С какой глубины поверхностный насос может поднять воду

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

Итак, с какой глубины поверхностный насос может поднять воду?

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

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

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

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

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

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

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

Глубина всасывания насосной станции: показатели и расчеты

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

Содержание

1. Глубина всасывания
2. Показатели подъема воды
3. Как рассчитать необходимую глубину всасывания насосной станции

Глубина всасывания

Установки с эжектором более мощные и производительные

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

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

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

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

Показатели подъема воды

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

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

Как рассчитать необходимую глубину всасывания насосной станции

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

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

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

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

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

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

Максимальное всасывание | Технологические процессы

23 сентября 2014 г.

Доля:

Генеральный директор Maris Pumps Стив Мозли рассказывает о том, как работает насос с односторонним всасыванием.

Объясняя, как работают насосы с односторонним всасыванием, обычно отвечают на распространенный вопрос: «Как далеко насос будет всасывать?»

Простой ответ, по крайней мере теоретически, 10,34 м. Однако, поскольку простые ответы идут, это не совсем правильно.

Причина в том, что ограничение в 10,34 м предполагает идеальные условия: насос находится на уровне моря, насос создает идеальный вакуум, вода холодная и во всасывающем шланге отсутствуют потери на трение.

В действительности фактический предел составляет 7 или 8 метров. Понимание разницы между теоретическим и фактическим пределом исходит из понимания основ работы насоса с односторонним всасыванием.

Во-первых, насосы не «всасывают» — они создают вакуум и полагаются на атмосферное давление, чтобы «выталкивать» воду вверх по всасывающему шлангу.

Вода течет из области высокого давления в область низкого давления, и внутри насоса создается вакуум.

Перепад давления «поднимает» или «поднимает» воду вверх по всасывающему шлангу. Предел 10,34 м — это точка, в которой вес атмосферы, «выталкивающей» воду вверх по шлангу, равен весу воды в шланге.

Почему реальный предел высоты всасывания составляет 7 или 8 метров?

Поскольку реальные насосы не способны создавать идеальный вакуум, можно рассчитать более реалистичный предел в 7 или 8 м.

Это точка, в которой вес воды в шланге равен силе от разницы между атмосферным давлением и далеко не идеальным вакуумом, создаваемым насосом.

Это показано на схеме, где столбец А представляет собой полую трубку, представляющую всасывающий шланг.

Если один конец трубки открыт в атмосферу (аналогично отключению насоса), а другой конец погружен в воду, то не будет перепада давления и, следовательно, не будет применяться сила.

Следовательно, вода не «выталкивается» вверх по трубе. В колонке B верхний конец трубы герметизирован и подвергается идеальному вакууму (аналог теоретического супернасоса), а другой конец погружен под воду, создавая перепад давления, при котором вес атмосферы будет «толкать» воду. вверх по трубе.

Высота, на которую поднимается вода, и, следовательно, максимально возможная высота всасывания, может быть рассчитана следующим образом:

Атмосферное давление на уровне моря = 14,7 фунтов на кв. сантиметр поверхности воды). Вакуум Давление внутри герметичной трубки = 0 фунтов на квадратный дюйм = 0 кг/см² (идеальный вакуум). Вес 1 см³ воды = 0,001 кг. (Атмосферное давление – Вакуумное давление) / Вес воды. (1,034 кг/см² – 0 кг/см²) / 0,001 кг = 1034 см = 10,34 м.

На самом деле уровень максимальной высоты всасывания 10,34 м при идеальных условиях никогда не будет достигнут — даже самые эффективные насосы не способны создать идеальный вакуум, и тогда вам все равно придется учитывать потери на трение при всасывании. шланг, температура воды (чем теплее вода, тем меньше высота всасывания) и даже высота над уровнем моря (по мере подъема от уровня моря атмосферное давление снижается, эффективно уменьшая количество доступного «толчка»).

Итак, какая цифра более реалистична? Давайте проигнорируем температуру воды, потери на трение и высоту над уровнем моря и сосредоточимся только на том, какой вакуум может создать реальный насос.

Взглянув на диаграмму, в колонке C показана полая трубка с запаянным верхним концом, находящаяся в частичном вакууме, а другой конец погружен в воду.

Поскольку в трубке создается только частичный вакуум (так же, как в реальном насосе), перепад давления меньше, а это означает, что вода «поднимается» или «поднимается» вверх по трубе на уменьшенную высоту. Выполните тот же расчет еще раз:

Атмосферное давление на уровне моря = 14,7 фунтов на квадратный дюйм = 1,034 кг/см². Парциальное давление вакуума внутри трубки = 4 фунта на кв. дюйм = 0,2812 кг/см² (реальная величина вакуума, которую может создать насос). (1,034 кг/см² – 0,2812 кг/см²) / 0,001 кг = 752 см = 7,52 м.

Таким образом, в этом случае наш реальный насос будет иметь максимальную высоту всасывания 7,52 м, хотя вам все равно придется учитывать другие эффекты, такие как потери на трение во всасывающем шланге, что делает фактическое значение еще ниже. Это дает больше понимания общего вопроса, который часто может ввести в заблуждение.

