Stanovení tlaku na čerpadle. Obecná informace. Provádění výpočtu. Jednotky

Definice pojmu tlak

Charakteristika čerpadla formulář.
Různé sklony se stejným pláštěm a oběžným kolem čerpadla (např. v závislosti na otáčkách motoru)

Různé změny průtoku a tlaku

Hlava čerpadla (H)
- specifická mechanická práce přenášená čerpadlem čerpané kapaliny.

H=E/G

E
= mechanická energie
G
= hmotnost čerpané kapaliny

Tlak vytvářený čerpadlem a průtok čerpané kapaliny (přívod) na sobě závisí. Tento vztah je zobrazen graficky jako křivka čerpadla. Vertikální osa (osa y) odráží hlavu čerpadla (H) vyjádřenou v metrech. Jiné tlakové stupnice jsou také možné. V tomto případě platí následující vztahy:
10 m v.š. = 1 bar = 100 000 Pa = 100 kPa
Na vodorovné ose (úsečka) je znázorněna stupnice výkonu čerpadla (Q), vyjádřená v metrech krychlových za hodinu [m3/h]. Jsou možné i jiné stupnice dodávky, např. [l/s].

Charakteristický tvar vykazuje následující typy závislostí: energie elektrického pohonu (s přihlédnutím k celkové účinnosti) se v čerpadle přeměňuje na takové formy hydraulické energie, jako je tlak a rychlost. Pokud čerpadlo běží se zavřeným ventilem, generuje maximální tlak. V tomto případě se mluví o hlavě čerpadla Ho při nulovém průtoku. Když se ventil začne pomalu otevírat, čerpané médium se začne pohybovat. Kvůli této části energie pohonu se přeměňuje na kinetickou energii kapaliny. Udržení počátečního tlaku je nemožné.
Charakteristika čerpadla má podobu klesající křivky. Teoreticky se charakteristika čerpadla protíná s dopravní osou. Pak má voda pouze kinetickou energii, to znamená, že se již nevytváří tlak. Protože však v potrubním systému vždy existuje vnitřní odpor, ve skutečnosti je výkon čerpadel přerušen před dosažením výtlačné osy.

Výkon a účinnost ponorného čerpadla

Jmenovitá účinnost motoru odstředivého čerpadla pro zásobování vodou je poměr užitečného výkonu ke spotřebě. Označení - η. Rozdělovací vzorec: η = (Р2/Р1) * 100. Účinnost elektromotoru nebude za žádných okolností nikdy vyšší než jedna (100 %), protože neexistuje žádný „perpetum mobile“ a jakékoli pohony mají ztráty.

Účinnost - tak se nazývá poměr hydrauliky k výkonu, který je přiváděn na hřídel spádového zařízení a jejich rozdíl hlásí ztráty v agregátu. Vzorec: η \u003d (P4 / P3) * 100.

Ztráta výkonu v odstředivém čerpacím zařízení je také způsobena řadou součástí, jmenovitě:

• hydraulické;
• mechanické;
• Ztráta objemu Pvset.

Ponorná čerpadla pro letní chaty lze zakoupit v každém specializovaném obchodě

Celková účinnost je součtem účinnosti všech ztrát. Účinnost zařízení charakterizuje stupeň konstrukční dokonalosti z hlediska mechaniky a hydrauliky.

Může instalace ovlivnit velikost tlaku

Vzhledem k jednoduchosti, až primitivní konstrukci čerpadel a dostupnosti podrobných pokynů k instalaci se mnoho moderních mužů chopí práce sami, tedy bez pomoci profesionálů. Takové chování je nejčastěji spojeno s touhou ušetřit peníze: ne každý je připraven platit nejen za čerpadlo nebo čerpací stanici, ale také za služby mistra. Vzhledem k tomu, že tlak čerpadla je hlavní charakteristikou jeho činnosti, nikdo není připraven prohrát. Proto vyvstává otázka sama o sobě: kolik instalace provedené nezávisle může ovlivnit velikost tlaku.

Zdálo by se, že jednu trubku napojíme na sací trubku, druhou na to, co je zodpovědné za tlak, napájecí výkon - a je hotovo. V praxi může sebemenší chyba nejen nepříznivě ovlivnit tlak vody, ale také výrazně zkrátit dobu trvání práce.

