Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе?

Если просмотреть переписку на тему автономного водоснабжения на различных строительных порталах и форумах, то один из часто встречающихся вопросов – почему в бак вместо обозначенной в его паспорте емкости (к примеру) 50 л заливается всего 30 – 35? Как результат – устройство работает не совсем корректно. Основная причина – неправильно выставленное давление в гидроаккумуляторе. А каким оно должно быть в гидроаккумуляторе – это и интересует многих пользователей.

О назначении и устройстве ГА подробно рассказывается здесь. Чтобы не повторяться, достаточно лишь отметить, что в баке изначально есть воздух. Он закачивается в него еще на производстве, и давление составляет (для подавляющего большинства моделей) 1,5 атмосферы. Если изделие от известной компании-изготовителя, то небольшую утечку (за предпродажный период) в расчет можно не брать – качественные гидроаккумуляторы не «травят».

Не все пользователи учитывают, что ГА функционирует в системе водоснабжения только совместно с реле давления, иначе теряется сам смысл установки бака.

Именно эти два элемента автоматики и обеспечивают стабильность давления в контуре и регулируют интервал между пуском в работу и остановкой насоса.

Но есть и еще ряд нюансов, которые правильно оценить может лишь профильный специалист. Например, как рассматривать следующую рекомендацию, размещенную на одном из форумов – взять разницу высот (в м) между ГА и верхней точкой водоразбора (H) и разделить эту цифру (число) на 10. Частное – это и есть рекомендуемое давление в баке (в атм). У человека, хоть немного понимающего, как организуется схема водоснабжения, неминуемо возникнут хотя бы такие элементарные вопросы.

• В любом доме есть много бытовой техники, присоединяемой к водопроводу. Для каждого изделия – свой нижний порог давления, при котором оно может нормально функционировать. Как это учесть?
• Трубы в жилых строениях прокладываются по-разному. На это влияют этажность здания, внутренняя планировка и так далее. Каждый поворот «нитки», отвод от нее, фитинги – это некоторая потеря давления. Есть ли поправочные коэффициенты для всех подобных случаев?

Существует главное правило настройки гидроаккумулятора – давление в нем должно быть на 10% ниже минимального (для включения перекачивающего устройства), установленного при регулировке срабатывания реле. Но это типовая рекомендация, которой следует придерживаться. В принципе, можно взять разницу и в 12, а то и 15%. Но точно определить ее способен лишь специалист, с учетом всех нюансов системы.

Наиболее вероятные последствия неправильной настройки гидроаккумулятора

• Некорректная работа бытовой техники, присоединенной к контуру водоснабжения. Например, периодические сбои в функционировании котельного оборудования, а то и аварийная остановка агрегата.
• Снижение ресурса насоса по причине повышенного износа.
• Проблемы с напором из кранов на последних этажах дома.

Производители прилагают к каждому гидроаккумулятору инструкцию, в которой расписан порядок его настройки. В чем сложность? Сортамент реле давлений значительный, и у каждой модели – свои характеристики.

Одна из основных – так называемая «дельта», то есть разница между Pmin (для пуска насоса) и Pmax (для его отключения). Применительно к большинству этих приборов она равна 1 (иногда 1,5). Но ни одно руководство не в состоянии учесть всех особенностей конкретной системы, самого строения, его «наполнения» техническими устройствами, способов их подключения и так далее.

Вывод

Он напрашивается сам собой. Несмотря на кажущуюся простоту настройки давления в гидроаккумуляторе, данную технологическую операцию целесообразнее доверить профессионалу. Логика достаточно проста – лучше оплатить его услуги «здесь и сейчас», чем не в такой уж далекой перспективе тратить деньги за визиты различных мастеров (по ремонту котла, посудомоечной машинки, того же насоса и так далее). Однозначно – в совокупности обойдется значительно дороже. А если учесть еще и неудобства, нервы, время, то решение более чем рациональное.

Компания «АЛЬФАТЕП» всегда окажет проживающим в Подмосковье практическую помощь в выборе оптимальной модели гидроаккумулятора и его настройке. Достаточно лишь позвонить на номер ее контактного телефона 8 (495) 109-00-95, и сотрудники подробно проконсультируют по любому вопросу, касающемуся организации водоснабжения, подберут требуемый для системы ГА, сами его установят и настроят по давлению его и реле. По желанию клиента, возьмут все оборудование на сервисное обслуживание.

