статья опубликована в журнале: Бассейн и его сотрудники, выпуск 04/2016
… или как найти правильный циркуляционный насос?
Этот вопрос недавно задал мне один мой хороший друг и пожаловался, что разные продавцы-консультанты крупных производителей насосов не смогли ему помочь. Продавец терпит неудачу, как правило, в том случае, когда клиент сам не знает, что он хочет. Я знаю этого друга уже на протяжении многих лет и понимаю, что нужно быть немного прорицателем, чтобы суметь разгадать (параметры) его мыслей. Возможно, эта статья поможет не только ему.
Итак, в настоящее время существует целый ряд веб-сайтов, которые должны облегчить выбор насоса - и они хорошо справляются с этой задачей! Но это работает только в том случае, если вы хорошо знаете, какая информация должна быть представлена на веб-сайте. Поэтому в этой статье я хотел бы начать обсуждение с тех шагов, которые вы должны сделать ДО разговора с продавцом насосов или ДО посещения веб-сайта успешного производителя насосов.
Рисунок 1: основная структура циркуляционного насоса, Источник: Herborner Насосная техника GmbH & Co KG
Почему?
За исключением последних бассейнов, вода в которые поступает из какого-либо источника или даже из реки, все остальные бассейны оснащены более или менее современной водоочистной установкой. Если кто-то рассматривает «лодку, ведро и лопату« в качестве очистной установки, то в стандарте ДИН 19643 в любой его версии можно найти такой этап технологического процесса как «фильтрация». По крайней мере тогда станет ясно, что воду нужно качать насосом. Также и гидравлика бассейна, если ее так можно назвать, нуждается в энергии привода. Хотя эта энергия поступает из воды, но что-то должно привести эту энергию в воду.
Теперь вы можете задаться вопросом, где же все эти квт ч, которые потребляют циркуляционные насосы. Если говорить с физической точки зрения, то энергия = работа, продукт силы и перемещения. Если говорить с гидравлической точки зрения, то энергия = работа, продукт давления и объема транспортируемого материала. Если бы я употребил термин объемный поток, то мы бы перешли от понятия работа к понятию мощность. Объем транспортируемого материала нам необходим, но для чего нужно давление? Нельзя ли его держать в небольшом значении?
Итак, вернемся к работе: если насос при открытых клапанах работает по кругу, что бывает в некоторых бассейнах, то где же это давление, которое производит насос? Решение общеизвестно: «Давление создает противодавление!".
Почему мы размешиваем чай в чашке, и он замедляет свои движения? Почему вода при открытии утром крана сначала разбрызгивается, а затем превращается в неторопливый поток струи? Вода, которая движется, потребляет энергию за счет своего внутреннего трения! Частицы взаимодействуют друг с другом, при этом нагреваются и потребляют энергию. Чем быстрее движение, тем больше потери! Так как эта энергия (как описано выше) состоит из давления и объема - и объем вряд ли может измениться в воде - остается только давление, который и претерпевает эти потери. Поэтому, вероятно, этот процесс называют потерей давления, а не потерей энергии?
Как это часто бывает, наши предки не смогли даже здесь прийти к единому понятию. Даже в вопросе давления! Так что если вы читаете что-то о «величине энергии» или «линии энергии», то под этим подразумевается статическое давление. Веб-страница или консультант по продажам в первую очередь зададут Вам следующий вопрос: «На какой объем потока и на какое давление должен быть рассчитан насос?" Но имеется в виду, какое противодавление должен преодолевать насос. Но откуда оно возникает?
Оценка или расчет?
Если вы не в состоянии, вычислить обратное давление в системе, то можно провести оценку на глаз. Это будет заметно лишь по круглым значениям, которые затем указываются в «планировании». В целях безопасности, конечно, слишком высокие значения, ведь никто не заметит растрату энергии!
Начнем с кропотливой практики. Какие гидравлические сопротивления должен преодолеть насос? Геодезическое давление, возникаемое вследствие разницы в высоте уровня воды в резервуаре для воды и бассейне. Его значение наивысшее, когда уровень воды в резервуаре для воды на минимуме. И вот мы уже у первого значения, который не является статичным - он меняется в зависимости от объемного расхода. Кто прочитал статью о резервуаре для воды, тот может понять и перенять эти значения. Чем больше объем потока в круговороте - тем больше давление, которое необходимо преодолеть.