Простой способ определения высоты всасывания

Простой способ определить высоту всасывания

Люди всегда спрашивают, какая высота всасывания может быть у Cornell Pump? Ответ прост, и его легко вычислить в четыре шага:

1. Определите кавитационный запас (указан на характеристике насоса).

2. Посмотрите, какое давление оказывает атмосфера (вес воздуха) на определенной высоте.

3. Рассчитайте, сколько энергии потребляют все клапаны, трубы, фитинги, колена и т. д. в насосной системе с точки зрения расхода.

4. Сравните, сколько система может производить и сколько энергии она будет стоить.

Первое, что нужно понять, это то, что каждый насос требует энергии, необходимой для работы без кавитации. Эта необходимая энергия называется требуемой чистой положительной высотой всасывания или NPSHR. Если рассматривать NPSHR с другой стороны, то это абсолютное давление, которое должна иметь жидкость, чтобы избежать образования микроскопических, повреждающих пузырьков пара в перекачиваемой жидкости. Эти пузырьки являются кавитационными и могут повредить насос и сократить срок его службы.

NPSHR неотъемлемо является частью конструкции насоса [насколько круты лопасти рабочего колеса, скорость работы, форма улитки и т. д.] и указывается на характеристике насоса в конкретной расчетной точке. NPSHR рассчитывается компанией Cornell Pump в нашей испытательной лаборатории эмпирическим путем. Важно помнить, что кавитационный запас насоса будет различаться в разных условиях работы насоса и может быть разным для одних и тех же условий работы при сравнении двух разных насосов.

Далее, максимум, который может тянуть центробежный насос, ограничен природой. Атмосферное давление оказывает примерно 14,7 фунтов на квадратный дюйм силы на все (вас, автомобиль, жидкость) на уровне моря. Это 14,7 фунтов на квадратный дюйм на жидкости позволяет ему иметь максимум 34 фута напора (напора) на уровне моря. Опять же, эти значения были рассчитаны для вас. Не производителями насосов как таковыми, а, начиная с ученых-просветителей, стремящихся понять барометрическое и атмосферное давление. Сегодня считается, что атмосферное давление составляет около 34 футов над уровнем моря. Если бы вы были на вершине Эвереста, psi было бы всего 4,4, а передаваемая энергия составляла бы максимум 10,2 фута головы.

Итак, у вас есть известное количество в NPSHR, предоставленное производителем насоса для конкретной модели, и вы можете свериться с диаграммой атмосферного давления.

На третьем этапе вам нужно поработать ногами и собрать все (трубы, клапаны и т. д.), через которые будет проходить жидкость. Каждый из этих предметов не совсем гладкий, локти и т. д. также не прямые. Жидкость, движущаяся через детали, потеряет часть энергии, проходя по существующим менее чем гладким неровностям (как поток, сбегающий в камень — он отдает часть энергии и создает водоворот за камнем).0003

Вам нужно будет вычесть все другие потери из оборудования, чтобы определить NPSHA вашей системы. Потери также будут включать вашу статическую высоту всасывания в футах или расстояние по вертикали от уровня воды до насоса. Потери на трение в футах во всасывающей трубе или потери давления, когда вода трется о стенки трубы, и потери, возникающие из-за давления пара, которое является результатом температуры жидкости.

Также рекомендуется включить коэффициент безопасности в NPSHA. В случае штормов (вызывающих понижение атмосферного давления), изменения диаметра трубы из-за коррозии и т. д. этот фактор позволяет насосу работать в далеко не идеальных условиях. Корнелл рекомендует добавить 2 фута потери для запаса NPSH.

Наконец, когда вы знаете потери для вашего NPSHA, вы можете добавить его к NPSHR, а затем сравнить его с атмосферным давлением для высоты над уровнем моря. Это будет доступная статическая подъемная сила.

Примечание: Чтобы избежать кавитации и увеличить высоту всасывания с помощью насоса, NPSHA вашей системы всегда должно быть выше, чем NPSHR (насоса).

Уравнение для определения высоты всасывания, которую вы можете получить с помощью вашего насоса. Атмосферное давление (Pb) вычитается из вашего NPSHR насоса, давления паров (Vp), потерь на трение (hf) и запаса NPSH (коэффициент безопасности) и у вас будет максимальная высота всасывания.

• Высота всасывания = P(b) – (Ls + Vp + hf + NPSHR)
• P = Давление (в футах) на поверхности воды

Pb = атмосферное давление (открытая система)
P  = абсолютное давление на поверхности жидкости (закрытая система) 

• Ls и Lh = расстояние от уровня воды до CLL насоса ниже осевой линии насоса

Ls ниже осевой линии насоса
Lh выше осевой линии насоса

• hf = потери на трение во всасывающей трубе
• Vp = давление пара жидкости
• NPSHR (из характеристики насоса)

See Example Below:

Friction losses в трубе, давление пара на высоте и атмосферное давление на разных высотах доступны в справочнике гидравлических данных Cameron.