Меню

Полезная мощность центробежного насоса при частоте вращения

КПД центробежных насосов

Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов

Гидравлическая мощность насоса

PГ = ρ x g x Q x H [Вт]

ρ — плотность жидкости [кг/м 3 ]
g — ускорение свободного падения [м/сек 2 ]
Q — расход [м 3 /сек]
H — напор [м]

Для насосов, у которых всасывающий и напорный патрубки имеют одинаковый диаметр и находятся на одном уровне, напор можно рассчитать по упрощённой формуле:

H = (p2 — p1) / (ρ x g) [м]

p2 — давление на напорном патрубке [Па]
p1 — давление на всасывающем патрубке [Па]

Таким образом, гидравлическая мощность насоса пропорциональна перепаду давления и расходу:

Если диаметр напорного патрубка меньше диаметра всасывающего патрубка, то для расчёта гидравлической мощности насоса напор необходимо увеличить на величину:

Рис. Увеличение напора за счёт разницы диаметров напорного и всасывающего патрубков

v2 — скорость жидкости в напорном патрубке [м/с]
v1 — скорость жидкости во всасывающем патрубке [м/с]
Q — расход [м 3 /с]
g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]
d2 — внутренний диаметр напорного патрубка [м]
d1 — внутренний диаметр всасывающего патрубка [м]

Если напорный и всасывающий патрубок расположены не на одной линии, то напор нужно ещё увеличить на разницу высот между двумя патрубками:

Потребляемая мощность насоса

Если вал насоса жёстко соединён с валом двигателя, то потребляемая мощность насоса равна механической мощности на валу электродвигателя.

КПД насоса

КПД насоса равен отношению гидравлической мощности к потребляемой:

Насос выбирается так, чтобы в рабочей точке его КПД был максимальным (см. рис.).

Рис. КПД насоса

Механическая мощность на валу электродвигателя:

ηД — КПД электродвигателя,
PЭ — электрическая мощность, потребляемая двигателем из сети.

Электрическая мощность, потребляемая 3-х фазным электродвигателем из сети

PЭ = √3 х U х I х cos φ

U — напряжение сети [В]
I — ток, потребляемый электродвигателем [А]
cos φ — косинус угла между векторами тока и напряжения

Выводы: как вычислить КПД насоса

  • С помощью специального прибора с токовыми клещами измеряем электрическую мощность PЭ, потребляемую электродвигателем из сети. Если электродвигатель работает от преобразователя частоты, то ПЧ сам измеряет мощность и сохраняет это значение в одном из своих параметров
  • С шильдика электродвигателя списываем его КПД и вычисляем мощность на валу PВ. На шильдике, конечно, указана и номинальная мощность электродвигателя, но в данном случае нас интересует мощность электродвигателя в рабочей точке насоса
  • Если между двигателем и насосом существует жёсткая механическая связь (а не ременная передача, редуктор или муфта с проскальзыванием), то считаем потребляемую насосом мощность РП равной мощности на валу электродвигателя РВ
  • Измеряем перепад давления на напорном и всасывающем патрубках и вычисляем напор (если необходимо, то корректируем его с учётом разницы диаметров и высот напорного и всасывающего патрубков)
  • Измеряем расход и рассчитываем гидравлическую мощность насоса РГ
  • Вычисляем КПД насоса.

Если КПД насоса оказался ниже, чем вы ожидали, то стоит задуматься о профилактике, ремонте или замене насоса.

Источник



Расчет центробежного насоса — калькулятор онлайн

Калькулятор расчета центробежного насоса

Данный калькулятор способен расчитать основные параметры насоса при изменении частоты вращения. Для этого необходимо внести в первую таблицу четыре параметра:

  • Исходную подачу, м 3 /ч
  • Напор, (м. в. ст.)
  • Обороты электродвигателя, (об/мин)
  • Частота, (Гц)

Далее, нужно ввести новые обороты электор двигателя, при которых должны расчитываться параметры. Все вычисления происходят по формулам, представленым ниже. Три нижних пустых поля используются для вывода результатов. Также вы сможете увидеть всё на графике.
Индексами 1 и 2 помечены начальные и новые параметры соответственно. Для того, чтобы подсчитать напор или подачу, в обязательном порядке необходимо заполнить исходную подачу, исходный напор, обороты электродвигателя исходные n1 и новые n2.

где F — частота, H — напор, Q — подача, n — обороты электродвигателя

Читайте также:  Как узнать реальную мощность усилителя

Начальные параметры Подача (Q1, м3/ч) Напор (H1, м. в. ст.) Обороты э/д (n1, об/мин) Частота (F1, Гц) (по умолчанию 50Гц) Измененные параметры Обороты э/д (n2, об/мин) Частота (F2, Гц) Подача (Q2, м3/ч) Напор (H2, м. в. ст.)

При организации водоснабжения и отопительных комплексов элемент – жидкость циркулирует по всей системе. Этот процесс обеспечивают множество компонентов, включая самый
основной – центробежный насос(ЦН). Силовой агрегат выполняют наиболее важную задачу по транспортировке воды и отопительного элемента по трубопроводу и топливным
радиаторам. Однако для получения успешного результата необходимо провести качественный расчет центробежного насоса.

Принцип работы таких агрегатов заключается в перекачке жидкости за счет центробежной силы. Однако стоит помнить, что выбирать ЦН необходимо правильно, в противном случае компонент не сможет выполнить поставленные на него задачи. Также на выбор влияет специфика задач, для которых будет применять центробежный насос.

Алгоритм функционирования не отличается сложностью, что делает использование агрегата наиболее простым и в то же время крайне эффективным. Принцип работы центробежного насоса заключается в следующих действиях:

  • жидкость поступает к центру рабочего колеса(РК). Это происходит за счет всасывающей трубы – патрубка;
  • крыльчатка рабочего колеса начинает функционировать благодаря работе электрического двигателя;
  • создается центробежная сила, за счет которой жидкость от крыльчатки прижимается к стенкам, создавая давление;
  • далее, жидкость проходит через нагнетательный патрубок.

Производительность центробежного насоса зависит от напора, потребляемой мощности, объема рабочего колеса и высоты, для которых также необходим правильный расчет. Непосредственно
подсчет характеристик центробежного насоса для отопительной системы производится с учетом тепловой нагрузки и температурного графика. Напор рассчитывается гидравлическим сопротивлением системы.

Что такое кавитация в отопительной системе?

Этот показатель – образование пузырьков пара в перекачиваемой жидкости во время снижения гидростатического давления(СД) и схлопывания этих пузырьков, где СД имеет повышенный показатель.

Особенностью кавитации в центробежных насосах является тот факт, что она образуется на входной кромке РК в месте, где скорость перемещения потока максимальная, а гидростатическое давление минимальное.

Кавитация имеет характерные особенности. Вследствие ее возникает шум, треск, возникновение вибрационного воздействия. Этот процесс сопровождается и падением напора, мощности, что сказывается на КПД.

Важно: Нет материалов, которые имеют повышенную устойчивость к кавитации. Поэтому при ее возникновении необходимо останавливать работу насоса так, как этот процесс может спровоцировать поломку всей системы.

Как правильно рассчитать необходимый насос

Для того, чтобы выполнить гидравлический расчет центробежного насоса следует рассчитывать каждый параметр, включая производительность (W = l1*(п*d1 – b*n)*c1 =
l2*(п*d2 – b*n)*c2), напор (N = (h2 – h1)/(p * g) + Ng + sp), потребляемую мощность (M = p*g*s*N),
пиковую высоту всасывания воды или любого другого отопительного элемента (Nv = (h1 – h2)/(p * g) – sp – q2/(2*g)
– k*N).

Но, как показывает практика, расчет центробежного насоса по заданным формулам занимает крайне много времени и не всегда является точным так,
как всегда есть вероятность возникновения ошибки из-за человеческого фактора. Поэтому, для решения этой проблемы мы на сайте предоставляем калькулятор центробежных
насосов, включающий все необходимые параметры.

Преимущества калькулятора центробежных насосов от «CNP»

Наша компания занимается компонентами водоснабжения и отопительной системы свыше 5-лет, а потому специалисты точно знают, как правильно рассчитывать необходимые параметры центробежного насоса для того, чтобы он выполнял любую специфику задач, включая обеспечение теплом.

В структуру калькулятора вошли все необходимые для правильного расчета напора, мощности, высоты, рабочего колеса центробежного насоса. Указав базовые параметры, вы получите максимально точный результат и потратите минимальное количество времени – до двух минут.

Читайте также:  Мощность усилителя bi amping

Калькулятор отличается многофункциональностью, что немаловажно для подсчета. Ранее, чтобы выполнить расчет, необходимо было пользоваться сразу несколькими калькуляторами. Теперь вам доступен
многофункциональный продукт, который является и максимально точным конвектором. Используя калькулятор центробежных насосов, вы сможете одновременно переводить единицы измерения в любые
другие, наиболее удобные для проведения расчета.