Здесь мое утверждение можно представить визуально. Но это утверждение, что сопротивление изменяется в зависимости от объемного расхода, относится также ко всем другим компонентам. Каждый участок трубы, каждый фитинг, любое соединение увеличивают свое сопротивление вместе с возрастающей скоростью воды.
Итак, что нужно сделать, чтобы вычислить это значение? Определим путь воды от резервуара для воды и до бассейна, в котором следует ожидать максимальное сопротивление. Итак, это путь через большое количество соединений, через самый дальний и загрязненный фильтр к самой дальней впускной форсунке. После этого учитываются все компоненты и секции труб на этом пути, и суммируются все сопротивления. Звучит просто, и в действительности это так! Нужно только это сделать. Для всех элементов трубопровода, независимо от их длины.
Конечно, перед этими размышлениями возникает вопрос, с какой скоростью может течь вода в трубопроводе? Дав только лишь приблизительный ответ, можно установить параметры трубопроводов и арматуры. В большинстве компаний существует догма «не
быстрее, чем 2,5 м/с ". Это объясняется тем, что поток в трубе не должен быть турбулентным, потому что внутреннее трение в турбулентном режиме экстремально возрастает . Научное обоснование заключается предположительно в том, что число Рейнольдса для воды меньше 2040 должно быть. Для перерасчета:
- v: скорость,
- d: гидравлический диаметр,
- V: кинематическая вязкость воды.
Число Рейнольдса играет роль во всех остальных элементах, так что я предпочел бы производить расчет не на черновом листке, а в таблице. Если расчет параметров в ламинарной области (<2040) расположен, то значение лямбда λ может быть относительно легко (по формуле Блазиуса) рассчитано.
Возможно некоторые самопровозглашенные ученые сейчас забьют тревогу и назовут эту формулу слишком простой. Да, можно использовать и более сложные формулы, но мы хотим здесь результатов. Очевидно, число Рейнольдса из-за различных скоростей используется повторно для каждого элемента вычисления. С помощью этой лямбды теперь мы сможем рассчитать сопротивление (перепад давления) для каждой части трубы и для каждого фитинга. Формула Дарси-Вайсбах, необходимая для этого расчета, выглядит следующим образом:
- Δpv: перепад давления (Производная единица системы СИ: Pa)
- р: плотность (единица СИ: кг/м3)
- u: средняя скорость потока (единица СИ: м/с)
- λ: коэффициент трения (безразмерная величина)
- l : Длина трубопровода (единица СИ: м)
- d : Внутренний диаметр трубы (единица СИ: м)
- ζ: Коэффициент потери давления (безразмерная величина)
Не бойтесь, это можно (и нужно) делить. Таким образом, для каждого участка трубы
- Ro: трубопровод
применяется эта формула. Для каждого фитинга, отвода и арматуры
- Fit: фиттинг
применяется эта формула. В зависимости от типа арматуры вам, конечно, необходим коэффициент сопротивления . Это значение можно получить из различных таблиц в литературе или у изготовителя арматуры, или можно найти формулы в содержании лекций или специальной литературе.
Теперь остается только фильтр, потеря давления которого мы должны учитывать. Было бы неплохо, конечно, если бы производитель смог предоставить графическую характеристику для фильтров и их наполнителей. Но конечно, можно довольствоваться и догмой: «Чистый фильтр 3м вод.ст., промывка фильтра 5 м вод.ст.!".
При первом расчете параметров необходимо обращать внимание на среднее значение, то есть на фильтр во время работы с 4м вод.ст.. Пожалуйста, обратите внимание, как правило, в этом значении не учитывается передняя разводка труб фильтра. Если кто-то на передней разводке труб (размеры) сэкономил: получайте удовольствие от расхода энергии! Обсудим эту тему в следующей статье.