Гидроаккумулятор и реле давления. Настраиваем правильно

Рис1. Гидроаккумулятор

    При сборке насосной станции важнейшим вопросом является настройка реле давления и гидроаккумулятора (Рис.1). От правильно выставленных пределов зависит не только удобство пользования системой водоснабжения, но и продолжительность эксплуатации некоторых элементов насосной станции.

    Часто возникает впечатление, что все те советы, которые можно найти в сети Интернет по настройке давлений, не просто далеки от реальности, но и вредны, так как не соответствуют действительности. Вот и приходится каждому разбираться в принципах работы и настройке самостоятельно. В данной статье приводится порядок действий по настройке давлений, следуя которым удалось отрегулировать работу насосной станции, активно эксплуатируемой уже пятый год.

Рис2. Крышка золотника

Гидроаккумулятор – не только вода. Немного теории

    Внутри металлического бака гидроаккумулятора (ГА) находится резиновая емкость (груша). Насос нагнетает воду именно в грушу. В пространство между стенками бака и емкостью через золотник закачивается воздух. Чем больше воды в груше, тем сильнее сжат воздух и тем выше его давление, стремящееся вытолкнуть воду обратно. Также существуют мембранные модели ГА, в которых металлический бак разделен пополам мембраной, с одной стороны которой находится воздух, а с другой вода.

Рис3. Проверка давления

Практика. Воздух

    Итак, вот он – купленный гидроаккумулятор. Прежде всего, необходимо определить давление воздуха в нем. Несмотря на то, что производитель, обычно, накачивает 1,5 Атмосферы, бывают случаи, когда из-за утечки к моменту продажи это значение намного ниже. Обыкновенный автомобильный золотник закрыт декоративным колпачком (Рис.2). Откручиваем его и проверяем давление в баке (Рис.3). Чем проверять? Так как погрешность даже в 0,5 атм. существенно влияет на работу всей системы, то чем выше точность используемого для проверки манометра, тем лучше. На рынке представлены три вида таких манометров: электронные, механические автомобильные (корпус металлический) и пластиковые, идущие в комплекте с некоторыми насосами. Последние дают огромную погрешность, поэтому для ГА их лучше не использовать. Обычно они китайского происхождения, в непрочном пластиковом корпусе. На показания электронных влияют температура и заряд батареи, к тому же их стоимость довольно высока. Поэтому используем обычный автомобильный манометр, желательно прошедший поверку. Чем на меньшее значение градуирована шкала, тем лучше. Например, если шкала рассчитана на 20 атм., а измерить нужно всего 1-2, то высокой точности измерения ждать не стоит.

Рис4. Реле давления

    Меньшее количество воздуха в баке означает больший запас воды, но разброс давления при закачанном и почти опустошенном баке будет довольно велик. Тут все зависит от предпочтений. Если необходимо, чтобы давление воды в водопроводе постоянно было высоким (городским), то воздуха в баке должно быть не менее 1,5 атм. Соответственно, кто-то может решить, что напор даже в одну атмосферу для бытовых нужд вполне достаточен. В первом случае ГА запасает меньше воды, что означает частое включение подкачивающего насоса и потенциальные проблемы при отсутствии электричества, так как нет запаса воды. А во втором жертвовать приходится давлением: при заполненном баке можно принять душ с массажем, а по мере уменьшения воды удобна будет только ванна.

    Определившись с желаемым режимом работы, следует либо стравить лишний воздух, либо подкачать. Не рекомендуется уменьшать давление ниже 1 атм., а также слишком перекачивать. Недостаточное количество воздуха означает, что наполненная водой груша может локально тереться о стенки бака, постепенно повреждаясь. В то же время, избыток воздуха не позволит закачать много воды, так как существенная часть объема ГА будет занята им.

Реле давления

    Открываем крышку реле давления (Рис.4). Здесь доступна настройка верхнего и нижнего пределов срабатывания, то есть, значений давления, при которых насос будет отключаться и включаться. Две гайки и две пружины: большая (P) и малая (дельта P). Большая пружина отвечает за нижний предел или за давление включения насоса, что одно и то же. Из конструкции видно, что ее действие словно помогает воде замкнуть контакты.

    Малая позволяет выставить разницу давлений. Кстати, это говорится во всех инструкциях, однако не указывается, что является точкой отсчета. Так вот, основным является нижний предел, то есть гайка пружины «P». Пружина разницы давлений, конструктивно, сопротивляется давлению воды: она отталкивает подвижную пластину вниз, от контактов.