Наш калькулятор абсолютно бесплатный и доступен для каждого. Пользуйтесь им и выполняйте расчеты правильно, что сэкономит вам массу денег и времени.

Источник

Мощность насоса – как вычислить и по каким формулам рассчитать

Если Вы решили приобрести насос для собственной системы водоснабжения или для отопительной системы, нужно тщательно все изучить. Одним из параметров является мощность насоса. Для бытовых и промышленных приборов она разная. От силы работы насоса зависит потребление электроэнергии. Для бытовых помп мощность меньше, чем для промышленных. При выборе рассчитывайте количество потребляемой воды.

Бытовой центробежный погружной насосБытовой центробежный погружной насос Источник https://stroyday.ru

Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов

Центробежный агрегат – гидравлический механизм, который активность от мотора превращает в энергию водяного потока.

Центробежная помпа включает в себя электрический привод и часть, выкачивающую воду. Мощность насоса, подводимая к его валу, и есть подводимой.

Гидравлическая мощность – следствие работы помпы в виде затраты и напора воды. Измеряется в кВт. Обозначается Р4.

Центробежная помпаЦентробежная помпа Источник https://iwt.com.ua

Коэффициент полезного действия представляет из себя взаимосвязь полезной мощности и потребляемой. КПД насоса никак не сможет превысить единицу.

Потери мощности в помпе включают в себя несколько потерь – гидравлические, механические и объемные. КПД насоса показывает степень высокого качества как в гидравлическом, так и в механическом порядке.

Потери силы делятся на:

  • гидравлические;
  • механические;
  • объемные.

Если проанализировать, почему происходят потери в помпе, можно найти решение, как повысить КПД насоса.

Исчисление и определение полезной мощности насоса

Механизм гидравлических агрегатов основывается на применении принципов гидравлики.

Полезная мощность насоса – работа, расходуемая помпой за определенный период времени.

Формулы расчетов мощностей центробежных оснащенийФормулы расчетов мощностей центробежных оснащений Источник https://cf.ppt-online.org
По данной формуле рассчитывается гидравлическая мощность насосаПо данной формуле рассчитывается гидравлическая мощность насоса Источник https://cf.ppt-online.org

Как правильно рассчитать производительность насоса

Для расчета производительности учитываются показатели:

  • среднее потребление воды человеком за час;
  • расход воды для полива (при необходимости).

КПД для промышленных насосов

Центробежный агрегат. КПД насоса зависит от порядка эксплуатации и особенностей конструкции. Чем больше мощность привода, чем выше коэффициент полезного действия.

Помпы с магнитной муфтой имеют примерно такой же КПД, как и у вышесказанных аппаратов. Имеет значение материал изготовления задней герметичной крышки, которая устанавливается между двумя магнитами – ведущим и ведомым. Если материал проводит ток – КПД существенно снижается.

Насос с магнитной муфтойНасос с магнитной муфтой Источник https://vpumpen.ru

Винтовое устройство несет большие механические потери в связи с трениями между ротором и стартером. КПД данные приборы имеют примерно 60 %.

Импеллерный насос способен очень аккуратно перекачивать воду. Несет высокие механические потери.

Импеллерная помпаИмпеллерная помпа Источник https://shop.aquafactor.ru

Мембранно – пневматический насос лишен двигателя. Его работа происходит за счет сжатого воздуха. КПД данного прибора полностью зависит от коэффициента полезного действия воздушного компрессора.

Мембранно – пневматическая помпа

Мембранно – пневматическая помпаМембранно – пневматическая помпа Источник Мембранно – пневматический насос лишен двигателя. Его работа происходит за счет сжатого воздуха. КПД данного прибора полностью зависит от коэффициента полезного действия воздушного компрессора. https://zenova.ru/uploads/illustration/18965/big_221020_i_1.jpg Мембранно – пневматическая помпа

Как вычислить КПД насоса

Коэффициент полезного действия помпы – характеризует эффективность прибора. Это соотношение полезной энергии к затраченной.

Для определения КПД используется формула:

КПД = P2 / P1 * 100%

Р1 – гидравлическая мощность;

Читайте также:  Таблица отношения сечения провода мощности

Р2 – затраченная.

Что нужно, чтоб вычислить коэффициент полезного действия:

  • Специальные устройства, имеющие токовые щипцы. Они определяют электрическую силу, которую потребляет мотор из сети.
  • Если между мотором и помпой есть механическая связь, то рассчитывается мощность, расходуемая насосом, как и мощность на валу насоса.
  • Вымеряем расход и вычисляем гидравлическую мощность.