Если вы записали все эти значения вместе в одной таблице, затем можно образовать сумму всех потерь давления в трубопроводе и получить давление, которое должен достичь насос во время объемного потока. Счастлив тот, кто в таблице рассчитал потерю давления «у» полностью от объемного расхода «х».
Давайте предположим, что это 140m³/ч при 13,15 м вод.ст. (или 1,315 бар)
Если все это суммировать в таблице, затем легко можно изменить объемный расход и получить потери давления, которые относятся к объемному потоку в 10, 20, 30, .... м³/ч. Для многократного использования: использовать для этого сценарий в Excel. Таким образом, из одной точки получаются 9, показано здесь на рисунке.
Диаграмма 1: Точки на диаграмме Q-H,
График: aqua&pools
Точки не совсем удобны для наглядного представления, поэтому на следующей диаграмме точки соединены красной линией.
Диаграмма 2: Линии на диаграмме Q-H,
График: aqua&pools
Красная линия соединяет расчетные точки. Синие линии показывают ход загрязненного фильтра (верхняя синяя линия) или только промытого фильтра (нижняя синяя линия). Процесс вычисления, конечно, остался прежним.
Лишь сейчас, мы можем начать реальную работу, связанную с выбором насоса. Сейчас важно, иметь технические паспорта для приемлемых насосов, и уметь их сравнивать. Конечно, для нашего примера я нейтрализовал инструкции изготовителя. Всегда предпочтительно, использовать и сравнивать характеристики нескольких производителей.
Шаг 1: подходящая характеристика
Просмотреть технические паспорта для насосов, чьи характеристики соответствуют точке (140м³/ч, 13,15м вод.ст.) или приближены к этому значению. В нашем примере это характеристическая кривая 5, обозначенная внизу зеленым цветом. Это тот момент, когда мой друг обычно закрывает крышку ноутбука, и видит себя у цели своей мечты.
Но с этим работа еще далека от завершения. Несмотря на то, что я сделал здесь нумерацию шагов, это не значит, что не нужно повторять шаги, в частности для того, чтобы достичь лучших результатов.
Шаг 2: сравнить коэффициенты эффективности
Если перенести точку пересечения характеристик трубопровода- и насоса на график коэффициентов полезного действия, тогда мы окажемся на «хребте» КПД. В примере производитель Eta сообщает о 83% КПД, что является достаточно хорошим значением. Если в выбор включаются несколько производителей, то, конечно, данные должны быть скоординированы в диаграмме. Мало пользы в том, чтобы сравнивать электрический КПД, заявленный одним производителем, с эффективным КПД другого производителя.
Диаграмма 3: Сравнение коэффициентов КПД,
График: aqua&pools
Также важным является то, где расположен коэффициент полезного действия, когда фильтр после промывки постепенно через некоторое время вновь загрязняется. Для этого следует перенести обе точки пересечения (голубые характеристики трубопроводов с зеленой характеристикой насоса) на коэффициент полезного действия. Конечно, не трудно заметить, что никаких существенных изменений здесь не происходит.
Чем дальше насос во время работы удаляется от оптимального коэффициента полезного действия, тем больше износ. В этом случае мы с первой рабочей точкой на правильном пути, это я мог бы назвать удачей - или перейти к следующему шагу.
Шаг 4: оптимизировать определение размеров трубопровода
При расчете размеров труб обычно вначале исходят просто от стандартных значений скорости потока. Из расчета потери давления мы знаем, что его значение зависит от диаметра отдельных элементов. Теперь нужно задать себе вопрос, сколько будет стоить изменение размеров и что оно принесет. В примере, при более низкой потери давления в 9м вод. ст. характеристика насоса 4 может быть достигнута.
Диаграмма 4: Электрическая мощность на диаграмме,
График: aqua&pools
Также вы должны задаться вопросом, возможна ли другая гидравлическая система с более низкой потребностью в энергии на форсунке. Было бы возможно сэкономить, 25% электрического потребления, когда вы проверите стоимость увеличения размера труб. Выражаясь более ясно: на этом этапе планирования я играю с размерами, так что либо я достигаю более низкой характеристической кривой насоса или сокращаю использование материалов до следующей более высокой характеристики.
При эксплуатации в течение нескольких лет, это касается в большей степени закрытого бассейна, нежели открытого, возникает вопрос амортизации бассейна, что, безусловно, с удовольствием обсудил бы любой оператор. Несколько лет назад я попытался, заинтересовать одного известного итальянского производителя бассейнов в необходимости оптимизации входных форсунок. Низкий интерес к эксплуатационным расходам клиентов был образцово отрицательным.
Примечание:
Из-за загрязнения фильтра объемный расход в этом примере уменьшается с 150 м³/ч до 135 м³/ч. Это каждый может проследить. Но каждый ли также осведомлен о том, что вместе с этим УМЕНЬШАЕТСЯ и электрическое потребление насоса? С 6,3кВт до 5,7 кВт. Предоставляю каждому возможность оценить эту взаимосвязь для функционирования бассейна. Но при обсуждении этих вопросов со специалистами не забывайте о гигиенических эффектах!
Шаг 5: контроль максимального давления
Удлинение зеленой линии до 0 m³/ч заканчивается примерно при 17 м вод.ст.. Как достичь этой точки? Просто автоматически, когда преднамеренно или непреднамеренно, заслонка. Интересно, смогут ли все компоненты выдержать это давление. Самый чувствительный элемент - это, пожалуй, фильтр. Если выбранная кривая насоса слишком крутая, то, по крайней мере, необходимо осознавать риск возникновения неисправности и разрушения закрытого фильтровального резервуара. Здесь рекомендуется проверить прочность на сжатие в нижних слоях.
Чтобы не оставить здесь зазор ...
Зазор в характеристике меньше 40 м³/ч сделан не для красоты, он отмечен производителем с особой целью. Эта область приводит к «неправильной работе» насоса, при котором могут произойти повреждения.
Тем не менее, вам следует обратиться к производителю, чтобы узнать, какое максимальное время разрешено в этой области. Поскольку, как предписывают правила в учебной литературе, эксплуатация центробежного насоса, как правило, осуществляется так: против закрытого клапана давления. Почему? Пожалуйста, обратите внимание на диаграмму. Насос 5 требует только 3 кВт вместо 6 кВт, шкаф управления будет рад!
Если этот процесс должен быть автоматизирован с существующими системами, пожалуйста, обратите внимание на минимально возможную скорость при открытии клапана.
Подобным образом необходимо действовать и в верхней области, с насосом 5 с более 220 м³/ч. Тот, кто хочет использовать этот насос для простой откачки воды из емкости для воды, например, в канал, тот должен «организовать», по крайней мере 5 м вод.ст. потери давления, чтобы не разрушить насос.
Шаг 6: Контроль дополнительных рабочих точек в промывке
Бывает такое, что обратная промывка фильтра происходит с тем же циркуляционным насосом. Не будем относиться критично к этому случаю, проигнорируем все аргументы, которые говорят за промывку с другим насосом / с другой водой / с другим резервуаром. Мы принимаем эту рабочую точку просто как первый пример. Известно, что скорость потока увеличится в два раза, менее известно, что в этом случае действует совершенно другая характеристическая кривая. Разность высот между уровнями воды теперь находится между резервуаром для хранения воды и приемной воронкой в фильтре. Сопротивление потока фильтрующего материала падает, при условии, что предварительно была включена продувка воздухом. Измененные настройки можно найти в таблице ниже 5 в виде коричневой характеристики трубопровода.
Диаграмма 5: Характеристика трубопровода во время промывки,
График: aqua&pools
На диаграмме 5 можно увидеть, что насос 5 самостоятельно, не может достичь этой точки вне графика. Насос заканчивается на 220 м³/ч, не хватает 60 м³/ч. Таким образом, здесь вновь потребуется поиск насоса, который может достичь как рабочую точку, так и точку промывки. Конечно, коэффициент полезного действия не играет существенной роли во время промывки, но такое использование не должно приводить к разрушению насоса.
Открытая постановка проблемы (насос это не может!) без указания на, по крайней мере, одно какое-либо решение, конечно, не характерна для этой статьи. Но пусть читатель простит мне это!
Два насоса, если одного недостаточно!
Конечно, никто не будет держать в резерве еще один насос только для того, чтобы использовать его один раз в неделю в течение 5 минут для промывки. (Или все же кто-то так делает?) Но все же не исключено, что 2 или более фильтров одинаковых размеров, а также несколько насосов одинакового размера, используются в системе. Тогда можно «взять взаймы» второй насос от другого фильтра для промывки, при условии наличия надлежащим образом спланированной трубопроводной разводки.
В насосах одной и те же характеристики образуется общая характеристика насоса при параллельном соединении, благодаря «горизонтальному суммированию» объемного расхода.
Диаграмма 6: Параллельное соединение два одинаковых насоса, График: aqua&pools
Это графическое решение проблемы. Горизонтальные зеленые стрелки имеют одинаковую длину и перемещают точки по горизонтали вправо путем удвоения расстояния, красная линия демонстрирует общую характеристику обоих насосов.
Кто хоть раз отправлял наполнитель фильтра в резервуар для грязной воды? Мысли нельзя угадать, поэтому будем честны, вероятно, так поступал каждый! Что было причиной этого? Небольшое незаметное изменение, которое можно было не заметить (и забыть) на коричневой кривой. Поскольку гидравлическая система руководствуется не желаниями, а реалиями. При ближайшем рассмотрении можно увидеть, что характеристика промывки должна быть ограничена клапаном так, что рабочая точка достигается при 13 м вод.ст.. Так что если вы хотите сохранить активированный уголь, то не забывайте о решающей роли дроссельной заслонки!
Шаг 7: Контроль дополнительных рабочих точек - сокращенный режим работы
До сих пор мы говорили только о стандартном режиме работы бассейна. Но речь идет, конечно, и о том, чтобы использовать бассейн в нерабочее время с 50% объемного расхода. ОК, конечно, можно отключить 1 из 2 насосов, если запланированы две единицы. Но одно лишь выключение не уменьшит скорость потока на 50%, так как движение происходит по характеристической кривой системы. Если использовать пример из 6 диаграммы (у меня не было желания снова ее рисовать), тогда можно перенести рабочую точку с точки с 2 насосами (280м³ч при 13,15 м вод.ст.) на точку с 1 насосы (208м³/ч при 6,7 м вод.ст., коричневая линия на диаграмме 6). С помощью этой меры объмный поток на 74% уменьшен. Для дальнейшего уменьшения следовало бы так изменить системную характеристику, чтобы при 140 м³ч был достигнут перепад давления в 13,15 м вод.ст..
Но это «ограничение» не приведет к дальнейшей значительной экономии энергии, напротив, оно будет генерировать дополнительные потери.
Вывод, если вы хотите работать только с отключением насосов, тогда следует стремиться по крайней мере к делению в одну треть (3 параллельных насоса в одной цепи) искать.
Частотный преобразователь, не панацея, но хорошая идея!
С помощью частотного преобразователя изменяется число оборотов насоса. Вышеупомянутый друг спросил меня однажды, как же можно рассчитать экономию. Конечно, потребуются (и поэтому я так подробно описал это в начале) потери давления в трубах и агрегатах или отдельные значения.
Итак, если вы построили расчет в таблице Excel, то можно любому потоку в трубопроводе найти соответствующее падение давления. Для этого примера сценарий дает следующие значения (теперь я сознательно перешел в мир диаграмм Excel):
Диаграмма 7: Расчетные точки и характеристика трубопровода, График: aqua&pools
Итак, эти значения получаются из расчета потери давления. Усилие, направленное на то, чтобы сформулировать одну единственную формулу, которая могла бы выводить любое промежуточное значение, кажется «весьма трудоемким» каждому математику-любителю.
Может быть, кому-то это удавалось, но не мне, склонить производителя к тому, чтобы он передал формулу своей характеристики. (небольшое указание всем рекламным партнерам BDS!) Но, ok, мы справимся с этим сами. Данные таблицы взяты из характеристики насоса в диаграмме производителя, а затем переведены с помощью Excel в линию.
Для всех, кто предпочитает наглядное представление, точками на диаграмме 7 изображены. Excel может самостоятельно определить соединение, это «линия тренда» - полином третьей степени. Автоматически определяемая формула также отображается на диаграмме.
у = 1,543E-6х3+0,00019954х2-0,00259775х + 5,1217
При прямом сравнении бросается в глаза, что цифры отличаются от диаграммы. Это нормально, потому что цифры также доступны (немного точнее) на неграфическом методе расчете Excel. Таким образом, можно наверху в формуле вместо «х» поставить 50% объемный поток в 70 м³/ч, или еще раз непосредственно обратиться к таблице. Формула будет выглядеть следующим образом:
= ТЕНДЕНЦИЯ(Область значений потеря давления ; Область значений объемный поток ^{1.2.3};Объемный поток ^{1.2.3})
Диаграмма 8: Трубопроводная характеристика и характеристика насоса 50Гц, График: aqua&pools
Результат в обоих случаях: Потеря давления в системе трубопроводов составляет 6,447 м вод.ст., когда скорость потока уменьшается вдвое до 70м³ / ч. Возникает вопрос, с каким числом оборотов должен работать насос, с тем чтобы кривая пересекла эту точку. Здесь существует простая связь между потерей давления, в этот раз это обозначение в качестве высоты Н в м вод.ст. (метры водяного столба) в формуле, и количеством оборотов насоса, что обозначено в виде частоты сети в Гц.
С помощью этой формулы может быть определено путем перенастройки число оборотов.
Конечно, это также может быть сделано для точек на диаграмме и, конечно, это снова показывает (синяя) линия:
Диаграмма 9: Характеристика насоса при 32,143Гц,
График: aqua&pools
И для чего все это? Конечно, чтобы знать, какую мощность, сейчас это P в кВт, требует этот насос в этой рабочей точке. И для этого, к счастью, есть причина. Она выглядит следующим образом:
С перестановкой и со значениями, мы получаем:
С мощностью в 26,6% преобразователь частоты может сэкономить 73,4% энергии. Но это теоретические значения, которые вполне могут отличаться от реальности. Возьмем скольжение асинхронного двигателя, который мог бы изменить результат.
Шаг 8: проверить альтернативные двигательные установки
Я не хотел бы сейчас вдаваться в подробности, что шероховатая поверхность в насосе может привести к увеличению потерь. Насосы, о которых мы здесь ведем речь, не подвержены коррозии и снабжены толстым сглаженным покрытием. Если это не так - даже дальнейшие пути улучшения потребления имеют мало смысла.
Рисунок 2: Насос с двигателем теплообменника,
Источник: Herborner Насосная техника GmbH & Co KG
Но теперь перейдем действительно к экономическим размышлениям. На первом этапе можно было бы направить потери тепла от двигателя с помощью охлаждения воды непосредственно в воду. Это делает устройство более надежным. Но что это даст, если отработанный воздух из технического помещения и без того «энергетически выдавливается» кондиционером? Это просто приведет к дискуссии об эффективности - но не принесет никакой экономии в конечном балансе эксплуатации бассейна.
Рисунок 3: Насос с магнитным двигателем,
Источник: Herborner Насосная техника GmbH & Co KG
Следует признать, что последовательность приведенных размышлений является намеренной. Возможно, на этом этапе стало ясно, что частотные преобразователи являются более эффективным способом, чтобы наилучшим образом использовать насосы плавательного бассейна. Можно было бы рассматривать частотные преобразователи почти как «необходимость». Того же «мнения» магнитные двигатели, потому что им необходимы частотные преобразователи, по крайней мере, для запуска. Но эти магнитные двигатели имеют по сравнению с обычным асинхронным двигателем то преимущество, что они не нуждаются в скольжении. Это скольжение приводит к потерям, таким образом, коэффициент полезного действия магнитного двигателя выше. Используя данные, таким образом, можно рассчитать, как инвестиция в магнитный двигатель окупается с точки зрения экономии.
Шаг 9: проверить сторону всасывания насоса
Эта сторона всасывания является особой стороной. Часто проверка этой стороны просто игнорируется, по принципу «Все там в порядке!". Но в бассейне есть так называемые «предварительные фильтры» , которые могут вместе с загрязнениями вмешиваться в рабочую точку установки. В то же время все больше используются вакуумно-песчаные фильтры, в которых сопротивление фильтра расположено на стороне всасывания насоса. Ниже показано, что может случиться:
Рисунок 4: Кавитация на рабочем колесе насоса
Теперь настало время для того, чтобы вспомнить знания физики из школьной программы. Был такой физик Бернулли ... Кто это еще помнит? «Сумма статического и динамического давлений является постоянной!" (или что-то подобное).
- const.: постоянный
Это означает, что, там где есть быстрые течения, где скорость высока, там динамическое давление высокое, а статическое давление низкое.
- stat.: статический
Это не было бы так плохо само по себе, если в бассейне не нужно было бы работать с водой. Вода, которая имеет способность, образовывать пар.
Следующий шаг в образовательно-техническое прошлое: От чего зависит кипение воды? Правильно, от давления окружающей среды. На горе вода кипит при более низких температурах, чем на уровне моря. Это статическое давление, которое влияет на температуру кипения.
Точно, то статическое давление, которое съедается динамическим давлением, когда в игру вступает движение. Мы знаем, что центробежные насосы должны двигаться. Рабочее колесо ускоряет воду, это движение создает динамическое давление, как на верхней части крыла Airbus, вследствие этого статическое давление снижается. И какое счастье, насос благодаря этому работает! Но если статическое давление уменьшается слишком сильно, возможно только в нескольких точках рабочего колеса насоса, то вода испаряется даже при нормальных температурах. Это не вызывало бы никаких проблем - если бы давление не поднималось позже на несколько миллиметров.
Только что образовавшиеся пузырьки пара лопаются.
При этом они отрывают мелкие частицы с поверхности рабочего колеса, к сожалению, постоянно. Рабочее колесо и другие компоненты имеют мало шансов!
Производители, конечно, прилагают усилия для того, чтобы скорости были небольшими и равномерными, но без квалифицированного использования насоса даже самые лучшие конструкторы не имеют никаких шансов. Кто предполагал, что вычислительная работа на 7 этапе завершится, тот сейчас разочарован. Сейчас нужно еще проверить, будут ли
- Anl.: установка
- vorh.: имеющаяся
- Pp: насосы
- егf.: необходимые
значения соответствовать этому неравенству. Запас в 0,5 м вод.ст. поддерживается каждым производителем. NPSH? «высота столба жидкости над всасывающим патрубком насоса», согласно европейскому стандарту EN 12723 немецкое соответствие «допускаемый кавитационный запас насоса». Но кто еще это использует ...
Значение NPSH (ДКЗ) насоса представлено на диаграмме 10 как пересечение линии к насосу 5 с известными 140 м³/ч, кто может считать это показание, тот как всегда в преимуществе! Но теперь отсутствует значение NPSH для установки.
В случае, если это уже нервирует, надеюсь, что это последний раз: Кто подсчитал значения падений давления в таблице - тот тоже имеет здесь преимущество. Так как значение NPSH (ДКЗ) системы есть не что иное, как потеря давления между уровнем воды в резервуаре и всасывающим патрубком насоса. Давайте перейдем к формулам, сначала для работы насоса с подпором на входе:
- G: газ
- D: пар
- Zul.: подача
- Verl.: потеря
Здесь присутствует положительное давление благодаря уровню воды перед насосом. И наоборот, при работе на всасывание насоса:
- S: всасывание
Как правило, циркуляционные насосы находятся ниже поверхности воды, поэтому мы сосредоточимся на работе насоса с подпором на входе. Итак, произведем расчеты в нашем виртуальном примере. Место расположения насосной системы, скажем, Нюрнберг. Этот город расположен на 309 м над уровнем моря.
- pG: это давление, которое через воздух действует на поверхность воды в резервуаре.
Итак, сначала рассчитаем это давление. Кто хотел бы найти эту формулу: это «международная формула высоты».
Мы используем:
Это значение достоверное. Так как с увеличением высоты давление воздуха, начиная с 1,01325 бар на уровне моря, уменьшается. Теперь нам нужно давление пара воды в резервуаре. Мы в бассейне, я устанавливаю 30 °С, лучше слишком много, чем слишком мало. В литературе можно найти большое количество таблиц, Я выбрал
это значение. Не хватает только плотности
- W: Вода
и гравитационной постоянной
для того, чтобы мы могли использовать эту формулу. Разность высот между уровнем воды и патрубками насоса зависит от типа использования. Если насос качает воду из резервуара хранения сырой воды, то высота должна быть установлена в минимальном рабочем состоянии. Если параллельно работают другие насосы, то нижний уровень воды может из этого объема (см статью о резервуаре для хранения сырой воды) использоваться.
Если это насос для вакуумного фильтра, тогда, конечно, должно быть установлено состояние фильтрации. В этом случае необходимо включить в характеристику трубопровода максимальное падение давления фильтрующего материала. Что касается фильтра, не следует забывать о фильтре предварительной очистки насоса бассейна . С одной стороны, он изменяет положение сопла насоса вверх, с другой стороны, его потеря давления должна (грязное значение) быть учтена.
Для регулировки уровня сложности выбранный насос будет таким образом работать на вакуумном фильтре. Примером может служить
Разница в высоте между уровнем воды и патрубком насоса должна составлять 1,8м. Но все же (зависимые от объемного расхода) потери давления суммируются в загрязненном фильтрующем материале (5м вод.ст.) и в трубе на стороне всасывания (2,05м вод.ст.).
На диаграмме это выглядит следующим образом:
Диаграмма 10: Контроль допускаемого кавитационного запаса насоса ,
График: aqua&pools
Условие:
- егf.: необходимые
выполняется. Насос может эксплуатироваться при таком соединении и в этих условиях.
Вывод после 9 шагов
Я думаю, стало ясно, что выбрать насос не так просто. Существуют опытные данные, которых будет достаточно для начала. Но без точного расчета потери давления не обойтись. Ни один производитель не может выполнить эту работу, даже если некоторые инженеры хотели бы, чтобы это было так. Если насос не достигает технических характеристик или бесконечно превосходит их, то это говорит о плохом планировании. Даже такая панацея, как «частотный преобразователь», потерпит неудачу в качестве аргумента. Если насос работает в неправильной области, тогда и кавитация происходит быстрее, чем окончание гарантии! С учетом сказанного, выбор насоса и его целевое использование (без кавитации) лежат не в зоне ответственности производителя, а в зоне ответственности инженера. Ему, как правило, оплачивают эти услуги, и он должен сдать расчет с документами. Для того, чтобы мы радовались нашим насосам, как показывает этот снимок:
Из-за множества различных вариаций в разводке трубопровода, в этот раз я не предлагаю готовой таблицы в Excel. Вместо этого, необходимые формулы можно найти в тексте. Желаю интересного прочтения и перенятия опыта, поскольку для этого данная статья и была написана. Ваши отзывы и замечания можно присылать на почтовый адрес Dirk.Sura@aquaandpools.de Буду Вам за это очень благодарен.
Фотография: Bernburger Leisure ГмбХ
Возможно, эту статью следует также воспринимать как призыв к заказчику. Эти расчеты необходимы ПЕРЕД тендером. Базовые значения должны быть рассчитаны и занесены в тендер, с тем чтобы любой участник тендера мог рассчитать и предложить соответствующий насос. С тендером «очистка воды 140m³/ч, 1 единица» затраты предварительного планирования не сократятся, а лишь отодвинутся на другой период. Последующие ошибки неизбежны благодаря тому, что "ЭТО не было прописано в тендере!" и все это умножит цену. Мы должны понимать эту связь, поддерживать и контролировать планировщика!
здесь для членов оригинала в языке газеты немецкого “Бассейн и его сотрудники” Ассоциация немецкого чемпиона плавания, выпуск 4 / 2016
Оставьте ответ
Ты должен быть вошел в систему добавить комментарий.