Typy napájení zařízení pro studnu

Při výrobě zařízení v továrně se používají označení druhů energie:

1. P1 (kW). Vstupní elektrický výkon je ten, který elektromotor odebírá ze sítě.
2. P2 (kW). Na hřídeli motoru - ten, který dává hřídeli. Příkon čerpadla P1 se rovná výkonu P2 na hřídeli motoru dělenému účinností motoru.
3. P3 (kW). Vstupní hodnota hydraulického čerpadla je rovna P2, když spojka, která spojuje hřídel zařízení a hřídel motoru, nespotřebovává elektřinu.
4. P4 (kW). Užitečný výkon ponorného hydraulického čerpacího zařízení je ten, který vychází během provozu ve formě průtoku vody a tlaku.

Bez příslušných zkušeností se nedoporučuje samostatně instalovat čerpadlo

Indikátor můžete vypočítat online, existuje speciální kalkulačka.

Ekvivalentní otvor

Pokud je hotovo
sekce otvoru F_Epřes který takové
stejné množství vzduchu,
a zároveň potrubím
počáteční hlava h, tedy
taková díra se nazývá ekvivalentní,
ty. průchod daným ekvivalentem
otvor nahrazuje všechny odpory
v potrubí.

Pojďme najít hodnotu
díry:

,
(4)

kde c je rychlost
výtok plynu.

Spotřeba plynu:

(5)

Od (2)
(6)

Přibližně proto
že nebereme v úvahu zužující faktor
trysky.

—
je podmíněný odpor
pohodlné vstupovat do výpočtů při zjednodušení
skutečně složité systémy. Ztráty
se zjišťuje tlak v potrubí
jako součet ztrát na jednotlivých místech
potrubí a jsou vypočteny pro
na základě experimentálních dat,
uvedené v příručkách.

Ztráty v potrubí
vyskytují se v zatáčkách, zatáčkách,
roztahování a smršťování potrubí.
Ztráty také ve stejném potrubí
vypočteno podle referenčních údajů:

(7)

1. Sání
   odbočka potrubí
2. Kryt ventilátoru
3. Vybít
   odbočka potrubí
4. ekvivalent
   díra nahrazující skutečnou
   potrubí svým odporem.

1. ;
2. ;
3. ;
4. ;
5. ;

—
rychlost v sacím potrubí;

—
rychlost výfuku přes ekvivalent
otvor;

—
množství tlaku, pod kterým
pohyb plynu v sacím potrubí;

statické a
dynamický tlak ve výstupním potrubí;

—
plný tlak ve výtlačném potrubí.

Prostřednictvím ekvivalentu
otvor
plyn uniká pod tlakem,
vědět,
nalézt.

Příklad

Co dělá
výkon motoru k pohonu
ventilátor, pokud známe předchozí
údaje z 5.

S přihlédnutím ke ztrátám:

kde
—
monometrický koeficient užitečný
akce.

kde
—
teoretická hlava ventilátoru.

Odvozování rovnic
fanoušek.

Vzhledem k tomu:

Nalézt:

Kompetentní výběr jednotky podle parametrů

Výběr čerpadla pro dané podmínky je důležitou fází při návrhu instalace a stanice. Chcete-li vybrat jednotku pro instalaci, musíte mít počáteční hodnoty, které charakterizují potrubní systémy, a požadavky, které se vztahují na projekt.

Tyto údaje, které jsou sestaveny ve formě projektu, by měly zahrnovat:

1. Informace o účelu a povaze provozu zařízení.
2. Charakteristika hydrauliky potrubního systému včetně kapacity spotřebované maximální a minimální stanicí Qmax a spotřebované dopravní výšky Qmin, která odpovídá maximálním a minimálním průtokům Hmax a Hmin.
3. Údaje o zdrojích energie nebo nádržích.
4. Údaje o umístění a podmínkách umístění čerpadla.
5. Údaje o elektromotorech a zdrojích energie.
6. Speciální požadavky. Na základě těchto informací, pomocí katalogů a referenčních knih o čerpacích zařízeních, můžete vybrat zařízení podle jeho charakteristik a rychlostního koeficientu.

Primárně se typ a značka pumpy volí podle souhrnného harmonogramu pracovních oblastí cílového zařízení, které tomu odpovídá. Volba je provedena pro průměrný průtok a údaje o dopravní výšce.Při výběru souřadnice s body Qcp a Hcp je nutné zajistit, aby procházela středem pracovního pole zvoleného zařízení.

Aby čerpadlo sloužilo po dlouhou dobu, měly by být opotřebované díly včas vyměněny

Po aplikaci katalogu je nutné najít provozní charakteristiku vybraného zařízení a sestavit charakteristiku spojení jeho a potrubí (studny). Takovým vyrovnáním se získá pracovní souřadnice, která odpovídá Qcp a Hav. Při znalosti Qmax a Qmin jsou odpovídající hodnoty účinnosti nalezeny z křivky. Pokud tyto údaje nejsou menší než minimální účinnost, která je akceptována, pak takové zařízení vyhovuje počátečním údajům o energetických ukazatelích. Pro sestavení charakteristiky stanice můžete využít i univerzální parametry zařízení.

Podle vzorce se vypočítá maximum elipsoidní sací výšky, které odpovídá Qmax, a následně se porovná s minimální sací výškou, která je nastavena. Pokud se geodézie sání podle vzorce ukáže být větší než zadaná, pak vybrané zařízení vyhovuje počátečním hodnotám z hlediska jeho kavitace. Z referenčního katalogu je nutné vypsat geometrii, mechaniku a hydrauliku vybraného zařízení.

Výběr zařízení podle rychlostního faktoru:

1. Je nutné vypočítat průměrné hodnoty průtoku a tlaku Qcp a Hcp s počtem otáček podle normy funkčního kola a vypočítat specifickou frekvenci otáčení ns pomocí vzorce.
2. Podle konkrétní rychlosti a Qcp a Isp se volí čerpací zařízení. Protože v této situaci je zařízení vybráno pomocí zákona podobnosti pro data optimální účinnosti, není potřeba další kontrola charakteristiky.
3. Při znalosti rychlosti otáčení podle Qcp, n a vypočtené vzorcem pro kavitační koeficient Ccr je nutné zjistit hodnotu podtlakové sací výšky čerpacího zařízení Hv. Dále pomocí vzorce pro Qmax musíte zjistit maximální hodnotu elipsoidní sací výšky a porovnat ji s tou, která je nastavena, abyste snížili náklady na stavební práce. Pokud je maximální hodnota elipsoidní výšky vyšší, než je uvedeno, pak je čerpací zařízení vhodné i pro kavitaci.

Výběr čerpacího zařízení podle rychlostního koeficientu je vhodné provést v situaci, kdy neexistují žádné charakteristiky zařízení, ale existují pouze údaje, které odpovídají optimálnímu režimu provozu. Povinné je také měření tlaku na stanici (příklad spádového zařízení).

Je důležité zvolit správný výkon čerpadla a samotné zařízení, pak bude čerpací jednotka nebo stanice fungovat co nejefektivněji

Pracovní proces lopatkového čerpadla

Moment odporových sil vzhledem k
osa působí proti rotaci pracovníka
kola, takže lopatky jsou profilované,
s přihlédnutím k rychlosti posuvu, frekvenci
rotace, směr pohybu tekutiny.

Překonání okamžiku, oběžné kolo
dělá práci. Hlavní část,
přivedená na kolo se přenáší energie
kapalina a část energie se ztrácí, když
překonání odporu.

Pokud je pevný souřadnicový systém
spojte s tělesem čerpadla a pohyblivým
souřadnicový systém s oběžným kolem,
pak dráha absolutního pohybu
částice se budou sčítat z rotace
(přenosný pohyb) oběžné kolo
a relativní pohyb v mobilu
čepelový systém.

Absolutní rychlost je rovna vektoru
součet přenosové rychlosti Ujsou rychlosti rotace částice s dělníkem
kolo a relativní rychlostWpohyb podél lopatky vzhledem k
pohyblivý souřadnicový systém spojený
s kolovrátkem.

Na Obr. 15,2 čárkovaná čára
ukazuje dráhu částice od vchodu
a před opuštěním čerpadla v relativním
pohyb - AB, trajektorie přenosky
pohyby se shodují s kruhy na
poloměry kol, například na poloměrech
R₁a R₂.
Trajektorie částic v absolutním pohybu
od vstupu čerpadla k výstupu - AC.Pohyb
mobilní systém - relativní, in
mobilní - přenosný.

Paralelogramy rychlostí pro vstup do
oběžné kolo a výstup z něj:

(15.5)

kde i = 1,2.

Součet relativní rychlosti Wa přenosnýUposkytne absolutní rychlostPROTI
_.

Rychlostní paralelogramy na obr. 15.2
ukazují, že moment hybnosti částice
kapaliny na výstupu oběžného kola
více než vstup

PROTI₂Cosα₂R₂
> PROTI₁Cosα₁R₁

Proto při průjezdu
kolo moment hybnostizvyšuje. Momentový vzestup
množství pohybu způsobeného okamžikem
síly, kterými oběžné kolo působí
na kapalinu v něm.