В случае, если КПД оказывается ниже, насос подлежит ремонту или замене.

Устройство циркуляционного насоса

Циркулярная помпа необходима для циркуляции воды и поддерживания натиска в магистрали поставки воды. Если данный прибор установлен в обогревательной системе – температура тепла по трубам будет располагаться равномерным образом. Устройство предотвращает сбои в системе поставки воды и позволяет уменьшить расход электроэнергии.

Циркуляционная помпаЦиркуляционная помпа Источник https://cdnmedia.220-volt.ru

Устройство циркуляционного насоса:

  • металлический корпус;
  • ротор;
  • крыльчатка.

Подробное устройство циркуляционного аппаратаПодробное устройство циркуляционного аппарата Источник https://avatars.mds.yandex.net

Для чего нужен циркуляционный насос

Данные устройства используются в таких сферах, как:

  • система отопления;
  • подача горячей воды;
  • «теплый пол»;
  • вентиляционная система;
  • канализация.

Более подробную информацию о циркуляционных насосах смотрите в ролике:

Краткий обзор насосов

Импеллерный насос – один из видов гидравлического механизма, имеющего гибкие пластины. Перекачивание воды происходит подобно работе пластинчатому устройству. Плюсы данной помпы:

  • простота самого устройства;
  • возможность перекачивать вязкие жидкости;
  • возможность осуществлять реверс;
  • простота в эксплуатации.
  • некоторые детали быстро выходят из строя;
  • если прибор долго работает «на сухую», рабочее колесо быстро ломается;
  • далеко не вся температура перекачиваемой среды подходит для аппарата.

Импеллерная помпаИмпеллерная помпа Источник https://moltechsnab.ru

Винтовой насос – гидравлический аппарат, главной деталью которого является шнековая пара, которая включает в себя винт и обойму.

Достоинства данных агрегатов:

  • шнековые помпы не нуждаются в предварительном заполнении рабочей средой;
  • винтовой насос имеет высокий коэффициент полезного действия;
  • данные приборы могут функционировать в реверсе.
  • чуткие к работе на «сухом ходу»;

Эксплуатация данных приборов требует определенных знаний.

Промышленная шнековая помпаПромышленная шнековая помпа Источник https://vipt.ru

Мембранно – пневматический насос – одни из самых надежных механизмов перекачивания жидкостей.

  • долговечность;
  • герметичность;
  • компактность;
  • работа на «сухом ходу» без повреждений;
  • простота в эксплуатации.

Мембранно – пневматическая помпаМембранно – пневматическая помпа Источник https://pumpunion.ru

Насос с магнитной муфтой — механизм для перекачивания жидкости, крыльчатка которого под воздействием магнитного поля производит вращение в герметичной капсуле, которая предотвращает протечки.

Помпа с магнитной муфтойПомпа с магнитной муфтой Источник https://shop.aquafactor.ru

Подбор насоса по конструкции и рабочей точке

Подбор общий. Погружаемый и не погружаемый в жидкость, которая подлежит перекачиванию.

Подбор по назначению. Одноступенчатые и многоступенчатые. Циркуляционные (система отопления), фекальные, дренажные (водоотведение), колодезные и скважинные (система водоснабжения).

Подбор по конструкции. С сухим и мокрым ротором (циркуляционные), вертикальные и горизонтальные, моноблочные и консольные (центробежные), с встроенным и выносным эжектором (центробежные), полупогружные, дренажные, канализационные станции.

Рабочий процесс лопастного насоса

Время сопротивляющихся сил относительно оси совершает противодействие оборотам рабочего колеса. В связи с этим лопатки профилируют, принимая во внимание величину подачи, частоту оборотов, направление движения рабочей среды. Большая часть энергии передается воде, остальная энергия теряется во время преодоления сопротивлений.

Лопастный насосЛопастный насос Источник https://shop.aquafactor.ru

Рекомендации по установке насосов

При монтаже помп в систему отопления, учитываются критерии:

  • аппарат встраивается так, чтобы вал принимал горизонтальное положение;
  • прикрепляется при помощи разводного ключа;
  • подсоединение производится строго по схеме.

О установке насоса вам расскажет ролик:

Коротко о главном

Насосы по своей функциональности разделяют на водяные и помпы для системы отопления. Они бывают бытовыми и промышленными. Каждая модель имеет свою мощность и КПД. Эти аспекты очень важно учитывать при выборе.

А Вы знаете, какая мощность у Вашего насоса?

Источник

Adblock
detector