Меню

Мощность насоса через обороты

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;

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.
Читайте также:  Как увеличить мощность усилителя компьютерных колонок

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?

Читайте также:  Модуль повышения мощности постоянного тока

Источник



Зависимость подачи, напора и мощности от числа оборотов насоса

Одним из приемов расширения области применения центробежных насосов является изменение их числа оборотов.

Скорость вращения ротора центробежного насоса существенно влияет на его основные показатели: подачу Q, напор Н и мощность на валу насоса N.

При изменении скорости вращения ротора центробежного насоса с n1 до n2 оборотов в минуту подача, напор и мощность на валу изменяются в соответствии с уравнениями:

Эти соотношения называются законом пропорциональности.

Из приведенных уравнений закона пропорциональности следует:

По этим формулам производится пересчет характеристик насоса на новое число оборотов.

Для построения новой характеристики насоса при частоте вращения n2 следует на заданной характеристике насоса Н=f (Q) при частоте вращения n1 взять несколько произвольных точек при различных подачах Q и соответствующих им значений Н. Далее, используя законы пропорциональности, следует вычислить значения расхода Q2 и напора Н2. По новым значениям Q2 и Н2 построить новые точки и через них провести новую характеристику насоса Н=f (Q) при новом числе оборотов n2.

При построении кривой кпд (η-Q) пользуются тем, что кпд насоса при изменении числа оборотов в довольно широких пределах остается практически постоянным. Уменьшение числа оборотов до 50% практически не вызывает изменений кпд насоса.

Определение частоты вращения вала насоса, обеспечивающей подачу заранее обусловленного расхода воды.

Частоту вращения n2, соответствующую нужному расходу Q2 следует находить, используя законы пропорциональности, приведенные выше.

При этом следует знать, что если взять на заданной характеристике насоса Н при частоте вращения n1, то она будет характеризоваться определенными значениями расхода Q1 и напора Н1. Далее, при уменьшении частоты вращения до n2, используя законы пропорциональности, можно получить новые значения координат этой точки. Ее положение будет характеризоваться значениями Q2 и Н2. Если еще уменьшить частоту вращения до n3, то после перерасчета получим новые значения Q3 и Н3, характеризующие точку и т.д.

Если соединить все точки плавной кривой, то получим параболу, выходящую из начала координат. Следовательно, при изменении частоты вращения вала насоса значение напора и подачи насоса будут характеризоваться положением точек, лежащих на параболе, выходящей из начала координат и называемой параболой подобных режимов.

Для определения Q1 и Н1, входящих в соотношения

и , необходимо построить параболу подобных режимов по уравнению:

Так как парабола должна пройти через точку с координатами Q2 и Н2, постоянный коэффициент параболы k может быть найден по формуле:

Н2 берется с характеристики трубопровода при заданном расходе Q2 или вычисляется по формуле:

где Нг – геометрическая высота подъема; S – коэффициент сопротивления трубопровода.

Для построения параболы нужно задаться несколькими произвольными значениями Q. Точка пересечения параболы с характеристикой насоса Н при числе оборотов n1 определяет значения Q1 и H1, и частота вращения определяется, как

Потребная скорость вращения ротора насоса может быть определена аналитически:

для водопроводных центробежных насосов по формуле:

где n1 и nпотр – соответственно нормальное и потребное число оборотов в минуту;

Нг – геометрическая высота подъема;

Q потр – потребная подача;

n и m – соответственно число ниток водовода и число насосов;

а и b – параметры насоса;

S – сопротивление одной нитки водовода;

для фекальных центробежных насосов по формуле:

Источник

Мощность насоса

Мощность является одной из основных характеристик насоса. В настоящее время под термином «водяной насос» понимается специальное устройство, служащее для перемещения перекачиваемой среды (твердых, жидких и газообразных веществ).

Читайте также:  Мостовой режим усилителя мощности

В отличие от водоподъемных механизмов, которые тоже предназначены для перемещения воды, насосный агрегат увеличивает давление или кинетическую энергию перекачиваемой жидкости.

Напор и мощность насоса

Мощность — работа, которую совершает агрегат в единицу времени.

Полезная мощность насоса – мощность, сообщаемая устройством подаваемой жидкой среде. Но прежде чем перейти к понятию мощности необходимо рассмотреть ещё два параметра: подача и напор.

Подача насоса представляет собой количество жидкости, подаваемой в единицу времени и обозначается символом Q.

Напором насоса называется приращение механической энергии, получаемой каждым килограммом жидкости проходящей через насосный агрегат, т.е. разность удельных энергий жидкости при выходе из насоса и входе в него. Другими словами напор устройства показывает, на какую высоту в метрах насос поднимет столб воды.

И, наконец, третьим, интересующим нас параметром является мощность насоса N. Мощность обычно измеряется в киловаттах (кВт).

Полезная мощность насоса Nп – это полное приращение энергии, получаемое всем потоком в единицу времени. Чтобы рассчитать мощность насоса используется формула:

где y – удельный вес жидкости;
Q – подача насоса;
Н – напор насоса.

Потребляемая мощность насоса N – мощность потребляемая устройством – мощность подводимая на вал устройства от двигателя.

В зависимости от источника информации она ещё может называться:

Мощность на валу насоса Nв – это мощность которую затрачивает центробежный агрегат на то, чтобы покрыть потери энергии

Формула мощности на валу насоса:

Nв =Nп / η = yQH / η

где η — коэффициент полезного действия (КПД насоса)

КПД и потери мощности насоса

Вследствие потерь внутри машины только часть механической энергии, полученной им от двигателя, преобразуется в энергию потока жидкости. Степень использования энергии двигателя измеряется значением полного КПД насоса центробежного типа.

КПД насоса – коэффициент полезного действия – является одним из его основных качественных показателей и характеризует собой величину потерь энергии.

Формула кпд насоса выглядит так:

η о — объемный КПД насоса – характеризует объемные потери

η г — гидравлический КПД – характеризует гидравлические потери

η м — механический КПД – характеризует механические потери

Расчет КПД насоса показывает возможные потери:

Потери в насосе = 1 – КПД

Анализируя причины возникновения потерь в насосе, можно найти пути к повышению его КПД.

Все виды потерь делятся на три категории: гидравлические, объемные и механические.

Гидравлические потери – часть энергии, получаемой потоком от колеса насоса, затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений при движении потока внутри насосного агрегата, ведут к снижению высоты напора.

Объемные потери – паразитные протечки (утечки) внутри насосной части — в уплотнениях лопастного колеса и в системе уравновешивания осевого давления ведут к уменьшению подачи.

Механические потери – часть энергии, получаемой насосом от двигателя, расходуется на преодоление механического трения внутри агрегата. В машине имеют место: трение колеса и других деталей ротора о жидкость, трение в сальниках и трение в подшипниках. Механические потери ведут к падению мощности всего устройства.

Таким образом, полный КПД центробежного насоса определяется гидродинамическим совершенствованием проточной части, качеством системы внутренних уплотнений и величиной потерь на механическое трение.

Прочитайте полную статью по ссылке ниже

Источник