Центробежный насос для скважины

Назначение насосного оборудования

Система автономного водоснабжения, основная задача которой состоит в доставке требуемого количества воды к заданным точкам, включает в себя несколько элементов. Каждый из них выполняет свою функцию. Такими элементами, в частности, являются:

  • источник воды, в качестве которого может выступать скважина или колодец;
  • трубы, соединенные в единую систему;
  • механизмы, обеспечивающие откачивание воды из подземного источника и ее транспортировку по трубопроводу под определенным давлением.

Общая схема водоснабжения дома от скважинного насоса

Чтобы такая система работала эффективно и не доставляла проблем при эксплуатации, необходимо уделить особое внимание не только вопросам ее проектирования, но и выбору элементов, которыми она будет оснащена.

Основным элементом автономной системы водоснабжения, как уже говорилось выше, является водяной насос, который предназначен для того, чтобы решать такие задачи, как:

  • подъем воды, расположенной в подземном источнике на определенной глубине, и ее подача в трубопроводную систему;
  • транспортировка по трубопроводной системе определенного объема жидкой среды под требуемым напором;
  • обеспечение бесперебойной работы автономной системы водоснабжения;
  • простота обслуживания и возможность автоматизации управления работой обслуживаемой системы.

Погружные центробежные насосы оптимально соответствуют вышеперечисленным требованиям, поэтому они и являются наиболее распространенными гидромашинами, используемыми для оснащения скважин и колодцев.

Кроме хороших эксплуатационных характеристик, погружные насосы центробежного типа отличаются простотой конструкции, а следовательно, простотой эксплуатации и технического обслуживания. В зависимости от глубины подземного источника приобретают центробежные погружные насосы различной мощности.

Среди большого многообразия погружных насосов нужно выбрать модель, подходящую по техническим параметрам и по соотношению цены и качества

На какие виды делятся погружные помпы

Погружной (или глубинный) насос практически незаменим в тех случаях, когда воду необходимо откачать из подземных источников, глубина которых превышает 10 метров. От оборудования поверхностного типа погружные насосы отличаются целым рядом преимуществ:

  • практически бесшумной работой;
  • простотой монтажа и эксплуатации;
  • высокой производительностью;
  • надежностью и длительным эксплуатационным сроком.

По своему конструктивному исполнению погружные насосы делятся на несколько категорий:

  • центробежные насосы для скважин и колодцев;
  • устройства вибрационного типа;
  • вихревые насосы для воды.

Разновидности погружных насосов для скважин

Наиболее простой по конструкции и, соответственно, самый недорогой из всех вышеперечисленных устройств – это вибрационный погружной насос, основу конструкции которого составляют эластичная мембрана и поршень. Последний приводится в движение посредством штока, соединенного с якорем, притягивающимся к сердечнику катушки и отталкивающимся от него (через витки катушки при этом проходит переменный электрический ток). Для работы в интенсивном режиме вибрационные насосы не используют, так как они не отличаются высокой надежностью.

Наиболее надежным и производительным оборудованием для скважины на воду считается центробежный погружной насос, основным рабочим органом которого является колесо – крыльчатка. На внешней поверхности крыльчатки зафиксированы лопатки, перемещающие перекачиваемую жидкую среду по внутренней камере устройства.

Рабочее колесо центробежного насоса изготавливается из сплавов цветных металлов, нержавеющей стали, высокопрочного чугуна или из композитных материалов

Вихревое насосное оборудование можно считать одной из модификаций центробежного погружного насоса, так как такие помпы очень похожи и по конструктивному исполнению, и по принципу действия. Основным рабочим органом вихревых насосов также является колесо с лопатками, при вращении которого вместе с перекачиваемой жидкостью на последнюю воздействует центробежная сила. Кроме того, на стенках внутренней рабочей камеры вихревого насоса имеются специальные канавки, которые позволяют придать перекачиваемой жидкости дополнительное ускорение.

Схема вихревого насоса

Принцип действия и классификация центробежных насосов

Как работает погружной насос центробежного типа? Чтобы понять это, сначала следует разобраться в его конструкции. Учитывая тот факт, что такой насос при его эксплуатации в скважинах или колодцах располагается в толще жидкой среды, наиболее важным требованием к его конструктивному исполнению является герметичность корпуса, который, кроме того, должен быть изготовлен из антикоррозийных материалов. Силовым элементом, приводящим данное оборудование в действие, является электродвигатель, который во избежание поломок нуждается в абсолютной гидроизоляции.