Практика. Вода

    После выставления нужного значения давления воздуха, подключаем ГА к системе и включаем в работу, внимательно следя за водяным манометром. На каждом ГА указаны значения рабочего и предельного давлений – их превышения недопустимо. Также в техническом паспорте к насосу указывается его напор (в метрах): 10 м соответствует 1 атмосфере. Насос должен быть вручную отключен от сети при:

• достижении рабочего давления ГА;
• достижении предельного значения напора насоса. Это просто определить – рост давления прекращается.

    Обычно, мощности насосов не позволяют накачать бак до предела, да и необходимости в этом нет, так как снижается ресурс, как насоса, так и груши. В большинстве случае значение давления отключения выбирается на 1-2 атм. выше, чем включения.

    Например, манометр показывает 3 атм., что, по мнению владельца насосной станции, достаточно для его нужд. Отключаем насос и медленно вращаем гайку «дельта P» на уменьшение, пока механизм не сработает.

    Открываем кран и сливаем воду из системы. При этом наблюдаем за манометром и значением, при котором реле включится – это давление включения насоса (нижний предел). Оно должно быть немного больше (на 0,1-0,3 атм.) давления воздуха в пустом ГА. Благодаря этому груша прослужит дольше. Вращая «P», выставляем нижний предел, снова включаем насос в сеть и ждем, пока не будет достигнуто нужное давление. Подстраиваем гайку «дельта P». Гидроаккумулятор настроен.

    Раз в 1 — 3 месяца необходимо в обязательном порядке проверять давление воздуха. Вода из бака при этом должна быть слита (отключаем насос от сети и открываем краны).

Рекомендуемая продукция нами

насосы grundfos sq, grundfos sqe

для чего нужен и как работает

Такое приспособление как гидроаккумулятор для систем водоснабжения представляет собой цилиндрическую герметическую ёмкость, в которой установлена специальная мембрана или груша для регулирования давления воды.

Для чего нужен

Основным предназначением нашего устройства является поддержание оптимального давления жидкости в водопроводе. Такое оборудование защищает насосную станцию от частых запусков и преждевременного износа деталей, обычно это приводит к подгоранию контактов реле регулятора. После отключения электропитания в ёмкости остаётся определённый запас воды.

Основными функциями описываемого прибора считается:

• Продление эксплуатации насоса. Запуск двигателя происходит после исчерпания запаса жидкости в баке. Длительность эксплуатации прибора зависит от частоты его запусков. Установка мембранного бака позволяет увеличить время между включениями, что продолжит длительность эксплуатации подкачивающего прибора;
• Поддержание давления в системе по заданным параметрам. При отсутствии гидроаккумулятора перепады напора происходят во время одновременного включения нескольких потребителей, например, водопроводного крана и душа;
• Устройство позволяет сохранять некоторый запас воды при отключении электроэнергии. Такое качество особенно ценно при эксплуатации автономного водопровода в частном доме.

Устройство

Как мы уже говорили, наше приспособление разделяется грушей на две части. В одной из них собирается жидкость, в другой – сжатый воздух. После заполнения груши напор воды сбалансируется давлением воздуха, поэтому жидкость капсулы не будет касаться к металлическим стенкам резервуара. Мембрана не раздувается до значительных размеров через внутреннее давление воздуха. На корпусе установлен клапан для регулирования давления.

Обратите внимание! Подводящие патрубки должны подсоединяться к гидроаккумулятору таким образом, чтобы можно было быстро разобрать прибор для ремонта без сливания воды из системы.

В резервуарах с объёмом больше 100 литров предусмотрен специальный клапан, который служит для отвода лишнего воздуха, выделенного из жидкости.

В меньших по габаритам ёмкостях для подобных целей используют специальный кран.

Принцип работы

Рассматриваемое устройство работает следующим образом. Насосная станция из скважины подаёт воду в мембрану под определённым давлением. Когда величина напора достигнет порогового значения, насосная станция отключается.

Во время потребления жидкости давление падает, что приводит к повторному включению. Эффективность работы приспособления зависит от объёма бака. При увеличении габаритов ёмкости снижается нагрузка на насос. Реле давления можно выставить на определённый запас воды методом вращения специальных гаек.

При продолжительной работе гидроаккумулятора присутствующий в жидкости воздух скапливается в мембране, заполняя полезное пространство, которое могло бы использоваться для воды. В связи с этим рекомендовано проводить профилактические действия, которые заключаются в стравливании скопившихся газов. Подобные операции необходимо проводить с периодичностью в 1-3 месяца.

