Výpočet čerpadla pro studnu je jednou z hlavních podmínek, pokud je splněna, která může zaručit dlouhodobé a nepřetržité užívání studny na místě. Výpočtem studničního čerpadla budete schopni korelovat vaši potřebu vody s podmínkami, ve kterých bude čerpací zařízení provozováno. Pouze na základě výsledků výpočtu můžete zakoupit optimální model čerpadla pro studnu, která nejen uspokojí všechny potřeby, ale také vydrží mnoho let.
Než přistoupíte přímo k výpočtům, je nutné podrobně analyzovat všechny základní faktory pro výběr studničního čerpadla. A první věcí, kterou začneme, je samotný zdroj vody.
Jak víte, studnu můžete vyvrtat sami nebo pomocí služeb specialistů. V tomto článku si jako příklad nasimulujeme situaci s druhou možností, a to s hotovou studnou od specializované organizace. V tomto případě již máte pasport studny s podrobnými charakteristikami objektu. A první parametr, který by nás měl zajímat, je vnější průměr pouzdra. Dnes se často nacházejí studny, jejichž průměr se pohybuje od 100 do 150 milimetrů. Potřebujete znát přesný průměr potrubí studny, protože tento indikátor vám umožní určit příčnou velikost budoucího čerpadla.
Důležité Při výběru čerpadla do studny podle parametrů nezapomeňte, že mezi tělesem čerpadla a stěnami studny musí být mezera 1 až 3 centimetry, v závislosti na modelu. Zanedbání tohoto doporučení povede k poruše čerpacího zařízení dlouho před koncem záruční doby. Ale nespěchejte se radovat – nikdo takové čerpadlo jen tak nezmění, protože uživatel nezajistil doporučené provozní podmínky, což zcela ruší veškeré záruční povinnosti výrobce.
Další důležitou vlastností studny je její produktivitu nebo průtok. Průtok je maximální množství vody, které může studna vyrobit za jednotku času. V souladu s tím, čím větší je průtok zdroje, tím produktivnější může být čerpadlo instalováno.
Samotný průtok má dva důležité významy – statickou a dynamickou hladinu kapaliny. Statický indikátor zobrazuje hladinu vody ve studni, když se kapalina neodčerpává. Dynamická hladina určuje množství vody ve zdroji při provozu čerpadla.
Pokud zůstane dynamická úroveň při čerpání vody nezměněna, pak můžeme s jistotou říci, že produktivita vrtu se rovná produktivitě zvoleného čerpadla. Pokud je rozdíl mezi statickou a dynamickou úrovní menší než jeden metr, pak vyvíjený vodní zdroj má vysokou produktivitu, která překračuje charakteristiky instalovaného čerpacího zařízení. Pokud však dojde k chybě při výpočtu výkonu čerpadla studny a produktivita zvoleného čerpadla překročí rychlost průtoku studny, dynamická hladina kapaliny se bude postupně snižovat, dokud voda úplně nevyteče. V důsledku takového chybného výpočtu bude čerpadlo běžet nasucho, což bude mít škodlivý vliv na jeho životnost. Všechna ponorná studnová čerpadla mají navíc speciální monoblokovou konstrukci, kdy elektromotor je chlazen čerpanou kapalinou a při nedostatku vody ve studni se elektromotor rychle zahřeje a vyhoří.
Výpočet výkonu čerpadla pro studnu
Při výpočtu výkonu čerpadla pro studnu také stojí za to vzít v úvahu přirozené kolísání kapaliny, které z jednoho nebo jiného důvodu může ovlivnit hladinu vody ve studni. Jak ukazuje praxe, v průběhu roku, pod vlivem takových meteorologických faktorů, jako je sucho, vydatné srážky a povodně, se může hladina kapaliny zvýšit nebo naopak snížit z 1 na 5-6 metrů, v závislosti na intenzitě výše uvedeného. jevy. Čerpadla v takových vrtech musí být instalována o několik metrů hlouběji, než je minimální možná dynamická hladina kapaliny. Je tak možné dodatečně pojistit spádové zařízení pro případ možného mělčení zdroje.
Po analýze hlavních charakteristik studny můžete začít s výběrem požadovaného modelu čerpadla. Zde nás budou zajímat provozní parametry zařízení, a to:
- Производительность – to je schopnost studničního čerpadla přečerpat určitý objem vody za stanovený časový úsek. Poznámka: Pro stanovení požadovaného objemu kapaliny můžete použít průměrnou hodnotu, kdy jedna osoba spotřebuje přibližně 1000 litrů vody nebo jeden metr krychlový za den. Nezapomeňte však, že ve venkovském domě je zpravidla několik vodních míst. Mohou to být baterie, baterie, pračky a myčky nádobí, vany, sprchy. A vždy existuje možnost jejich jednorázového použití. Samozřejmě ne všechny najednou (i když tato možnost také existuje), ale několik, to je jisté. Obecně potřebujeme, aby čerpadlo kromě průměrného průtoku zvládlo i případné špičkové zatížení.
- Tlak, aniž bychom zacházeli do podrobností, tlak studničního čerpadla je indikátorem vytvořeného tlaku, který může konkrétní čerpadlo poskytnout při čerpání určitého množství kapaliny. Pokud vás zajímá, jaký tlak je potřeba, pak to znamená, jaký tlak musí čerpadlo poskytnout, aby přečerpalo určitý objem kapaliny z počátečního sacího bodu do konečného distribučního bodu vody, a to při překonání veškerého hydraulického odporu potrubí. Systém.
Výpočet tlaku čerpadla studny
Tlak se vypočítá podle následujícího vzorce:
Tlak = (vzdálenost od místa instalace čerpadla ve studni k povrchu země + vodorovná vzdálenost od studny k nejbližšímu bodu vody * + výška nejvyššího bodu vody v domě) × koeficient odolnosti proti vodě **
Pokud bude studniční čerpadlo provozováno společně se zásobní nádrží, je třeba hodnotu tlaku v zásobní nádrži přičíst k výše uvedenému vzorci pro výpočet tlaku:
Tlak = (vzdálenost od místa instalace čerpadla ve studni k povrchu země + vodorovná vzdálenost od studny k nejbližšímu bodu vody + výška nejvyššího bodu vody v domě + tlak v akumulační nádrži ***) × odolnost proti vodě součinitel
Poznámka * – při výpočtu mějte na paměti, že 1 vertikální metr se rovná 10 horizontálním;
** – koeficient voděodolnosti je vždy roven 1.15;
*** – každá atmosféra odpovídá 10 vertikálním metrům.
Matematika pro domácnost Pro názornost si nasimulujme situaci, kdy čtyřčlenná rodina potřebuje vybrat čerpadlo pro studnu hlubokou 80 metrů. Dynamická hladina zdroje neklesne pod 62 metrů, to znamená, že čerpadlo bude instalováno v hloubce 60 metrů. Vzdálenost od studny k domu je 80 metrů. Výška nejvyššího bodu odběru vody je 7 metrů. Vodovod má akumulační nádrž o objemu 300 litrů, to znamená, že pro fungování celého systému musí být uvnitř akumulátoru vytvořen tlak 3,5 atmosféry. Počítáme:
Jaké čerpadlo je v tomto případě potřeba pro studnu? – vynikající možností by byl nákup Grundfos SQ 3-105, jehož maximální hodnota tlaku je 147 metrů, s produktivitou 4,4 m³/h.
V tomto materiálu jsme podrobně zkoumali, jak vypočítat čerpadlo pro studnu. Doufáme, že po přečtení tohoto článku budete schopni vypočítat a vybrat studniční čerpadlo bez vnější pomoci, které díky kompetentnímu přístupu vydrží mnoho let.
Doporučujeme také přečíst:
- Jak vybrat čerpadlo pro studnu – doporučení odborného výběru
- Instalace (instalace) čerpadla do studny – podrobný návod se schématy zapojení
- Výměna čerpadla ve studni – důvody, nuance, možnosti
- Jak dostat čerpadlo ze studny? – rady od profesionálů s příklady
Výkon čerpadla je významnou technickou charakteristikou odstředivého čerpadla, která určuje vykonanou práci za určité časové období. Čerpadlem rozumíme systém pro dopravu čerpané kapaliny. Kapalina může být čistá nebo smíšená s pevnými částicemi. Každé čerpadlo čerpá frakce určitého průměru. Čerpadlo se liší od zařízení pro zvedání vody svou schopností zvýšit tlak nebo kinetickou energii.
Pro výpočet čistého výkonu je důležité vzít v úvahu dva důležité pojmy. Dopravní tok čerpadla je označen Q. Toto je množství vody, které vstupuje do čerpadla. Všechna měření se provádějí za jednotku času. Hlava čerpadla je mechanická energie produkovaná při průchodu kapaliny čerpadlem. Je určena dvěma hodnotami – energií na vstupu a energií na výstupu z vody. Zjednodušeně řečeno, hlava čerpadla určuje výšku, do které může vodní čerpadlo dopravovat kapalinu.
Dalším důležitým parametrem bude výkon spotřebovaný čerpadlem. Označuje se písmenem N. Jednotkou měření bude kW. Užitečný výkon je Np nebo výsledný výkon, který vzniká, když určité množství vody projde jednotkou času.
Účinnost vodního čerpadla je množství ztracené energie. To je energie, kterou motor spotřebuje na provoz.
V tomto procesu není vytvořená energie pouze ta vynaložená na čerpání vody, ale také několik dalších druhů. Celkové ztráty v čerpadlech jsou určeny vzorcem: 1 – účinnost. Čím nižší je účinnost, tím méně přebytečné energie vzniká. Při zohlednění všech existujících účinností a jejich příčin je tedy možné snížit celkové ztráty v čerpadle.
Výpočet účinnosti v čerpadle a motoru
Během údržby nebude odborník schopen s vysokou přesností určit výkon, zbývající životnost ložisek čerpadla nebo motoru. Je to stav těchto dílů, který může způsobit výměnu nebo servis čerpadla. Na druhou stranu při používání čerpadla můžete nezávisle určit pokles výkonu a související problémy. Objektivně, pokud se jednotka zpomalila při přepravě kapaliny z bodu „A“ do bodu „B“, znamená to nutnost výměny motoru nebo samotného odstředivého čerpadla.
V určitých situacích je potřeba kvantifikovat ztrátu účinnosti. Ve skutečnosti je možné kvantifikovat stávající účinnost čerpadla nebo motoru a porovnat ji s technickými vlastnostmi zařízení.
U vodních čerpadel se rozlišují následující typy účinnosti:
- Hydraulické. Závisí na velikosti rotace lopatek čerpadla při čerpání vody. Určeno průtokem vody uvnitř čerpadla. Pokud hydraulická účinnost překročí normu, čerpadlo bude méně schopné zvedat vodu do výšky. Tlak čerpadla klesá.
- Objemový. Jedná se o potenciální netěsnosti v čerpadle, které snižují množství vody při zavádění kapaliny do systému. Objemová účinnost je určena vydělením skutečného průtoku dodávaného čerpadlem při daném tlaku jeho teoretickým průtokem.
- Mechanické. Zvyšuje se v důsledku silného tření uvnitř zařízení. K tomu může dojít v důsledku opotřebení dílů, malého množství maziva nebo nedostatku kapaliny. V důsledku toho lze výrazně snížit výkon čerpadla. Stanoví se vydělením teoretického točivého momentu potřebného k jeho pohonu skutečným točivým momentem potřebným k jeho provozu. 100% účinnost znamená, že pokud čerpadlo proudí s nulovým tlakem, není k jeho pohonu potřeba žádná síla ani krouticí moment.
Obecně platí, že účinnost závisí na provozuschopnosti čerpadla, kvalitě a stavu těsnění a energii vynaložené na mechanické tření. Bez odkazu na teoretický průtok nemá skutečný průtok naměřený průtokoměrem smysl.
Údaje o výkonu
Ukazatele výkonu čerpadla jsou určeny křivkou. Označuje vztah mezi průtokem čerpadla a tlakem. Tyto dvě dimenze se dotýkají v jednom bodě. Pokud se podíváte na graf výše, můžete definovat koncept pracovního bodu.
Představuje průsečík hydraulických charakteristik sítě a tlaku. Graf také zobrazuje oblasti stabilního provozu zařízení. Segment QH přesahující nad bod dotyku určuje oblast nestabilního provozu jednotky. Během tohoto období je pravděpodobné, že dojde k přerušení práce. Když je nulový přívod vody, zapne se volnoběh.
Jak zvýšit výkon odstředivého čerpadla?
Odstředivé čerpadlo není navrženo tak, aby vytvářelo jeden konkrétní soubor provozních podmínek, jak by si kupující přál. Tento typ čerpadla je navržen tak, aby poskytoval plný výkonový rozsah, jak je znázorněno na grafu.
Abyste plně ocenili chování křivky čerpadla a vztah mezi dopravní výškou a výkonem odstředivého čerpadla, představte si, že čerpadlo vypouští vodu do přímého vertikálního potrubí. Pokud je potrubí umístěno vysoko, kapalina nakonec dosáhne určité úrovně, nad kterou již nebude moci stoupat. Tímto způsobem se určuje maximální tlak, který může odstředivé čerpadlo vyvinout s touto polohou potrubí. Může to fungovat, ale nebude schopen přesunout kapalinu za tuto úroveň. V tomto případě se čerpaná kapalina zastaví ve skříni zařízení, ale neprojde čerpadlem. Proto při maximálním výkonu čerpadla bude nulová dopravní výška.
V tomto případě můžete udělat otvor v potrubí na nižší úrovni. Čerpadlo tak bude neustále vyvíjet stále větší kapacitu. Pokud to přenesete do grafu, můžete určit výkon čerpadla. Křivka se nezastaví při nulovém tlaku. Ale při poruchách čerpadla nad určitým výkonem je křivka obvykle přerušena. Tato křivka definuje:
- výkon, který může toto čerpadlo vyvinout;
- míra celkové dopravní výšky, když čerpadlo běží určitou rychlostí s daným průměrem oběžného kola.
Nemůžete se zcela spolehnout na údaje z křivky. Skutečné podmínky na křivce budou záviset na systému, ve kterém pracuje. To znamená, že systém řídí čerpadlo a určuje provozní podmínky bez ohledu na parametry výrobního tlaku.
Faktory jako gravitace a tření mohou bránit toku tekutiny z jednoho místa do druhého. Pro snížení gravitace musí kapalina stoupat vertikálně. Vzdálenost mezi zdrojem a konečným bodem transportu tekutiny se nazývá celková statická výška. Nejedná se o proměnnou průtoku a graf porovnávající tyto dvě hodnoty se zobrazí jako přímá vodorovná čára.
Další důležitou vlastností čerpadla je tření. Tento termín definuje odpor proti proudění. Počítá se ze ztrát ze všech zdrojů (například ve filtrech, výměnících tepla). Údaje o ztrátách lze měřit měřením vstupního a výstupního tlaku. Se zvyšujícím se průtokem rostou i ztráty třením. To se děje velkou rychlostí.
Zohledňuje se také tlak na zdroji sání a vypouštěcí nádrži. Pokud se jedná o uzavřené nádoby s různými tlaky, výsledný rozdíl se přičte k ukazateli celkového tlaku. V tomto případě bude graf konstruován jinak: křivka bude začínat na úrovni statického tlaku a bude se postupně zvyšovat v závislosti na nárůstu tlakového průtoku.
Pokud vyberete správné čerpadlo, výkon protne křivku v určitém bodě. Tento bod bude indikovat provoz zařízení. Existuje také několik způsobů, jak regulovat provoz odstředivého čerpadla:
- Změna vlivu na systém čerpání vody. Jedná se o nejjednodušší metodu, jejímž principem je použití ventilu. Instaluje se do tlakového potrubí. U takových experimentů existuje potenciální riziko kavitace. To je vysvětleno skutečností, že poloha ventilu může ovlivnit pracovní bod.
- Regulace otáček čerpadla. Jedná se o efektivní způsob, jak snížit ztráty, které ovlivní výkon odstředivého čerpadla. Povoleno pouze u modelů zařízení s možností regulace rychlosti otáčení.
- Metoda spojená se změnou technických charakteristik jednotky. Pomocí pomocných prvků můžete nastavit přítlačnou sílu, úhel lopatek pohyblivé části a počet pracovních stupňů.
V praxi můžete pro změnu indikátorů výkonu čerpadla použít několik pracovních metod. Před provozem je důležité prostudovat možnosti čerpadla a jeho technické možnosti. Správná konstrukce a instalace odstředivého čerpadla vám umožní využívat zařízení na plný výkon.