Если рассматривать устройство скважинного насоса в его классическом исполнении, следует выделить такие конструктивные элементы, как:

  • силовая часть, основным узлом которой является электродвигатель (вращение его вала приводит в действие рабочее колесо);
  • лопастной отсек, который и выполняет основную функцию гидромашины – перекачивание жидкой среды из скважины или колодца на поверхность;
  • входной и напорный патрубки, через которые осуществляется всасывание жидкой среды и ее выталкивание в трубопроводную систему под определенным напором.

Устройство центробежного скважинного насоса

Для изготовления корпуса насосов скважинных центробежных, к которым предъявляются повышенные требования по коррозионной устойчивости, используются высокопрочные полимерные материалы или нержавеющая сталь. Входной патрубок скважинного центробежного насоса оснащается сетчатым фильтром, препятствующим попаданию в их внутреннюю часть твердых включений, содержащихся в составе перекачиваемой жидкой среды.

Принцип работы центробежного скважинного насоса заключается в следующем.

  • Перемещающаяся перекачиваемая жидкая среда под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам внутренней камеры, приобретая определенное давление.
  • Под воздействием давления, сформированного центробежной силой, жидкая среда выталкивается через напорный патрубок.
  • В центральной части рабочей камеры, после того как жидкая среда отбрасывается к стенкам, создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию жидкости через входной патрубок.

Схема работы центробежного насоса

Для оптимизации работы центробежного электронасоса могут использоваться различные дополнительные элементы, к которым, в частности, относятся обратный клапан, датчик уровня жидкости в источнике, ее наличия в системе и др. Такие элементы, отдельные виды которых уже присутствуют в стандартной комплектации многих моделей современных погружных насосов центробежного типа, позволяют организовать работу оборудования в автоматическом режиме.

Центробежные насосы для скважины делятся на различные типы и по своим техническим параметрам. Так, в зависимости от количества рабочих колес центробежный погружной насос может быть одно- или многоступенчатым. Многоступенчатые насосы, количество рабочих колес в которых может доходить до десяти, способны создавать поток жидкости с более высоким напором, чем одноступенчатые модели. Именно поэтому, выбирая насосное оборудование для скважин, характеризующихся большой глубиной, следует отдавать предпочтение именно многоступенчатым насосам.

Устройство многоступенчатого центробежного насоса

В зависимости от того, как располагается ось вала приводного электродвигателя и рабочего колеса, центробежные насосы делятся на вертикальные и горизонтальные. Следует отметить, что устройство глубинного насоса предполагает только вертикальное расположение оси вала его приводного электродвигателя и рабочего колеса с лопатками.

На различные категории центробежные насосы погружного типа делят и по способу их установки в обслуживаемой скважине. Так, в зависимости от данного фактора погружной центробежный насос для скважины бывает штанговый, для установки которого в подземном источнике используется специальная конструкция, и бесштанговый (УЭЦН), монтируемый в шахте подземного источника при помощи колонны НКТ.

Основные характеристики

Задаваясь вопросом о том, центробежный насос как правильно выбрать, следует сначала разобраться, какими основными параметрами он характеризуется. К параметрам, на которые чаще всего ориентируются, выбирая насосы погружные центробежного типа, относятся:

  • мощность (определяющий критерий выбора);
  • производительность, характеризующая объем жидкой среды, который насос в состоянии перекачать за единицу времени;
  • высота создаваемого оборудованием водяного столба (по ней определяется глубина скважины, с которой насос способен откачивать жидкую среду), а также длина горизонтальной части трубопровода, по которому устройство в состоянии транспортировать перекачиваемую им жидкость;
  • наличие в комплектации дополнительных элементов, позволяющих оптимизировать работу насоса.

На подбор насоса влияют параметры скважины и требуемая производительность оборудования, зависящая от реального расхода воды

Корпус большинства погружных насосов центробежного типа изготавливается из нержавеющей стали. Только для маломощных моделей корпусные детали производятся из высокопрочных полимерных материалов.