Реле давления для гидроаккумулятора и как отрегулировать

Рассматриваемое приспособление используется для автоматического регулирования работы насоса. При регулировании реле давления нужно обратить внимание на следующие термины:

• Нижнее давление – это параметры запуска насоса, стандартное значение 1,5 Бар;
• Параметры верхнего давления используются для раздвижения контактов реле и дальнейшего отключения насоса. Здесь используются показатели в 2,5-3 бар;
• Гранично допустимое давление не должно превышать 5 бар.

После запуска станции вода начинает накапливаться в мембране или груше. В дальнейшем жидкость будет выталкиваться по трубам к потребителям. После приобретения необходимого оборудования нужно проверить давление воды. Рассматриваемые устройства имеют специальные манометры, но эксперты утверждают, что такие приборы имеют значительные погрешности измерений.

Обратите внимание! Для проверки показателей давления рекомендовано использовать манометр для автомобиля со специальной шкалой.

Реле давления

Во время проверки давления воздуха в мембранном баке снимают защитную крышку и подсоединяют манометр к ниппелю. Следует заметить, что при уменьшении давления в гидробаке, увеличивается объём закачанной жидкости.

Для создания необходимого напора жидкости в ёмкость нужно закачать воздух до установления давления на значении в 1,5 атмосфер. Увеличение показателей приводит к частым включениям и изнашиванию насоса. Слишком маленькое давление приведёт к раздуванию и выходу из строя резиновой груши.

Во время регулирования реле нужно снять крышку из прибора, после чего мы обнаружим корпус с двумя пружинами, на которых вкручены большая и маленькая гайки. Заметим, что первая гайка регулирует нижний уровень давления (обозначим её символом Р). Вторая, маленькая гайка используется для регулировки разницы давления (обычно обозначается буквой Н).

Работу начинают относительно нижнего давления, которое выставляется на большой пружине.

Гидробак с реле давления

После заполнения гидробака сжатым воздухом включают насос и следят за положением стрелки манометра. Если показатели превысят верхнюю границу, нужно будет отключить насос. Предельный напор в системе устанавливается после остановки стрелки на манометре.

Обратите внимание! При регулировке нужно соблюдать рекомендованные параметры работы насосной станции, указанные в инструкции к изделию.

Во время настройки реле желательно соблюдать разницу между верхней и нижней границей давления в пределах одной или двух атмосфер, что обеспечит правильное использование насосной станции. После закачки воды и установления верхнего порога, насос отключают и начинают регулировать реле. Для этого маленькую гайку вращают до запуска механизма. Далее сливают воду с системы до тех пор, пока не запустится насос. Обычно это происходит при нижнем пороге давления.

Важно! Установите нижнюю границу на 0,1-0,3 атмосферы выше, чем давление в гидроаккумуляторе. Это позволит увеличить срок эксплуатации груши.

На следующем этапе работ вращаем большую гайку для установки нижнего давления. Далее включаем насос и следим за показателями стрелки манометра, она должна подняться до верхнего уровня. На этом работу по регулированию реле давления можно считать оконченной.

Автоматика для насоса с гидроаккумулятором и реле давления

Автоматические приборы для регулирования работы насосной станции позволяют минимизировать присутствие человека во время работы системы. В данном случае необходимо правильно настроить реле на подачу нужного давления в систему (эти операции мы рассматривали выше).

Гидроаккумулятор в системе водоснабжения

Как отмечают эксперты, основной причиной сокращения продолжительности жизни насоса считается так называемый сухой ход, когда устройство работает без воды. Такое явление может происходить при частых отключениях электроэнергии. Точками риска с возможным возникновением сухого хода принято считать:

• Неправильный подбор рабочих параметров насоса, который используется для откачки воды со скважины или колодца, а особенно при засушливом лете, когда падает уровень грунтовых вод;
• Выход воды из накопительной ёмкости. В данном случае необходимо срочно выключить насос.

Для защиты от возможности появления сухого хода используется автоматика:

• Поплавковый выключатель — это сравнительно недорогой прибор, который применяется для перекачки жидкости из колодцев или резервуаров. На практике используют два основных вида поплавков. Первый тип автоматики останавливает насос при полном заполнении ёмкости, когда вода доходит до уровня поплавка и размыкает контакты. Во втором случае кабель прибора подключают в разрыв электропроводки для запитывания насоса. Остановка насоса происходит при опускании уровня жидкости ниже критического уровня;
• Специальное реле давления выставляется на отключение насоса производителем. Размыкание контактов прибора происходит при понижении давления в системе до показателей в 0,4…0,6 бар. Запускается насос вручную после устранения причины сухого хода.

Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе и как накачать

Как мы уже говорили, основным предназначением гидроаккумулятора считается уменьшение количества запусков насоса, что в конечном итоге приведёт к увеличению срока его службы, защиты системы от гидроударов. Чтоб установленное оборудование работало правильно нужно знать, какое давление должно быть в гидробаке.

Важно! Следует понимать, что гидроаккумулятор накачивают во время отсутствия воды в резервуаре.

Подключение к насосу

Существует несколько формул для расчёта давления в расширительном баке. По мнению экспертов, эти показатели должны быть меньшими от параметров давления, при которых происходит запуск насоса. Если оборудование работает в диапазоне 1,5…3 бара (что рекомендовано производителем), то гидроаккумулятор нужно будет накачать до 1,3 бар, т.е. на 0,2 бар меньше, чем нижнее давление реле.

Обычно производители поставляют оборудование с накаченным расширительным баком. Давление в ёмкости должно находиться в пределах 1,5 бара, но иногда оно падает. Перед первым запуском насосной станции нужно проверить давление воздуха специальным манометром, при необходимости подсоединить автомобильный насос к ниппелю и подкачать. Также можно добавлять давление, при помощи ручного насоса, периодически проверяя его параметры манометром.

Необходимо проводить периодический осмотр установленного оборудования для подачи воды. Дело в том, что в воде всегда имеется определённый запас сжатого воздуха, присутствие которого уменьшает полезный объём мембраны. В баках с объёмом от 100 литров для стравливания лишнего воздуха присутствуют специальные клапана, в меньших по объёму резервуарах такие приспособления не предусматриваются.

Для отвода лишнего воздуха из груши проводят следующие действия. Отключаем насос и сливаем всю жидкость из расширительного бачка методом включения одного из кранов. Подобную работу проводим несколько раз подряд, что будет способствовать отводу лишнего воздуха из водопроводной системы.

Схема водоснабжения частного дома от скважины с гидроаккумулятором

При необходимости установки автономного водопровода в частном доме многие хозяева загородной недвижимости бурят скважину, глубиной от 40 до 60 метров. Насосную станцию располагают в специальном приямке возле скважины, что повысит эффективность её работы.

Гидробак в схеме водоснабжения из скважины

В большинстве случаев подающий напор воды проходит через гидроаккумулятор, что позволяет сбалансировать давление в системе и защитить трубы от возможного гидроудара. Заметим, что в резервуаре сохраняется некоторый запас жидкости, который можно использовать после отключения электроэнергии. В дальнейшем вода из бака поступает в систему.

Обратите внимание! Как отмечают эксперты, установка гидравлического аккумулятора не считается обязательной, но это устройство позволяет повысить эффективность работы водопровода.

Гидроаккумулятор и расширительный бак – в чём разница

Расширительный бак

По внешнему виду две рассматриваемые ёмкости похожи между собой. Расширительный бак используется в отопительной системе, его основным предназначением считается компенсация лишнего давления, которое возникает в результате расширения нагретой жидкости. Во время работы котла повышается температура теплоносителя, что приводит к его расширению и увеличению объёма.

Как утверждают эксперты, подогрев воды всего на 10 градусов увеличивает её объём на 0,3%. То есть 50 градусная разница в показаниях температуры теплоносителя до и после нагрева увеличит его объём на 1,5%. Жидкость не сжимается, она должна куда-то деваться. Для этого и используется расширительный бак.

Гидроаккумулятор считается одним из основных приборов водопроводной системы. Основными задачами этого устройства является накопление воды в системе и поддержание необходимого давления. Присутствие дополнительного резервуара позволяет сократить количество включений насосной станции, что будет способствовать продолжительной работе силовой установки.

Следующей важной функцией мембранного бака считается защита водопровода от гидроудара. Как известно гидравлический удар чаще всего возникает в момент запуска или отключения насосной станции, а также при резком перекрытии кранов. Резиновая груша или мембрана в ёмкости позволяет сбалансировать избыточное давление, возникающее в системе.

Вертикальный гидроаккумулятор

Несмотря на то, что расширительный бак и гидроаккумулятор похожи между собой отличия между ними есть, причём значительные. В конструкции гидравлического аккумулятора есть специальная мембрана или груша, которая используется для компенсации давления. В расширительном баке тоже есть специальная перегородка, которая делит ёмкость на две части: первая заполняется водой, вторая – воздухом. