоса такая информация отсутствует, уточните ее на сайте производителя насоса.

Наивысший КПД любого насоса находится примерно посредине графика. При сильном отклонении значения срок службы прибора может существенно сократиться.

Помните:

• Каждый насос снабжается напорно-расходной характеристикой в виде графика;
• Оптимум работы – примерно посредине графика.

Сопротивление

Помимо необходимости в выталкивании воды на определенную высоту, насос должен быть способен преодолеть сопротивление, создающееся в трубопроводе.

Слишком узкая труба усилит сопротивление и производительность системы будет падать, а слишком широкая потребует излишних затрат.

Следует оптимально подобрать диаметр водовода для отсутствия лишнего сопротивления.

Для расчета сопротивления ознакомьтесь с графиком потери напора для трубы конкретного вида и диаметра: так вы сможете высчитать потери при определенном объеме воды. Если график отсутствует или не хочется считать, воспользуйтесь простой рекомендацией, приведенной ниже:

Рекомендованный диаметр трубы ПНД:

  • подача до 1,5 м3/час – 25 мм
  • подача до 3 м3/час – 32 мм

Схема подключения

Перед описанием схем подключения напомним о таких важных характеристиках насоса, как мощность; диаметр; возможность плавного пуска или возможность электронного управления частотой вращения вала; устойчивость к перепадам напряжения; минимальная и максимальная глубина погружения; диаметр насоса. Так, диаметр насоса прямо связан с ценой скважины: чем меньше диаметр насоса, тем меньше диаметр трубы, а значит, её бурение будет дешевле.

Насос подключается через реле давления либо через автоматику реле протока. Зная характеристики системы и насоса, т.е. давление и мощность, которую придется размыкать вашему реле, можно оптимально подобрать нужное реле для насоса.

В некоторых моделях насосов предусмотрена защита от перегрева и защита от сухого хода, однако она носит исключительно аварийный характер. При монтаже системы стоит предусмотреть собственную систему защиты от сухого хода.

Недостаток систем, работающих с реле давления: между запусками и остановками насоса всегда будет изменяться давления, что вызовет дискомфорт в использовании воды в душе. Во избежание такого неудобства можно приобрести насос с частотным преобразователем.

Обратите внимание на максимальную глубину погружения насоса: чрезмерное заглубление приведёт к выходу насоса из строя.

Вывод

• Напор считается в метрах: 10 м водяного столба = 1 бар. • Расход измеряется в м3/час (реже – л/мин). • Напорно-расходная характеристика – это график, позволяющий определить, подходит ли насос для конкретной скважины.

• Скважина: статический уровень воды – глубина зеркала воды в спокойном состоянии; динамический уровень – глубина, ниже которого теоретически вода не может опуститься; дебит – объем воды, который может дать скважина в час.

• Труба: используйте максимально допустимый диаметр трубы для снижения сопротивления

• Соблюдайте требования относительно максимальной и минимальной глубины погружения насоса.

Выполнение данных рекомендаций позволит вам самостоятельно подобрать скважинный насос, оптимально подходящий для включения в систему.

водоснабжение, насос

Источник: https://eurosantehnik.ru/podbor-skvazhinnogo-nasosa-dlya-vodosnabzheniya.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об утеплении и энергоэффективности