Рекомендации по установке и обслуживанию

После того как бурение скважины выполнено, следует правильно установить в подземном источнике погружной насос. Если глубинный насос планируется использовать для обслуживания колодца, то при его установке также необходимо придерживаться требований, оговоренных в инструкции.

Для фиксации погружного насоса в подземном источнике водоснабжения на определенной глубине используется страховочный трос, к материалу изготовления которого предъявляются следующие требования:

  • высокая устойчивость к развитию коррозионных процессов;
  • превышение нагрузки на разрыв веса удерживаемого устройства как минимум в пять раз.

Надежное закрепление страховочного троса

Нельзя использовать для фиксации погружного насоса в скважине на определенной глубине только силовой кабель, основная нагрузка от веса удерживаемого оборудования в таких случаях должна приходиться на страховочный трос. Верхний конец троса крепится либо на специальной балке, установленной на поверхности земли, либо к стенкам колодца или скважины.

Инструкция на насосное оборудование оговаривает сроки проведения профилактических работ. К таким работам, в частности, относятся:

  • проверка герметичности корпуса;
  • замена резиновых уплотнителей, установленных на штоке приводного двигателя;
  • чистка контактов, посредством которых осуществляется подключение насоса к сети электропитания.

Следует также учитывать, что многие современные модели центробежных насосов погружного типа оснащаются фильтрами грубой очистки, которые нуждаются в регулярной замене по мере их загрязнения.

Принцип работы

Оборудование поддерживает постоянный поток — в отличие от пульсирующего ритма перекачиваемой среды у центробежных вариантов техники — эта характеристика важна для работы на большой глубине. Особенности работы и конструкционные составляющие самовсасывающих объемных насосов с использованием принципа многоступенчатой структуры:

  • В конструкции предусмотрен один вертикальный вал, это способствует сокращению поперечных размеров до минимальных показателей. Из-за полученной конфигурации насосы применяют в скважинах и абиссинских колодцах.
  • В качестве емкости для перекачиваемой жидкости используется насосный корпус, изготавливаемый для эксплуатации в условиях скважин из высококачественного металла, так как полимеры не выдерживают создаваемые нагрузки.
  • Движение жидкости обеспечивается за счет действия шнекового винта (ротора), при вращении которого жидкость забирается из скважины, разгоняется, ей придается напор и дальше она движется по шлангу.
  • Ротор работает от электрического двигателя, движение ему сообщается через жесткий вал. Стабильность действия установки обеспечивается с помощью подшипникового комплекта и других узлов, которые подбираются конструкторами в зависимости от класса агрегата.
  • Ротор являет собой стальной винт (однозаходный шнек) круглого сечения, у которого широкий резьбовой шаг. Статор представлен в конструкции тем же сечением, но у него шаг резьбы больше в два раза. Своим вращением внутри статора ротор захватывает воду от всасывающего патрубка и направляет его к отводящему проходу.
  • Качество насоса зависит от сложности внутреннего устройства, чем выше показатель, тем более продляется срок эксплуатации из-за минимизации износа приводов и шнека.
  • У трансмиссионных насосов в отличие от погружных двигатель располагается на поверхности, рядом с водозаборной скважиной, с насосным устройством соединен промежуточным валом. Такие агрегаты способны поднимать нефть с глубины на поверхность с глубины 125−130 м при подаче 1200 м³ в час.
  • У трансмиссионных устройств насосная часть состоит из нескольких чугунных секций, соединенных шпильками. Каждая камера содержит рабочее центробежное колесо и вал, все секции подходят к одной сетке, пропускающей воду.
  • Несколько рабочих секций позволяют устанавливать требуемый напор и регулировать его, при этом с напорным трубопроводом узел взаимодействует через фланец, находящийся на верхнем корпусе секции. Трансмиссия располагается внутри защитной трубы с маслом. Собирают секции постепенно, увеличивая их количество по мере вхождения в скважину.

Погружные конструкции насосов отличаются жестким соединением двигателя и вала, поэтому нет необходимости использовать трансмиссионный вал, что способствует упрощению конструкции. Погружные агрегаты успешно устанавливают в кривые стволы, а рабочая постройка для оборудования над устьем скважины меньше по объему. Насосы погружной конструкции отличаются большим эксплуатационным сроком по сравнению с другими вариантами, так как благодаря надежной конструкции значительно уменьшается вибрация.

