Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

тиск насосів

Стаття відредагована і доповнена в травні 2019 року.

Поряд з продуктивністю тиск насоса є його найважливішою характеристикою. Розбираємося що вона означає. Заодно відповімо на такі питання:
- Чим тиск насоса відрізняється від напору?
- У чому вимірюють тиск? Як співвідносяться бари, атмосфери і метри водяного стовпа?
- Як опір лінії впливає на тиск насоса?
- Як тиск залежить від щільності рідини?
- Чому тиск в напірній лінії не завжди однаково корисного тиску насоса?
- Чому насос не завжди працює на своєму максимальному тиску?
- Яке максимальний тиск буває у різних типів насосів?
- Як відрегулювати тиск насоса?
- Де підібрати насос з потрібним тиском онлайн? Забігаючи вперед, відразу скажемо - у нас на сайті, нікуди ходити не потрібно!)))

Тиск насоса (натиск) - поряд з продуктивністю (подачею, витратою) друга ключова характеристика насоса. Показує здатність насоса подолати опір трубної системи і перемістити рідина з всмоктуючої лінії в напірну.

Якщо продуктивність насоса відповідає на питання який обсяг рідини насос може перемістити за одиницю часу, то тиск відповідає на питання яке саме опір трубної системи (в барах) може подолати насос.

Невеликі відцентрові насоси (наприклад, акваріумні) здатні розвивати максимальний тиск 0,05 бар (тобто створювати напір води до 0,5 метра). Деякі промислові насоси об'ємного типу (наприклад, плунжерні) здатні розвивати тиск до 200 бар і навіть більше.

У чому вимірюють тиск насосів? Які бувають одиниці виміру?

Основна одиниця вимірювання тиску для насосів - технічна атмосфера (кгс / см²). Вона дорівнює 10 метрам водяного стовпа (позначається скорочено як м.в.ст.). 10 м.в.ст. = 1 кгс / см².

Інша популярна одиниця виміру тиску - бар (1 бар = 100 000 Паскаль = 0,1 МПа).

Як співвідносяться між собою бари / Паскалі з одного боку і метри водяного стовпа / тех. атмосфери з іншого?
0,1 МПа = 1 бар = 1,0197 кгс / см² = 10,197 м.в.ст.

Тобто виходить, що один бар трохи більше, ніж одна технічна атмосфера (кгс / см²). А 10 метрів водяного стовпа трохи менше, ніж 1 бар. Різниця становить менше 2%. Так ось на практиці цією різницею нехтують і прирівнюють бар з технічної атмосферою. Кажуть, стовп чистої води висотою 10 метрів тисне з такою ж силою, що і 1 бар або 1 атмосфера. І великий помилки в цьому не буде, крім тих ситуацій, де потрібна висока точність розрахунків.

Іноді тиск називають напором. Чи немає тут помилки?

Насправді помилки немає. Тиск і натиск насосів можна вважати тісно пов'язаними поняттями. Термін «тиск» більш коректний і універсальний, його частіше використовують для об'ємних насосів. Термін «натиск» зазвичай використовують для відцентрових насосів через його зручності.

Коли говорять про натиск, то мають на увазі на яку висоту здатний підняти рідину насос у відкритій системі. У відкритій системі потік рідини не ізольований від атмосфери. У такій системі насосу доводиться долати не тільки опір трубної системи, скільки «боротися» з вагою водяного стовпа в напірної лінії.

Типовий приклад підбору насоса з потрібним напором - це підбір багатоступінчастого відцентрового насоса. Якщо потрібно підняти воду на висоту 20 поверхів (при висоті поверху 3 метри), то говорять, що насос повинен розвинути натиск не менше 60 метрів (водяного стовпа). Насправді натиск насоса повинен бути ще трохи вище, адже він повинен ще подолати втрати на тертя в трубопроводі. У будь-якому випадку тиск в напірному трубопроводі при роботі насоса складе не менше 6 атмосфер.

Як між собою пов'язані тиск, продуктивність і споживана потужність насоса?

У відцентрових насосів залежність між продуктивністю і тиском виражена кривої продуктивності. Чим більший тиск, тим менше продуктивність. При цьому споживання енергії насоса зростає в міру збільшення продуктивності.

Зображення 1 Зображення 1. Залежність продуктивності, тиску, споживаної потужності і ККД відцентрового насоса.

На зображенні 1 показані криві характеристик одного відцентрового насоса. Синя крива показує залежність продуктивності від тиску. Чорна лінія показує потужність на валу насоса в міру зростання продуктивності. І, нарешті, крива зеленого кольору показує зміну ККД у міру зміни тиску.

Якщо опір трубної системи буде дорівнює 0, тобто насос буде виливати воду з напірного патрубка без підключення до лінії, то його продуктивність буде максимальної, а створюваний напір буде нульовим. Робота в такому режимі для відцентрового насоса не дуже корисна, оскільки споживана потужність буде максимальною і двигун насоса може згоріти.

Якщо опір системи становитиме 32 метри водяного стовпа, то насос буде працювати в точці, показаної червоним кольором. При цьому його продуктивність становитиме 54 м³ / год, тиск 32 м.ст. ст. (3,2 кгс / см²), споживана потужність (на валу) 6,6 кВт, а ККД буде дорівнює 71,3%.

У об'ємних насосів тиск і продуктивність теж мають кореляцію, але зазвичай більш слабку, ніж у відцентрових насосів. Виняток - мембранні пневматичні насоси, які мають криві характеристик, схожі на відцентрові насоси. Зазвичай об'ємний насос має продуктивність, яка визначається обсягом переміщення рідини за один робочий такт і швидкістю здійснення цих тактів. Робоча ж тиск об'ємного насоса визначається опором системи. При максимальному робочому тиску продуктивність об'ємного насоса зазвичай трохи менше, ніж при нульовому тиску.

опір системи

В реальних умовах насос завжди виконує деяку корисну роботу по переміщенню рідини в трубопровідній системі. Система може бути найпростішої і складатися з труби, опущеної в колодязь (усмоктувальна лінія насоса), і шланга, що веде від насоса в бочку (напірна лінія). В інших випадках система може бути складною і складатися з десятків різних трубопровідних контурів і резервуарів.

Система може бути двох типів: відкрита (повідомляється з атмосферою) і закрита (ізольована від атмосфери).

У відкритій системі насосу доводиться долати статичне і динамічне опір, а в закритій є тільки динамічний опір.

Існує два види опору в системі:

  • Статична (тиск стовпа рідини, яку треба подолати). Статичний опір системи залежить тільки від висоти підйому рідини насосом і її щільності.
  • Динамічне (втрати тиску на тертя при переміщенні рідини). Динамічний опір залежить від багатьох факторів:

- Діаметр труб. Він повинен відповідати діаметру труб насоса. Особливо важливо, щоб напірний патрубок насоса не підключався до труби малого діаметру - це створить високий опір системи і призведе до зростання тиску в ній при зниженні продуктивності (див. Нижче Дроселювання). Засмічення трубопроводу так само призводить до зменшення корисного прохідного перетину труби.

- Наявність вигинів і колін трубопроводу. Всі вигини створюють додатковий опір. Завжди рекомендують проектувати трубопровід з мінімальним числом вигинів.

- Наявність звужень і розширень трубопроводу (наприклад, засувок і вентилі). Такі елементи деформують потік рідини і призводять до додаткових втрат через утворення додаткової турбулентності течії потоку.

- Матеріал трубопроводу. Чим більше шорсткий матеріал труби, тим сильніше буде опір. Наприклад, в сталевому трубопроводі втрати будуть трохи вищими, ніж в поліпропіленовому.

- Довжина трубопроводу. Чим довше трубопровід, тим сильніше будуть втрати на тертя. Залежність втрат тиску від довжини трубопроводу визначається за складною формулою, яка включає в себе не тільки довжину, але також діаметр і матеріал труб, швидкість течії і в'язкість рідини.

- В'язкість рідини. Чим більш в'язка рідина, тим вище втрати на опір при її переміщенні.

- Швидкість течії рідини. Чим швидше тече рідина, тим вище втрати на опір.

Зображення 2 Зображення 2. Реальна продуктивність і тиск насоса будуть залежати як від параметрів самого насоса, так і від характеристики опору трубопровідної системи

На зображенні 2 показано, що реальна продуктивність насоса (відцентрового або об'ємного) залежить не тільки від його власних характеристик, але і від характеристик трубопровідної системи.

Зверніть увагу, що навіть про нульовий продуктивності крива опору системи не дорівнює 0. Це обумовлено наявністю в ній статичного опору. Загальний опір системи завжди дорівнює сумі статичного і динамічного опору.

Якщо система коротка і діаметр труб в ній достатній, то розрахунком динамічного опору можна знехтувати. Якщо ж система довга, то нехтувати цим розрахунком не варто.

Розберемо приклад.

Візьмемо відцентровий насос з максимальним напором 15 м.в.ст., максимальної допустимої продуктивністю 3,6 м³ / год і робочої точкою 2,7 м³ / год при напорі 10 метрів. Насос має приєднання G 1 "(один дюйм). Для розрахунку опору лінії нам потрібен точний внутрішній діаметр труби в мм. Згідно ОСТ 266 різьблення BSP 1 "(різьблення G1") має внутрішній діаметр 30,29 мм.

Нам потрібно за допомогою цього насоса підняти воду на висоту 10 метрів по вертикалі, при цьому загальна довжина труби складе 100 метрів. Яка буде продуктивність насоса?

Зображення 3 Зображення 3. Насос подає воду на висоту 10 метрів при загальній довжині труби 100 метрів

Якщо зробити розрахунки, то з'ясується, що при витраті 45 л / хв (2,7 м³ / год) опір лінії складе 4,28 м.в.ст., а значить насос не зможе працювати в цій точці. Візьмемо кілька точок по продуктивності і побудуємо криву опору нашої лінії.

Зображення 4 Зображення 4. У нашому прикладі насос буде працювати з продуктивністю 1,9 м3 / год при тиску в лінії 12,4 м.в.ст. (1,24 кгс / см²).
Якщо зробити розрахунок опору нашої лінії при декількох значеннях продуктивності і з'єднати ці значення кривою лінією, то відразу стає очевидною реальна робоча точка, в якій насос буде працювати в нашому прикладі. Це точка перетину двох кривих. Вона складе 1,9 м3 / год при тиску в лінії 12,4 м.в.ст.

Як уникнути таких втрат продуктивності? Найпростіше - вкоротити напірну лінію або збільшити діаметр труби. Наприклад, якщо взяти в якості напірної труби не G1 ", а наступну за розміром G1¼" (внутрішній діаметр 38,95 мм), то втрати тиску зменшаться в 3 рази, а продуктивність насоса складе приблизно 2,4 м3 / год.

Пастки при визначенні тиску (напору) насоса

  • Пастка №1. Не забувайте про щільність рідини.
    На практиці зазвичай говорять, що напір в 50 метрів дорівнює 5 барам (атмосферам) і іноді забувають, що мова не про абстрактні 50 метрах, а 50 метрах ВОДЯНОГО СТОВПА. Так, якщо насос перекачує воду, то все вірно. Але якщо насос буде перекачувати насичений розчин цукру з щільністю в 1,3 рази більше, ніж у води, то при натиску в 50 метрів такої щільної рідини, тиск складе вже не 5, а 6,5 кгс / см², тобто в 1, 3 рази більше (паралельно зі збільшенням щільності). Відповідно для перекачування рідин з підвищеною щільністю спеціально підбирають насоси з посиленим корпусом і збільшеною потужністю двигуна.

Зображення 5 Зображення 5. Залежність тиску в напірної лінії від щільності рідини.

На зображенні 5 показана залежність тиску в напірної лінії від щільності рідини. На лівому малюнку насос перекачує чисту воду з щільністю 1 кг / дм³. Перепад висоти між манометром і точкою підйому рідини насосом становить 50 метрів. При цьому манометр показує тиск 5 кгс / см².

На середньому малюнку насос перекачує розчинник з щільністю 0,7 кг / дм³ (нижче щільності води). При тому ж самому перепаді висоти 50 метрів манометр буде показувати лише 3,5 кгс / см².

Нарешті, на правому малюнку насос перекачує насичений розчин цукру з щільністю 1,3 кг / дм³ (більша за густину води). При перепаді висоти 50 метрів манометр покаже тиск 6,5 кгс / см².

  • Пастка №2. Не думайте, ніби змінена щільність рідини змінить криву характеристик насоса

Візьмемо розчин цукру щільністю 1,3 кг / дм³ (тобто в 1,3 рази більше ніж у води). Який насос потрібен, якщо розчин цукру потрібно підняти на висоту 50 метрів?

Є думка, що для перекачування розчину цукру нам потрібен насос, спочатку розрахований на натиск 65 метрів (при роботі з водою), який буде видавати лише 50 метрів напору при роботі з розчином цукру. Але це помилка!

Крива роботи відцентрового насоса не залежить від щільності рідини! Якщо насос може підняти стовп води на висоту 50 метрів, то на таку ж висоту він зможе підняти і розчин цукру з тієї ж самої продуктивністю. Але якою ціною !? Адже тиск в напірній лінії виросте пропорційно збільшенню щільності. А значить виросте і споживана насосом потужність. Все що потрібно - встановити більш потужний двигун на той же самий насос.

Однак слід пам'ятати, що якщо спочатку насос конструктивно був розрахований на перекачування води, то при роботі з більш щільною рідиною виросте навантаження на всі його внутрішні вузли. І він може швидко вийти з ладу. Тому при виборі відцентрового насоса слід звертати на зазначену виробником максимально допустиму щільність рідини. Також звертайте увагу на максимально допустимий тиск в корпусі насоса.

Зображення 6 Зображення 6. Щільність рідини не впливає на продуктивність і напір насоса, але впливає на тиск і споживану потужність.

На зображенні 6 показана ситуація, коли один і той же насос перекачує воду (зліва) або розчин цукру (праворуч). Висота підйому рідини і продуктивність насосів будуть однаковими в обох випадках. Однак тиск в напірній лінії буде відрізнятися, а разом з ним буде відрізнятися і споживана насосом потужність. Найімовірніше, на насос зліва слід поставити двигун номінальною потужністю 5,5 кВт (двигун завжди береться з деяким запасом від реальної споживаної потужності), а на насос справа слід поставити двигун потужністю 7,5 кВт.

  • Пастка №3. Тиск, що створюється насосом, не завжди дорівнює тиску в напірної лінії і не завжди пов'язано з висотою підйому рідини насосом.

Справа в тому, що рідина може потрапляти в насос вже з деяким тиском (позитивним або негативним).

Зображення 7. При роботі в замкнутому контурі корисний напір насоса дорівнює 0.

На зображенні 7 показана схема, при якій насос перекачує воду в замкнутому (але не ізольованому від атмосфери) контурі. Висота підйому рідини після насоса дорівнює 4 метри, а й на вхід в насос вода потрапляє з тим же самим підприєм 4 метри. Оскільки статичний тиск на вході і виході з насоса рівні, то корисний напір, створюваний насосом, буде дорівнює 0 (або трохи більше 0 з урахуванням втрат на опір). Інакше кажучи, насос буде працювати при нульовому перепаді тисків. Все, що потрібно насосу в цій ситуації - це подолати опір трубопроводу. При цьому тиск в корпусі насоса дорівнюватиме 0,4 кгс / см2 (тобто дорівнюватиме статичному тиску стовпа води заввишки 4 метри).

Зображення 8 Зображення 8. Корисний напір насоса на цьому малюнку становить 20 метрів водяного стовпа (30 на виході мінус 10 на вході).
На зображенні 8 вода надходить в насос з позитивним підприєм в 10 м.в.ст (манометр на вході в насос показує 1 кгс / см²). Насос ж піднімає водяний стовп на висоту 30 м.в.ст. (Манометр на виході з насоса показує 3 кгс / см²). Корисний напір насоса становить 20 м.в.ст. (30 на виході - 10 на вході). Іншими словами перепад тисків в насосі складе 2 кгс / см².

З точки зору самого насоса ситуація з 10 метрами підпору на вході і 30 метрами напору на виході ідентична тій, коли, наприклад, на вході нульовий тиск, а натиск на виході дорівнює 20 метрам. Тобто 30 - 10 = 20 - 0.

Тільки слід пам'ятати, що корпус насоса повинен бути розрахований саме на тиск в напірній лінії, а не на розмір перепаду між входом і виходом. У нашому прикладі насос створює перепад тисків 2 кгс / см2, однак тиск в корпусі насоса при цьому складе 3 кгс / см². Саме на 3 кгс / см² він і повинен бути розрахований (і бажано із запасом).

Зображення 9 Зображення 9. Корисний напір насоса на цьому малюнку становить 34 метри в.ст. (30 на виході + 4 висота самовсоса).

На зображенні 9 насос працює в режимі самовсоса, інакше кажучи - з негативним підприєм на всмоктуванні. Висота самовсоса становить 4 метри, а це значить, що в напірної лінії тиск буде нижче атмосферного на 0,4 кгс / см2. Манометр на вході в насос буде марний, тому що він показує тиск тільки вище атмосферного. Щоб побачити негативний тиск на вході в насос потрібно поставити вакууметр. В даному випадку він покаже значення абсолютного тиску 0,6 кгс / см2 (тобто на 0,6 кг / см2 вище абсолютного вакууму, але на 0,4 кг / см² нижче атмосферного тиску).

Підйом води насосом ставити 30 м.в.ст. Висота самовсоса - 4 метри. Корисний напір, створюваний насосом, буде дорівнює 30 + 4 = 34 м.в.ст. або 3,4 кгс / см².

  • Пастка №4. Робочий тиск насоса не залежить від його максимального тиску.

Часто вважають, що занадто потужний насос не варто ставити в маленьку систему. Ніби він створить такий тиск, який розірве труби. Однак це твердження може бути справедливим, тільки якщо пропускна здатність трубопровідної системи низька (наприклад, якщо діаметр труби менше діаметра патрубків насоса). Якщо ж пропускна здатність системи достатня, то насос не створить в ній надлишкового тиску.

Розберемо приклад.

Потрібно перекачати воду з продуктивністю 5 м³ / год з підйомом на висоту 32 метри. Однак в наявності є відцентровий насос, який забезпечує продуктивність 5 м³ / год при напорі 57 метрів (наприклад, Pedrollo 2CPm 25 / 16A ). Тобто наш насос набагато могутніше, ніж треба. Чи означає це, що насос створить величезний тиск в системі, набагато більше, ніж потрібно? Відповідь проста - немає. Давайте поглянемо на криву характеристик відцентрового насоса.

Зображення 10 Зображення 10. Робоча точка відцентрового насоса залежить від опору в лінії

На зображенні 10 видно, що насос може працювати як при напорі 32 метра (робоча точка №2 на малюнку), так і при напорі 58 метрів (робоча точка №1 на малюнку). Однак в якій саме точці насос буде працювати вибирає не він сам, а опір системи. Якщо потрібно підняти воду всього лише на висоту 32 метри, то насос змушений буде працювати в робочій точці №2. В цьому випадку його продуктивність правда буде значно вище, ніж потрібно - 9,6 м³ / год замість необхідних 5 м³ / год.

Ще простіше ситуація з об'ємним насосом, наприклад, з шестерінчастим. Якщо він розрахований на максимальний тиск 10 бар і продуктивність 5 м³ / год, то при опорі 10 бар він покаже продуктивність 5 м3 / год. Якщо ж опір в лінії буде невеликим (5 бар), то насос забезпечить ту ж саму продуктивність 5 м³ / год при тиску 5 бар. Зміниться лише споживана потужність (знизиться в 2 рази).

Таким чином якщо опір в лінії нижче, ніж максимальний тиск насоса, реальний тиск в лінії виявиться одно цього опору (а не максимальному тиску насоса).

Якщо опір в лінії вище, ніж те, що може подолати насос, для насоса це буде рівносильно роботі на закриту засувку. При цьому динамічні насоси працюватимуть «вхолосту» і з ними може нічого не відбутися, крім ризику перегріву (адже вони перестануть охолоджуватися потоком рідини). Мембранні пневматичні насоси в цій ситуації зупиняться і з ними не буде нічого поганого. Більшості ж об'ємних насосів робота на закриту засувку строго протипоказана. Адже вони не обмежені верхньою межею створюваного тиску і намагатимуться підвищити його, поки їх двигун не перегріється або корпус насоса не пошкодиться від надлишкового тиску.

Тиск різних видів насосів

Тиск залежить від виду насоса. Насоси бувають динамічні (Відцентрові, вихрові) або об'ємні , (Шестеренні, гвинтові, плунжерні, перистальтичні, мембранні).

Відцентрові одноступінчаті насоси не здатні забезпечувати тиск більше 10-11 кгс / см² (тобто не можуть розвинути натиск води більш 100-110 метрів) навіть при дуже великої потужності електродвигуна.

Вихрові насоси забезпечують тиск до 16 кгс / см² (напір води 160 метрів) навіть при невеликій потужності завдяки особливій формі робочого колеса. Кожна частинка води стикається з таким колесом кілька разів і набуває велику енергію. Зворотний бік такої «вигоди» - значне погіршення такої характеристики вихрового насоса, як його подача.

Іншим можливим рішенням поліпшити натиск насоса - застосування декількох послідовних коліс в корпусі одного насоса. Такі агрегати називають багатоступінчатими насосами . Їх ККД в порівнянні з вихровими досить високий. Максимальний тиск цих насосів досягає 30 кгс / см2 (300 метрів водяного стовпа).

Високий тиск можуть забезпечити об'ємні насоси різних типів. До них відносяться шестеренні, гвинтові, плунжерні, перистальтичні, мембранні).

Шестеренні насоси в нашому каталозі забезпечують тиск до 14,5 кгс / см².

більшість мембранних пневматичних насосів забезпечують максимальний тиск до 7-8 кгс / см².

Плунжерні дозуючі насоси з нашого каталогу розвивають тиск до 20-25 бар.

Способи регулювати тиск насосів

Змінити тиск (і продуктивність) насоса можна декількома методами. Частина з них стосується зміни параметрів самого насоса, а частина стосується зміни параметрів трубопровідної лінії.

  • Тиск насоса можна регулювати за допомогою зміни швидкості обертання валу насоса.

Для відцентрового насоса зниження частоти обертання валу призводить до пропорційного зменшення максимальної продуктивності і зменшення максимального тиску в другому ступені. Наприклад, зменшення частоти обертання в 1,5 рази призводить до зменшення продуктивності в 1,5 рази і зменшення тиску в 2,25 рази (1,5²).

Зображення 11 Зображення 11. Зменшення швидкості обертання валу відцентрового насоса призведе до одночасного зменшення тиску і продуктивності в системі.

На зображенні 11 відцентровий насос спочатку працює на звичайній швидкості 2900 об / хв. З урахуванням опору системи він працює в робочій точці №1. Його продуктивність складає 3,1 м³ / год при напорі 4,5 м.в.ст.

Потім частота обертання валу була зменшена в 1,5 рази до 1933 об / хв. Це призвело до зміни кривої характеристик насоса. Максимальна продуктивність знизилася в 1,5 рази (з 3,6 до 2,4 м³ / год), а максимальний напір знизився в 2,25 рази (з 20 до 8 м.в.ст.). Оскільки продуктивність насоса знизилася, то знизилося і опір трубопровідної системи. Тиск в системі впаде разом з продуктивністю. Тепер нова крива характеристик насоса (1933 об / хв) буде перетинатися з кривою трубопровідної системи в новій точці №2. Тепер продуктивність складе 1,9 м³ / год при напорі 3 м.в.ст.

Для об'ємних насосів зменшення частоти обертання валу насоса призводить до пропорційного зниження продуктивності і споживаної потужності. За рахунок звільненого запасу по потужності такий насос зможе працювати в системі зі збільшеним тиском (в порівнянні з роботою при номінальній швидкості вала).

Якщо ж об'ємний насос залишається в тій же системі, де і працював до зниження швидкості, то при зниженні продуктивності відбудеться і деяке зменшення тиску через зниження опору системи.

Як змінити швидкість обертання валу насоса?

Міняти швидкість обертання валу насоса, наприклад, можна за допомогою понижувальної / підвищувальної редукторною (або пасової) передачі між двигуном і насосом.

Частоту обертання вала двигуна (і відповідно насоса) також можна регулювати за допомогою частотного перетворювача. Цей спосіб регулювання тиску є найбільш гнучким і економічним. Він дозволяє насосу підлаштовуватися під зміну параметрів системи і працювати без істотного зниження ККД, незважаючи на зменшення продуктивності. Як правило, сильне падіння ККД відбувається лише при дуже різкому (менше 30% від номіналу) зменшенні частоти обертання.

  • Дроселювання - метод зміни параметрів трубопровідної системи шляхом зменшення перетину напірної або всмоктуючої лінії за допомогою засувки, затвора або крана.

Зменшення перетину напірної лінії зменшує її пропускну здатність (а з нею і продуктивність), зате дозволяє підвищити тиск на ділянці між насосом і засувкою. Такий спосіб регулювання параметрів насосів зменшує ККД насоса через додаткового опору в системі, яке насос намагається подолати.

Зменшення перетину усмоктувальної лінії так само зменшує продуктивність насоса, з одночасним зниженням тиску (тиск на виході з насоса знижується за рахунок створення додаткового розрідження у всмоктувальній лінії між засувкою і насосом). ККД насоса так само знижується, але трохи менше, ніж при дроселюванні напірної лінії. Натомість зростає ризик виникнення кавітації, а з ним і ризик швидко погубити насос.

  • Збільшення діаметра трубопроводу. Ця операція протилежна Дроселювання.

Якщо збільшити діаметр напірного трубопроводу, то опір лінії зменшиться. Тиск в лінії знизиться. Продуктивність (у випадку з відцентровим насосом), навпаки, зросте. Має сенс тільки при великої протяжності напірного трубопроводу, щоб ефект був помітний.

  • Байпасірованіе - (by pass - в обхід) - ще метод регулювання подачі і тиску насоса шляхом маніпуляцій з трубопровідної лінією.

Полягає в установці регульованого або нерегульованого перепуску (байпаса) з напірної лінії на всмоктування. Тобто частина рідини з напірної лінії за допомогою байпаса буде повернута назад у всмоктувальну лінію. По відношенню до насоса - це аналогічно зниження опору, тобто відбувається зниження напору. По відношенню до споживчої мережі - це аналогічно зниження подачі. В результаті робоча точка (QH) зміститься круто вниз, тобто можна в споживчої мережі отримати одночасно менший натиск і меншу подачу (енергія рідини йде на скидання). Байпасірованіе зменшує ККД насосного агрегату, тому цей метод зазвичай використовують для захисту насоса і лінії від надлишкового тиску, але не для роботи насоса в звичайному режимі.

  • комбінація методів

Будь-який метод регулювання тиску насоса впливає і на інший його параметр - продуктивність. А що якщо нам потрібно змінити тиск в системі, але при цьому зберегти продуктивність на тому ж рівні?

Тут допоможе тільки комбінація методів. Можна, наприклад, зменшивши частоту обертання валу насоса, одночасно збільшити діаметр труб в напірному трубопроводі. Однак можливість застосування тих чи інших методів залежить від конкретної трубопровідної системи і універсального рішення дано бути не може.

Найчастіше ж для вирішення таких завдань використовують автоматичні насосні станції, що складаються з декількох насосів, частотних перетворювачів і керуючої автоматики. Такі станції можуть самостійно підтримувати потрібні параметри в системі при необхідності включаючи або відключаючи деякі насоси, а також змінюючи їм частоту обертання двигуна

Як підібрати насос з потрібним тиском?

Ми підготували невелику статтю, в якій описали як підібрати необхідний насос по тиску (напору) і витраті (продуктивності). Перейдіть сюди для підбору насоса онлайн .

У чому вимірюють тиск?
Як співвідносяться бари, атмосфери і метри водяного стовпа?
Як опір лінії впливає на тиск насоса?
Як тиск залежить від щільності рідини?
Чому тиск в напірній лінії не завжди однаково корисного тиску насоса?
Чому насос не завжди працює на своєму максимальному тиску?
Яке максимальний тиск буває у різних типів насосів?
Як відрегулювати тиск насоса?
Де підібрати насос з потрібним тиском онлайн?
У чому вимірюють тиск насосів?