Pro rovnoměrný průtok tekutiny
rozdíl hybnosti
tekutina opouští kanál a vstupuje
do něj za jednotku času se rovná okamžiku
vnější síly, kterými oběžné kolo
působí na kapalinu.

Moment sil, kterými oběžné kolo
působí na kapalinu:

M = Qρ(PROTI₂Cosα₂R₂
— PROTI₁Cosα₁R₁),

kde Q je průtok
kapaliny přes oběžné kolo.

Vynásobte obě strany této rovnice číslem
úhlová rychlost oběžného kola ω.

M ω= Qρ(PROTI₂Cosα₂R₂ω
— PROTI₁Cosα₁R₁ω),

Práce Mωvolala
hydraulická síla nebo práce
vyrábí oběžné kolo v
jednotku času, působící na
kapalinu, kterou obsahuje.

Z Bernoulliho rovnice to víme
specifická energie, přenášeno
se nazývá jednotka hmotnosti kapaliny
tlak. V Bernoulliho rovnici zdroj
energie k pohybu tekutiny
tlakový rozdíl.

Při použití čerpadla se energie resp
tlak přenášejí pracovníci na kapalinu
čerpadlo kolo.

Teoretická hlava oběžného kola
— H_T volala
specifická energie, přenášeno
jednotková hmotnost oběžného kola kapaliny
čerpadlo.

N=Mω= H_T*QpG

Vzhledem k tomu u₁=R₁ω
- přenosná (obvodová) rychlost
oběžné kolo na vstupu au₂
= R₂
ω - pracovní rychlost
kola na výstupu a že projekce vektorů
absolutní rychlosti ve směru
přenosná rychlost (kolmá
na poloměry R1 a R2)
rovnat sePROTI_u2
=PROTI₂Cosα₂
aPROTI_u1
= PROTI₁Cosα₁,
kdePROTI_u2aPROTI_u1
, dostaneme teoretickou hlavu
tak jako

H_T*QpG
= Qρ(PROTI₂Cosα₂R₂ω
— PROTI₁Cosα₁R₁ω),kde

(15.6)

Skutečná hlava čerpadla
méně
teoretický tlak, protože to
jsou brány skutečné hodnoty rychlostí a
tlak.

Lamelová čerpadla jsou jednostupňová
a vícestupňové. V jediné fázi
pumpuje kapalina prochází pracovním
jednou kolo (viz obr. 15.1). tlak
taková čerpadla při dané frekvenci
rotace je omezena. Pro zvýšení tlaku
používat vícestupňová čerpadla
kterých je několik za sebou
připojená oběžná kola pevná
na jedné hřídeli. Hlava čerpadla stoupá
úměrné počtu kol.

Lopatkové čerpadlo může pracovat s
různých režimech, tedy při různých feedech
a rychlosti otáčení.

Zakrytí ventilu nainstalovaného na
tlakové potrubí čerpadla, snížit
krmit. Mění i tlak
vyvinuté čerpadlem. Pro provoz
čerpadlo potřebuje vědět, jak se mění
hlavu, účinnost a spotřebu energie
čerpadlo, když se změní jeho přívod, tzn.
znát vlastnosti čerpadla, pod kterým
odkazuje na závislost tlaku, výkonu
a účinnost čerpadla z jeho napájení při konstantní
rychlost otáčení (obr. 15.3).

Režim provozu čerpadla, ve kterém je
Účinnost je na maximu
se nazývá optimální.

Základní chyby instalace

Pojďme se podívat na nejčastější chyby, kterých se mnozí z nás dopouštějí:

Průměr sacího potrubí. Poměrně často je průměr potrubí v praxi menší než průměr sacího potrubí. Tato konstrukce po připojení zvyšuje odpor na straně sacího potrubí a tím snižuje hloubku sání.Zjednodušeně řečeno: potrubí zmenšeného průměru prostě není schopno propustit velikost kapaliny, kterou čerpadlo snadno nasaje a přečerpá.
Přímé připojení na běžnou hadici. Takový systém není zvláště kritický, pokud se použije čerpadlo s malou kapacitou. V opačném případě se pod vlivem vysokého tlaku vytvořeného čerpadlem hadice smrští, její průřez se výrazně zmenší a voda jí prostě nemůže projít. V lepším případě to povede k zastavení dodávky vody, v horším případě k poruše čerpadla bez možnosti jeho následné opravy.
Velké množství ohybů a závitů v potrubí. Tato možnost instalace nezvyšuje hodnotu odporu, respektive snižuje výkon a dopravní výšku čerpadla

Proto je tak důležité snížit počet ohybů a otáček na minimální hodnotu, pokud chcete zakoupené a nainstalované čerpadlo využívat na 100 %.
Utěsnění. Právě kvůli nedostatečnému utěsnění v sací části potrubí může docházet ke značným ztrátám vody.