Виды

У погружных насосов есть положительные характеристики, но имеются и недостатки. В зависимости от типа устанавливаемого оборудования разнятся их эксплуатационные показатели и сроки работы.

С погружным двигателем (ЭВН)

Эта конструкция лежит в основе использования одновинтовых гидратационных машин в нефтяной отрасли и относится к эффективным средствам механизированной добычи нефти с высокими показателями вязкости. В некоторых вариантах использование подобного оборудования является единственно применимым вариантом. В состав погружного насосного агрегата входят следующие узлы и запчасти:

  • электрический двигатель, наполненный маслом;
  • система водяной защиты;
  • насос, включающий графитовую осевую пяту, приводной сальниковый вал, две пары с винтовой резьбой в разных направлениях, соединенные роторы между собой и при помощи шарнирных муфт с приводным валом.

В насосный комплект дополнительно входит клапан с предусмотренным набором функций, защищающий от колебаний давления и обратного поступления воды через РО в случае непредвиденной остановки, предусмотрена обгонная муфта. Поступление забираемой жидкости осуществляется навстречу по каналам РО, что ведет к уравновешиванию осевых усилий в нижней и верхней паре.

Потоки смешиваются в напорной камере и поступают в НКТ по зазору между корпусом и статором, в этом случае осевая насосная опора разгружается, и надежность оборудования повышается. С помощью насосов ЭВН добывают из недр нефть высокой вязкости с содержанием механического мусора (до 0,8 г/л) и газа (до 50%) на стадии приема. В серийном выпуске представлено около 13 типоразмеров насосов, предусматривающих давление 9−16 МПА и подачу в сутки 15−200 м3.

Конструкторские новаторства по увеличению надежности и сроков эксплуатации предусматривают снижение частоты оборотов приводного вала, для этого применяют регулируемый электропривод и редукторные вставки. Изменяется общая компоновочная схема агрегата, месторасположения отдельных деталей и узлов, упрощение условий ремонта и обслуживания.

Штангового типа (ВШНУ)

Начало эксплуатации для отбора нефти с больших глубин началось в 80-е годы в Америке и Франции, с тех пор конструкции установок совершенствовались много раз, создавалось много типоразмеров с разбросом подач от 0,5 до 1 тыс. м3 за сутки, давление составляло в среднем 30 Мпа.

Эти насосы отличаются преимуществами по сравнению с другими типами оборудования, например, от станков-качалок их отличает:

  • простая конструкция, небольшая масса и габариты, несложное периодическое обслуживание и управление;
  • отсутствие потребности в строительстве несущего основания или фундамента;
  • уменьшение затрат на перевозку оборудования;
  • успешная работа с жидкостями, имеющими различные показатели вязкости и газообразования;
  • отсутствие отката РО, постоянных нагрузок на штанги;
  • равномерность поступления жидкости;
  • снижение энергетических затрат и мощности двигателя.

От работы насосов с погружным электрическим приводом они разнятся:

  • простотой сборки пусковых муфт, осевых и радиальных подшипников, отсутствием подвижных соединений на шарнирах;
  • наземное устройство двигателя делает ненужной устройство водяной защиты, упрощает контроль технического состояния агрегата;
  • из-за наземной установки двигателя появляется возможность работы с низкобюджетными скважинами, так как организовывать дополнительный отвод тепла от двигателя не нужно.

Оборудование ВШНУ эксплуатируется на скважинах с напором от 1 тыс. до 1 тыс. 500 м³ с высоковязкими средами с пятидесяти процентным содержанием газа в составе. Скважинный агрегат состоит из стационарной колонны, внизу которой крепится статор, палец упора, против отворотный якорь, фильтр и газовый сепаратор. В полости колонны расположена вращающаяся штанга, соединенная нижней частью с насосным ротором. Основными узлами насосов ВШНУ являются следующие детали:

  • приводная головка;
  • для оттока жидкости используется тройник;
  • остов для закрепления двигателя;
  • трансмиссия вращательного движения;
  • регулируемый приводной двигатель;
  • устройство для расположения полированного штока.

Насос продвигает пластовую жидкость в зазоре между колоннами и штангами, далее через боковой патрубок отводит ее в коллектор. Штанговые насосы выпускают в трубном и вставном варианте, популярность завоевывают агрегаты второго типа, позволяющие отсоединять насос для обслуживания или ремонта без его подъема на поверхность.

Гидроприводные (ГПНА)

Эти агрегаты работают по принципу возвратно-поступательного движения поршня, в связи с этим машины имеют ряд преимуществ:

  • нет штанговой или кабельной связи энергетического источника с насосом;
  • успешно работают в скважинах малого диаметра, расположенных под наклоном;
  • позволяют регулировать подачу погружного устройства, плавный старт, поддерживают нужную интенсивность забора нефти;
  • упрощают обслуживание оборудования без подъема и спуска.

В качестве гидромоторов, которые незначительно изменены, применяют ВЗД с диаметром 86−109 мм и частотой вращения 100−350 оборотов, расход жидкости предусмотрен 4−11 л/с, давление в промежутке 6−8 Мпа. Используют насосные винтовые многозаходные пары в качестве РО, это позволяет развить большого разнообразия принимаемых жидкостей с диапазоном поступления от 6 до 110 м³ за сутки. При оптимальной протяженности пары 1,5−2,0 м агрегат развивает давление 10−15 МПа.

Наземная часть по типу насосов ГПНА включает плунжерный силовой насос, устройство подготовки жидкости (для разделения эмульсий, сепараторы, отстойники), регулирующие приборы и оборудование для обустройства устья подъемной щели. Гидроприводные винтовые насосы отличатся преимуществами, от гидропоршневых вариантов их отличает:

  • простота сборки и эксплуатации из-за отсутствия золотниковых распределителей и клапанов;
  • использование технических вод в качестве рабочей жидкости, исключающее сложный очистительный процесс;
  • работа с вязкой нефтью и увеличенным содержанием газа;
  • нет гидравлических и динамических нагрузок из-за отсутствия обратного движения рабочих органов.

Сравнение со штанговыми насосами показывает такие преимущества:

  • эксплуатируются в кривых скважинах со значительным уклоном ствола;
  • отсутствует штанговое оборудование;
  • наземный силовой насос регулирует технологические режимы путем изменения интенсивности подачи;
  • можно менять погружной агрегат и проводить ремонт в удобных условиях.

От работы с электропогружными устройствами их отличает:

  • нет необходимости подключать электрический кабель и делать его защиту от влажности;
  • пусковые свойства агрегата улучшены.

Нефтяные двухвинтовые (НДПН)

Агрегат разработан для работы в скважинах с малым финансирование работ. В составе имеет погружной двигатель электрического типа, протектор, компенсатор, защиту от окружающей влаги, обратный и спускной клапан, компенсаторные трубы, трансформатор и кабель. Для увеличения напора используется составной вариант из нескольких модулей.

Чтобы обеспечить пропуск вязких жидкостей предусмотрены различные варианты изготовления проточной части, которые различаются зазорами между корпусом и рабочими винтами. В связи с этим перед выбором насоса и его монтажом рассчитываются требуемые параметры зазоров.

Какой тип насоса выбрать?

Кроме выше перечисленных критериев, перед покупкой устройства предстоит определиться с одним из главным фактором- типом насоса.

На рынке представлены два варианта: поверхностные и погружные.

Первый тип насосов располагается вдали от поверхности воды, которую он будет перекачивать. В данном случае корпус может находиться на суше или удерживаться в колодце на поверхности поплавка. Следует отметить, что этот тип для скважин не подойдет. Его можно использовать на глубине до 8-ми метров. Таким образом, при подборе оборудования для скважин необходимо обращать внимание на второй тип – погружные насосы. Конструкции отличаются по типу погружения в перекачиваемую жидкость: частичному или полному.

Для наиболее рациональной работы на больших глубинах используют специальные погружные модели.

Вибрационные. Данный вариант недорогой, но в ходе эксплуатации можно столкнуться с определенными сложностями. В основе конструкции находится мембрана, с одной стороны которой расположен вибратор, а с другой – жидкость. Вибратор в ходе работы деформирует мембрану, при этом создается разность давлений, за счет чего достигается процесс перекачивания жидкости.

Прежде чем окончательно определиться с моделью насоса, желательно обратить внимание на варианты, в которых двигатель защищен термодатчиком от перегрева и в которых вода захватывается нижней частью.

Часто встречаются артезианские скважины глубиной более 10 и 20метров. В данных случаях к выбору устройства необходимо подходить с особым вниманием. Лучшим вариантом может стать насос для скважины глубинного типа, или их еще называют скважными. Для работы в таких условиях не подойдут погружные и тем более поверхностные модели.

Поскольку скважные устройства представляют собой особенный механизм с последующим сложным механизмом монтажа и демонтажа. Свои функции они выполняют в трубах, заполненных полностью жидкостью. Поэтому выбирать необходимо только качественное устройство. С полной уверенностью можно сказать, что оборудование от известных европейских производителей способно безотказно работать десятилетиями. Не избежать проблем с дешевым фальсификатом, который часто ломается. А сумма, потраченная на его ремонт, монтаж и демонтаж будет равна стоимости самого устройства.

Особенности конструкции и принцип работы

Центробежные насосы обладают высокой эффективностью и применяются для перегонки различных жидкостей: вода, масло, нефть и т. д. В зависимости от области применения они делятся на два основных типа:

  • промышленные;
  • бытовые.

Для обустройства водоснабжения и системы отопления в своем доме используются бытовые центробежные насосы. Для выбора оптимальной модели следует ознакомиться с конструкции и принципом работы оборудования. Подобное устройство состоит из следующих основных узлов и компонентов:

  • электродвигатель;
  • корпус, внутри которого выполнены каналы в виде спирали;
  • рабочее колесо, в зависимости от технических параметров может быть несколько штук;
  • лопасти;
  • приемные и выпускной патрубок.

    Центробежные насосы имеют простую и надежную конструкцию

Работа центробежного насоса основана на физическом законе перемещения жидкости по средствам передачи ей энергии от вращающегося тела. Всасывающий трубопровод и корпус устройства заполнены водой. Дальнейшее движение жидкости обеспечивают рабочее колесо и лопасти, которые жестко связаны с выходным валом электродвигателя. При вращении колеса возникает центробежная сила, которая вытесняет жидкость к спиральным каналам корпуса насоса, в результате чего образуется область повышенного давления и вода попадает в выпускной патрубок. Затем происходит резкое падение давления и через впускной канал снова всасывается вода, и цикл повторяется многократно.

Внимание! На стабильную и надежную работу центробежного насоса влияют такие факторы как: качество воды (жесткость, чистота, наличие тяжелых металлов), резкие скачки и перепады напряжения в линии электропередач, низкие отрицательные температуры в зимний период года.

Критерии выбора насоса

На рынке насосного оборудования представлен большой ассортимент продукции, и каждая торговая марка имеет свой широкий модельный ряд. Данное обстоятельство значительно затрудняет выбор оптимального варианта устройства. Для облегчения поставленной задачи следует определиться с основными требованиями, которым должен отвечать центробежный насос. Среди основных критериев можно выделить следующее:

  • Мощность. Рассчитывается в зависимости от производительности и высоты подъемы.
  • Напор. Оборудование должно обеспечивать необходимым объемом воды в момент пикового потребления.
  • Шумность. Уровень шума, издаваемый агрегатом во время работы, должен находиться в приемлемом диапазоне.
  • Качество воды. Характер жидкости влияет на работоспособность оборудования. Наличие абразивных частиц, солей, оксидов металлов негативно влияют на состояние деталей насоса и способствуют их скорейшему износу.
  • Конструкция оборудования в зависимости от производительности и высоты подъема.

Выбрать центробежный насос по последнему критерию можно, опираясь на данные представленные в таблице, расположенной ниже:

Высота подъема, м
до 10 10 – 100 1000 – 1000
одноступенчатые многоступенчатые
Производительность м. куб./час
до 10 10 – 100 100 – 1000
одноступенчатые многоступенчатые

Конструктивно многоступенчатые насосы отличаются от одноступенчатых наличием нескольких рабочих колес, установленных в ряд на одном валу от электродвигателя. Во время работы оборудования жидкость проходит через все рабочие органы устройства.

Внимание! Центробежные насосы, имеющие многоступенчатую конструкцию, обеспечивают напор в несколько раз больше, чем одноступенчатые аналоги при одинаковой производительности.

Еще одним важным критерием выбора является производитель продукции. Если выбирать между оборудованием иностранного и отечественного производства, то следует учитывать адаптацию импортной продукции под качество местной воды, нестабильность работы электрических линий.

Расчет мощности

Центробежные насосы имеют несколько расчетов мощности: полезная, которая требуется на перекачку жидкости, мощность на рабочем валу, она больше полезной т. к. компенсирует потери на трение, сопротивление воды и т. д. и потребляемая мощность электродвигателем. Для потребителя важным критерием является полезная мощность, которая вычисляется по формуле:

Pп = Q*H*g*ρ, где

Pп – полезная мощность, Вт;

Q – расход воды (производительность), м. куб/сек;

g – ускорение свободного падения, м/сек.кв.;

ρ – плотность жидкости, кг/м. куб. (плотность воды равна 1).

Расчет производительности

Для расчета производительности центробежного насоса используются следующие формулы:

Q = a1*(D1-b* n)*m1

Q = a2*(D2-b*n)*m2, где

Q – производительность (расход воды), м. куб/сек;

a1, a2 – ширина проходного канала на колесе и впускном патрубке соответственно, м;

D1, D2 – наружный диаметр колеса и диаметр впускного патрубка соответственно, м;

b – толщина лопастей, м;

n – количество лопастей;

m1, m2 – абсолютна скорость жидкости перед входом (1) в рабочее колесо и после прохождения через него (2), в расчете учитывается только радиальная составляющая, м/с.

Расчет напора

Значение напора выдаваемого центробежным насосом не относится к геометрической характеристике оборудования. Поэтому по этому критерию нельзя судить о максимальной высоте подъема жидкости, она рассчитывается отдельно. Величину напора можно вычислить по упрощенной формуле, которая выведена из условия, что впускной и выпускной патрубки имеют одинаковые диаметры:

W = (N1-N2)/(ρ+g)+Hп+Sп, где

W – напор, м;

N1, N2 – давление в заборном резервуара и приемном соответственно, Па;

Ρ – плотность жидкости, кг/м. куб;

g – ускорение свободного падения, м/сек.кв.;

Hп – высота подъема воды, м;

Sп – все потери на подъем жидкости до необходимого уровня, м.

При определении высоты подъема воды не принимаются во внимание конфигурация трубопровода, который может иметь несколько подъемов и спусков. В формуле учитывается только геометрическая высота от поверхности жидкости до самой верхней точки забора воды в здании. Суммарные потери Sп учитывают сопротивление движению жидкости по трубе, которое зависит от конфигурации трубопровода. На пути движения воды могут встретиться повороты, запорные вентили, сужения и расширения труб, различные отводы и вспомогательные магистрали.

Уровень шума, издаваемый насосом во время работы, должен находиться в приемлемом диапазоне

Расчет высоты всасывания

Вычисление высоты всасывания рекомендуется производить по следующей формуле, в которой учитывается необходимый запас, при котором будет отсутствовать кавитация:

Wз = 0,3*(Q*n2)2/3, где

Wз – необходимый запас напора, м

Q – производительность, куб/сек;;

n – частота вращения рабочего органа насоса, с-1.

Кавитация – процесс, который возникает из-за высокой разницы давления внутри насоса. Он сопровождается снижением температуры жидкости внутри устройства по отношению к всасываемой воде. Это приводит к кипению транспортируемой воды, из-за чего возникает гидравлический удар в системе.

Внимание! Многократные гидравлические удары, возникающие в трубопроводе, существенно влияют на работоспособность центробежного насоса и сокращают его срок эксплуатации в несколько раз. В результате чего необходимо производить капитальный ремонт оборудования или его замену.

Правильно выбранный центробежный насос обеспечит подъем воды на требуемую высоту без снижения производительности. Его стабильная и надежная работа поможет обустроить полноценную систему отопления в доме и сэкономит денежные средства.

Записи созданы 4315

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх