Como calcular a potência da bomba

Como descobrir a vazão da bomba

A fórmula de cálculo fica assim: Q=0,86R/TF-TR

Q - vazão da bomba em m3/h;

R - potência térmica em kW;

TF é a temperatura do refrigerante em graus Celsius na entrada do sistema,

Disposição da bomba de circulação de aquecimento no sistema

Três opções para calcular a potência térmica

Pode ser difícil determinar o índice de potência térmica (R), por isso é melhor focar nos padrões geralmente aceitos.

Opção 1. Nos países europeus, costuma-se levar em consideração os seguintes indicadores:

• 100 W/m². - para casas particulares de pequena área;
• 70 W/m². - para edifícios altos;
• 30-50 W/m². - para instalações industriais e residenciais bem isoladas.

Opção 2. As normas europeias são adequadas para regiões com clima ameno. No entanto, nas regiões do norte, onde há geadas severas, é melhor se concentrar nas normas do SNiP 2.04.07-86 "Redes de calor", que levam em consideração temperaturas externas de até -30 graus Celsius:

• 173-177 W/m². - para edifícios pequenos, cujo número de andares não exceda dois;
• 97-101 W/m². - para casas de 3-4 andares.

Opção 3. Abaixo está uma tabela, segundo a qual você pode determinar independentemente a potência térmica necessária, levando em consideração a finalidade, o grau de desgaste e o isolamento térmico do edifício.

Tabela: como determinar a saída de calor necessária

Fórmula e tabelas para calcular a resistência hidráulica

O atrito viscoso ocorre em tubulações, válvulas e quaisquer outros componentes do sistema de aquecimento, o que leva a perdas de energia específica. Essa propriedade dos sistemas é chamada de resistência hidráulica. Existem atritos ao longo do comprimento (nos tubos) e perdas hidráulicas locais associadas à presença de válvulas, voltas, áreas onde o diâmetro dos tubos muda, etc. O indicador de resistência hidráulica é indicado pela letra latina "H" e é medido em Pa (Pascals).

Fórmula de cálculo: H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000

R1, R2 denotam perdas de pressão (1 - alimentação, 2 - retorno) em Pa/m;

L1, L2 - o comprimento da tubulação (1 - fornecimento, 2 - retorno) em m;

Z1, Z2, ZN - resistência hidráulica dos nós do sistema em Pa.

Para facilitar o cálculo das perdas de pressão (R), você pode usar uma tabela especial que leva em consideração os possíveis diâmetros dos tubos e fornece informações adicionais.

Tabela para determinar a perda de pressão

Dados médios em elementos do sistema

A resistência hidráulica de cada elemento do sistema de aquecimento é indicada na documentação técnica. O ideal é usar as características indicadas pelos fabricantes. Na ausência de passaportes de produtos, você pode se concentrar em dados aproximados:

• caldeiras - 1-5 kPa;
• radiadores - 0,5 kPa;
• válvulas - 5-10 kPa;
• misturadores - 2-4 kPa;
• medidores de calor - 15-20 kPa;
• válvulas de retenção - 5-10 kPa;
• válvulas de controle - 10-20 kPa.

Informações sobre a resistência hidráulica de tubos feitos de vários materiais podem ser calculadas na tabela abaixo.

Tabela de perdas de pressão em tubos

1 Dados iniciais para cálculo do impulsor.

Trabalhando
a roda é o elemento mais importante
bomba centrífuga. Se houver
a necessidade de cálculo analítico
bomba, como no nosso caso, então o cálculo
realizado levando em consideração a geometria anterior
bombas projetadas com alta
indicadores de energia.

Por
cálculo do impulsor é necessário
conheça o feed Q,
cabeça H, velocidade n.
Ao projetar uma bomba de incêndio n
tomar igual a 2900 rpm, o que proporciona
projeto racional da roda,
desenvolver uma pressão suficientemente alta.
Ao mesmo tempo, as restrições à frequência de rotação,
associada ao risco de cavitação,
ausente, porque as bombas de incêndio
tribunais trabalham com remanso.

Por
estimativas do máximo permitido a partir do ponto
velocidade de cavitação de visão
o impulsor da secagem e
bomba de lastro usada
coeficiente de cavitação de velocidade
Com,
proposto por S. S. Rudnev:

Onde:
n
— frequência de rotação do eixo da bomba, rpm;

Q
— vazão da bomba, m3/s;

hcr
— reserva crítica de cavitação em
metros, que podem ser determinados a partir de
Fórmula:

Onde:
R_UMA
— pressão atmosférica, Pa;

R_n
é a pressão de vapor saturado da água,
dependente da temperatura (Tabela 5), ​​Pa;

H_VD
- elevação máxima de sucção
em metros, determinado pelos resultados
cálculo de resistência hidráulica
tubulação de recebimento da drenagem
ou sistema de lastro;

V_Entrada
é a velocidade do fluido na entrada da bomba,
igual à velocidade na tubulação de recebimento,
em;

Com
- coeficiente de cavitação de velocidade,
que se encontra dentro de:

—
para bombas de incêndio 700÷800;

—
para drenagem e lastro 800÷1000.

Por
quantidades conhecidas Q,
c,
hcr
o máximo permitido
velocidade do eixo da bomba f_máximo:

Pressão
vapores saturados Tabela 5

t, O COM	5	10	20	30	40	50	60	70
Rn/g , kPa	0,6	0,9	1,2	2,3	4,2	7,4	12,3	19,9	31,2

Significado
n_máximopode ser
ser usado para calcular o trabalho
impulsor da bomba, se entre o motor e
a bomba usa um intermediário
transmissão (redutor, correia, etc.),
permitindo que você obtenha o que você precisa
relação de transmissão i.

Mas,
na maioria dos casos em navios é usado
acionamento direto da bomba de
motor assíncrono com frequência
1450 ou 2900 rpm.

Daqui,
se n_máximo
> 2900 rpm, então n é selecionado
= 2900 rpm, o que permite
reduzir o tamanho do projeto
bombear. Se n_máximomáx.

Por que você precisa de uma bomba de circulação

Não é nenhum segredo que a maioria dos consumidores de serviços de fornecimento de calor que vivem nos andares superiores de arranha-céus estão familiarizados com o problema das baterias frias. Sua causa é a falta da pressão necessária. Uma vez que, se não houver bomba de circulação, o refrigerante se move lentamente pela tubulação e, como resultado, resfria nos andares inferiores

É por isso que é importante calcular corretamente a bomba de circulação para sistemas de aquecimento

Os proprietários de residências particulares geralmente enfrentam uma situação semelhante - na parte mais remota da estrutura de aquecimento, os radiadores são muito mais frios do que no ponto de partida. Nesse caso, os especialistas consideram a instalação de uma bomba de circulação como a melhor solução, como na foto. O fato é que em casas pequenas, os sistemas de aquecimento com circulação natural de refrigerantes são bastante eficazes, mas mesmo aqui não custa pensar em comprar uma bomba, porque se você configurar corretamente a operação deste dispositivo, os custos de aquecimento serão reduzidos.

O que é uma bomba de circulação? Este é um dispositivo que consiste em um motor com um rotor imerso em um refrigerante. O princípio de sua operação é o seguinte: girando, o rotor faz com que o líquido aquecido a uma certa temperatura se mova pelo sistema de aquecimento a uma determinada velocidade, como resultado da criação da pressão necessária.

As bombas podem operar em diferentes modos. Se você fizer a instalação da bomba de circulação no sistema de aquecimento no trabalho máximo, a casa, que esfriou na ausência dos proprietários, pode ser aquecida muito rapidamente. Então, os consumidores, tendo restaurado as configurações, recebem a quantidade necessária de calor a um custo mínimo. Dispositivos de circulação vêm com um rotor "seco" ou "molhado". Na primeira versão, é parcialmente imerso no líquido e na segunda - completamente. Eles diferem entre si porque as bombas equipadas com um rotor “úmido” são menos barulhentas durante a operação.

Cabeça classificada

A carga é a diferença entre as energias específicas da água na saída da unidade e na entrada da mesma.

A pressão acontece:

• Volume;
• Massa;
• peso.

Antes de comprar uma bomba, você deve descobrir tudo sobre a garantia do vendedor

O peso importa em condições de um campo gravitacional certo e constante.Ele aumenta à medida que a aceleração gravitacional diminui e, quando a ausência de peso está presente, é igual ao infinito. Portanto, a cabeça de peso, que é usada ativamente hoje, é desconfortável para as características das bombas de aeronaves e objetos espaciais.

A potência total é usada para iniciar. Ela vem de fora como a energia do acionamento do motor elétrico ou com o fluxo de água, que é fornecido ao aparelho de jato sob uma pressão especial.

Controle de velocidade da bomba de circulação

A maioria dos modelos de bomba de circulação tem uma função para ajustar a velocidade do dispositivo. Como regra, são dispositivos de três velocidades que permitem controlar a quantidade de calor direcionada ao aquecimento do ambiente. No caso de uma onda de frio acentuada, a velocidade do dispositivo é aumentada e, quando fica mais quente, é reduzida, apesar de o regime de temperatura nos quartos permanecer confortável para ficar em casa.

Para mudar a velocidade, existe uma alavanca especial localizada na carcaça da bomba. Modelos de dispositivos de circulação com sistema de controle automático para este parâmetro, dependendo da temperatura externa do edifício, são muito procurados.

Seleção de uma bomba de circulação para um critério de sistema de aquecimento

Ao escolher uma bomba de circulação para o sistema de aquecimento de uma casa particular, eles quase sempre preferem modelos com rotor úmido, especialmente projetados para funcionar em qualquer rede doméstica de vários comprimentos e volumes de abastecimento.

Esses dispositivos têm as seguintes vantagens sobre outros tipos:

• baixo nível de ruído
• pequenas dimensões,
• ajuste manual e automático das rotações do eixo por minuto,
• indicadores de pressão e volume,
• adequado para todos os sistemas de aquecimento de casas individuais.

Seleção da bomba por número de velocidades

Para aumentar a eficiência do trabalho e economizar recursos energéticos, é melhor usar modelos com ajuste gradual (de 2 a 4 velocidades) ou automático da velocidade do motor.

Se a automação for usada para controlar a frequência, a economia de energia em comparação com os modelos padrão atinge 50%, o que representa cerca de 8% do consumo de eletricidade de toda a casa.

Arroz. 8 A diferença entre um falso (direita) e um original (esquerda)

No que mais prestar atenção

Ao comprar modelos populares da Grundfos e Wilo, há uma alta probabilidade de falsificação, portanto, você deve conhecer algumas diferenças entre os originais e os chineses. Por exemplo, o Wilo alemão pode ser distinguido de um falso chinês pelos seguintes recursos:

• A amostra original é um pouco maior nas dimensões gerais, sua tampa superior tem um número de série estampado.
• A seta em relevo da direção do movimento do fluido no original é colocada no tubo de entrada.
• Válvula de ventilação para aparência de latão amarelo falso (mesma cor nos análogos da Grundfos)
• O análogo chinês tem um adesivo brilhante no verso, indicando as classes de economia de energia.

Arroz. 9 Critérios para selecionar uma bomba de circulação para aquecimento

Como escolher e comprar uma bomba de circulação

As bombas de circulação enfrentam tarefas um tanto específicas, diferentes de água, furo, drenagem, etc. Se estas últimas são projetadas para mover o líquido com um ponto de bico específico, as bombas de circulação e recirculação simplesmente “conduzem” o líquido em círculo.

Eu gostaria de abordar a seleção um pouco não trivial e oferecer várias opções. Por assim dizer, do simples ao complexo - comece com as recomendações dos fabricantes e o último para descrever como calcular uma bomba de circulação para aquecimento usando fórmulas.

Escolha uma bomba de circulação

Esta forma fácil de escolher uma bomba de circulação para aquecimento foi recomendada por um dos responsáveis ​​de vendas das bombas WILO.

Supõe-se que a perda de calor da sala por 1 m². será de 100 watts. Fórmula para calcular o fluxo:

Perda total de calor em casa (kW) x 0,044 \u003d consumo da bomba de circulação (m3/hora)

Por exemplo, se a área de uma casa particular for de 800 m². a vazão necessária será:

(800 x 100) / 1000 \u003d 80 kW - perda de calor em casa

80 x 0,044 \u003d 3,52 metros cúbicos / hora - a taxa de fluxo necessária da bomba de circulação a uma temperatura ambiente de 20 graus. COM.

Da gama WILO, as bombas TOP-RL 25/7.5, STAR-RS 25/7, STAR-RS 25/8 são adequadas para estes requisitos.

Em relação à pressão. Se o sistema for projetado de acordo com os requisitos modernos (tubos de plástico, sistema de aquecimento fechado) e não houver soluções não padronizadas, como um grande número de andares ou um longo comprimento de tubulações de aquecimento, a pressão das bombas acima deve ser suficiente "para a cabeça".

Novamente, essa seleção de uma bomba de circulação é aproximada, embora na maioria dos casos satisfaça os parâmetros necessários.

Selecione uma bomba de circulação de acordo com as fórmulas.

Se houver um desejo antes de comprar uma bomba de circulação para entender os parâmetros necessários e selecioná-la de acordo com as fórmulas, as informações a seguir serão úteis.

determinar a cabeça da bomba necessária

H=(R x L x k)/100, onde

H é a cabeça da bomba necessária, m

L é o comprimento da tubulação entre os pontos mais distantes "lá" e "atrás". Em outras palavras, este é o comprimento do maior "anel" da bomba de circulação no sistema de aquecimento. (m)

Um exemplo de cálculo de uma bomba de circulação usando fórmulas

Há uma casa de três andares medindo 12m x 15m. Altura do piso 3 M. A casa é aquecida por radiadores ( ∆ T=20°C) com cabeças termostáticas. Vamos calcular:

saída de calor necessária

N (ot. pl) \u003d 0,1 (kW / m²) x 12 (m) x 15 (m) x 3 andares \u003d 54 kW

calcule a vazão da bomba de circulação

Q \u003d (0,86 x 54) / 20 \u003d 2,33 metros cúbicos / hora

calcule a cabeça da bomba

O fabricante de tubos de plástico, TECE, recomenda o uso de tubos com diâmetro no qual a vazão do fluido é de 0,55-0,75 m / s, a resistividade da parede do tubo é de 100-250 Pa / m. No nosso caso, um tubo com diâmetro de 40mm (11/4″) pode ser usado para o sistema de aquecimento. A uma vazão de 2,319 m3/hora, a vazão do refrigerante será de 0,75 m/s, a resistência específica de um metro da parede do tubo é de 181 Pa/m (0,02 m de coluna de água).

WILO YONOS PICO 25/1-8

GRUNDFOS UPS 25-70

Quase todos os fabricantes, incluindo "grandes" como WILO e GRUNDFOS, colocam em seus sites programas especiais para selecionar uma bomba de circulação. Para as empresas acima mencionadas, são WILO SELECT e GRUNDFOS WebCam.

Os programas são muito convenientes e fáceis de usar.

Atenção especial deve ser dada à entrada correta de valores, o que muitas vezes causa dificuldades para usuários não treinados.

Compre bomba de circulação

Ao comprar uma bomba de circulação, atenção especial deve ser dada ao vendedor. Atualmente, muitos produtos falsificados estão “andando” no mercado ucraniano

Como explicar que o preço de varejo de uma bomba de circulação no mercado pode ser 3-4 vezes menor que o de um representante da empresa do fabricante?

Segundo analistas, a bomba de circulação no setor doméstico é líder em consumo de energia. Nos últimos anos, as empresas têm oferecido novos produtos muito interessantes - bombas de circulação economizadoras de energia com controle automático de energia. Da série doméstica, WILO tem YONOS PICO, GRUNDFOS tem ALFA2. Essas bombas consomem eletricidade em várias ordens de magnitude menos e economizam significativamente os custos financeiros dos proprietários.

Verificação do motor selecionado a. Verificando o tempo do leme

Para selecionado
bomba veja os gráficos de dependência
eficiência mecânica e volumétrica de
pressão criada pela bomba (ver fig.
3).

4.1. Encontrando os momentos
ocorrendo no eixo do motor
em diferentes ângulos do leme:

,

Onde: M_α
- momento no eixo do motor
(Nm);

Q_boca
- desempenho instalado
bombear;

P_α
- pressão do óleo gerada pela bomba
(Pa);

P_tr
– perdas pressão de atrito óleos em
tubulação (3,4÷4,0) 105
Pa;

n_n
- o número de rotações da bomba (rpm);

η_r
é a eficiência hidráulica associada com
atrito fluido em cavidades de trabalho
bomba (para bombas rotativas ≈ 1);

η_pele
é a eficiência mecânica levando em conta as perdas
fricção (em vedações, rolamentos e
outras partes de atrito das bombas (consulte
gráfico na fig. 3).

Dados de cálculo
coloque na tabela 4.

4.2. Encontrar velocidades
rotação do motor para recebido
valores de momento (de acordo com o construído
característica mecânica do selecionado
motor elétrico - ver item 3.6). Dados
cálculos são inseridos na tabela 5.

Tabela 5

α°	n, rpm	ηr	Qα, m3/s
5
10
15
20
25
30
35

4.3. Nós achamos
o desempenho real
bomba nas velocidades recebidas
motor elétrico
,

Onde: Q_α
- o desempenho real
bomba (m3/s);

Q_boca
- desempenho instalado
bomba (m3/s);

n
- velocidade de rotação real
rotor da bomba (rpm);

n_n
- velocidade nominal do rotor
bombear;

η_v
é a eficiência volumétrica levando em conta o inverso
contornando o líquido bombeado (consulte
gráfico 4.)

Dados de cálculo
coloque na tabela 5. Construímos um gráfico Q_α=f(α)
- ver fig. 4.

Arroz. 4. Gráfico
Q_α=f(α)

4.4. Recebido
dividimos o gráfico em 4 zonas e determinamos
tempo de operação do acionamento elétrico em cada
deles. O cálculo está resumido na tabela 6.

Tabela 6

Zona	Limite ângulos de zona α°	Heu (m)	Veu (m3)	Qcf. (m3/s)	teu (seg)
eu
II
III
4

4.4.1. Nós achamos
distância percorrida por rolos
dentro da zona

,

Onde: H_eu
- a distância percorrida pelos rolos em
dentro da zona (m);

R_o
- a distância entre os eixos do baller e
rolos (m).

4.4.2. Encontrando o volume
óleo bombeado dentro da zona

,

Onde: V_eu
– volume de óleo bombeado dentro
zonas (m3);

m_cilindro
- o número de pares de cilindros;

D
– diâmetro do êmbolo (rolo), m.

4.4.3. Nós achamos
duração do deslocamento do leme
dentro da zona

,

Onde: t_eu
- tempo médio de transferência
direção dentro da zona (s);

Q_Casar
eu
– desempenho médio dentro
zonas (m3/s)
- tiramos do cronograma P. 4.4. ou nós contamos
da tabela 5).

4.4.4. Nós definimos
tempo de operação do acionamento
deslocando o leme de um lado para o outro

t_faixa=
t₁+
t₂+
t₃+
t₄+
t_o,

Onde: t_faixa
- tempo para mudar o leme de um lado para o outro
(seg);

t₁÷
t₄
- a duração da transferência em
cada zona (s);

t_o
é o tempo para o sistema estar pronto para ação (seg).

4.5. Comparar
deslocamento com T (tempo de deslocamento do leme
de lado a lado a pedido de RRR), sec.

t_faixa
≤
T
(30 segundos)

Teste da bomba de 12 pistões

Teste de bomba
produzidos para determinar os custos
energia em partes individuais da bomba.

Quando testado
remova o diagrama do indicador,
leituras do manômetro de sucção
e manômetro na descarga, medidor de vazão
e por aparelhos elétricos é fixo
potência consumida pelo motor.

Maior interesse
representa o gráfico do indicador,
através do qual as falhas podem ser detectadas,
ocorrendo na parte hidráulica
bombear.

Para mesclar gráficos
você pode usar mecânica
indicador de pressão.

Desenhando
5.26

Figura 5.26
diagrama esquemático apresentado
indicador mecânico instalado
no cilindro da bomba. O indicador consiste
do tambor 1, que é colocado
papel e cilindro hidráulico 2 anexado
ao cilindro da bomba 4 através da torneira 3.
abrindo a pressão da torneira da cavidade
cilindro da bomba é transferido para o cilindro hidráulico
indicador, fazendo com que o pistão se mova
o último. Pistão indicador em seu
o estoque tem uma calibração para um determinado
mola de pressão 5 com alavanca, na extremidade
qual o lápis está preso 6. Tambor
a haste 7 está conectada a uma das partes
bomba alternativa
(haste 8), resultando em uma reciprocidade
movimento do tambor correspondente a
curso do pistão.

No
linhas são desenhadas no papel do tambor,
igual ou proporcional ao comprimento do curso
pistão à pressão atmosférica P
com З΄ previamente aberta e válvula fechada
Linhas Z e de pressão para dois cursos de pistão
R_V
e R_H
com torneira 3 aberta e torneira fechada
Z΄. O indicador assim obtido
o diagrama se parece com (figura 5.27),
onde p, p, p
— sucção, descarga e
indicador; f_D
é a área do diagrama;
eu—
comprimento do gráfico, igual ou proporcional
comprimento do curso do pistão S.

Desenhando
5.27

Para
determine a pressão média
de acordo com o diagrama, você precisa saber a constante
molas indicadoras - escala do gráfico
por
altura t (mm=1kgf/cm2).

.

No indicador
gráfico de teste
bomba no início da sucção e descarga,
fixo etc flutuações repetidas
válvulas, que é causada por uma mudança em sua
resistência hidráulica em
levantamento da sela e posterior livre
movimento; em pressões significativas
linhas de subida e descida de pressão
estritamente vertical devido à compressibilidade
fluido e bolhas
gás.

Por tipo de indicador
gráficos podem ser definidos diferentes
mau funcionamento da bomba. Na imagem
5.28 mostra diagramas quando a bomba está funcionando
com várias falhas: 1 - bomba
suga o ar junto com o líquido
que comprime ao longo da linha “a”
no início do processo de injeção; 2 - em
o cilindro tem um air bag,
que encolhe ao longo da linha - "a"
no início do processo de injeção e se expande
ao longo da linha "in" no início do processo de sucção;
3 - passa a válvula de sucção; 4 -
ignora a válvula de descarga; 5 -
volume insuficiente (ausente)
almofada de ar de compensadores pneumáticos.

Figura 5.28

Desempenho de alimentação do equipamento de bombeamento

Este é um dos principais fatores a considerar na hora de escolher um dispositivo. Feed - a quantidade de refrigerante bombeado por unidade de tempo (m3 / h). Quanto maior o fluxo, maior o volume de fluido que a bomba pode bombear. Este indicador reflete o volume do refrigerante que transfere calor da caldeira para os radiadores. Se o fluxo for baixo, os radiadores não aquecerão bem. Se o desempenho for excessivo, o custo de aquecimento da casa aumentará significativamente.

O cálculo da potência do equipamento bomba de circulação para o sistema de aquecimento pode ser feito usando a seguinte fórmula: Qpu=Qn/1.163xDt [m3/h]

Ao mesmo tempo, Qpu é o fornecimento da unidade no ponto calculado (medido em m3 / h), Qn é a quantidade de calor consumida na área que é aquecida (kW), Dt é a diferença de temperatura registrada no e tubulações de retorno (para sistemas padrão, isso é 10-20°C), 1,163 é um indicador da capacidade calorífica específica da água (se outro refrigerante for usado, a fórmula deve ser corrigida).

Como determinar a pressão necessária da bomba de circulação

A cabeça das bombas centrífugas é mais frequentemente expressa em metros. O valor da pressão permite determinar qual resistência hidráulica ela é capaz de superar. Em um sistema de aquecimento fechado, a pressão não depende de sua altura, mas é determinada por resistências hidráulicas. Para determinar a pressão necessária, é necessário fazer um cálculo hidráulico do sistema. Em casas particulares, ao usar tubulações padrão, como regra, uma bomba que desenvolve uma pressão de até 6 metros é suficiente.

Não tenha medo de que a bomba selecionada seja capaz de desenvolver mais pressão do que você precisa, porque a pressão desenvolvida é determinada pela resistência do sistema e não pelo número indicado no passaporte. Se a altura manométrica máxima da bomba não for suficiente para bombear líquido por todo o sistema, não haverá circulação de líquido, portanto, você deve escolher uma bomba com altura livre .