Špatné utěsnění nejen snižuje tlak vody, ale provází provoz čerpadla i nadměrnou hlučností.

Hlava ponorného čerpadla

Proto je jedno z nejbezpečnějších a nejspolehlivějších ponorné čerpadlo. Jeho tlak se vypočítá podle vzorce:

H = výška H + ztráta H + výtok H kde:

H výška - výškový rozdíl mezi umístěním čerpadla a nejvyšším bodem vodovodního řádu;

H ztráty - možné hydraulické ztráty, ke kterým dochází při pohybu tekutiny potrubím, jsou primárně spojeny s třením tekutiny o stěny potrubí;

H výtok - tlak na výlevku, který umožňuje použití všech vodovodních armatur (obvykle v rozmezí 15-20 metrů).

Již jsme zjistili, že hlava čerpadla je tlak potřebný k vytlačení kapaliny do dané výšky. Oběhová čerpadla se ocitla v topných systémech, právě s jejich pomocí je zajištěna nepřerušovaná cirkulace zdroje tepla v systému

K volbě oběhového čerpadla je samozřejmě nutné přistupovat vědoměji a náročnější s uvědoměním si, že na tom, pro bytové domy tak důležitém, do značné míry závisí účinnost a nepřetržitý provoz jeho použití. Taková čerpadla jsou spolehlivá, účinná a osvědčila se i v bytových domech.

Samozřejmě by se takové čerpadlo mělo vybírat i podle tlaku. Tlak oběhového čerpadla nemá žádnou souvislost, a proto závisí na výšce budovy. Hlavní je zde hydraulický odpor dráhy. A zde je pro výpočet vyžadován následující vzorec:

H = (R * L + Z součet) / (p * g), kde:

R - ztráty;

L je délka potrubí měřená v metrech;

Součet Z - celkový počet bezpečnostních faktorů pro konstrukční prvky potrubí (pro armatury a armatury je tato hodnota 1,3; pro termostatické ventily - 1,7; a pro směšovače - 1,2);

p je hustota vody, ze školního kurzu fyziky si pamatujeme, že je 1000 kg/m3;

g je zrychlení volného pádu, jehož hodnota je brána jako průměrná hodnota - 9,8 m/s2.

Ukazuje se, že při znalosti všech základních parametrů je docela snadné určit tlak vody, který potřebujete v konkrétní situaci, proto nemusíte zapojovat specialisty.

Proč v metrech

Čerpadlo pro tlak vody a jakékoli jiné kapaliny je velmi oblíbené zařízení, bez kterého je obtížné si představit život v soukromém domě. Mnoho spotřebitelů stále nechápe, proč se tlak měří v metrech.

Tlak odstředivého čerpadla se ale jako každého jiného obvykle měří v metrech. Takový systém samozřejmě vyvolává mnoho otázek. Předně se to stalo historicky, všichni jsou na takové označení dávno zvyklí a nehodlají na tom nic měnit.A samozřejmě je to pohodlné, protože se nemusíte uchýlit k používání jiných jednotek měření, abyste mohli provádět složité matematické výpočty. Hodnota dopravní výšky počítaná v metrech nám dává informaci, že čerpadlo dokáže zvednout kapalinu do dané výšky.

Závěr

"Hydraulika" zapnutá
konkrétní metodický příklad výpočtu
objemový hydraulický pohon je ukázáno, že
pro výběr požadovaných zařízení (čerpadlo,
hydromotory, hydraulická zařízení, filtr,
kondicionéry pracovních kapalin, hydraulická vedení
a jejich prvky, elektromotor) a
efektivní provoz hydraulického pohonu
potřeba počítat

Velmi
je důležité nedělat chyby ve výpočtech
a měrné jednotky, protože na chybu
Můžete vybrat zařízení, které
při provozu hydraulického pohonu
nebude splňovat požadavky
aplikovat na jednotku jako celek.
Výsledky provedené práce umožňují
učinit závěr o dostatečné přesnosti
provádění výpočtů a výběr
hydraulické zařízení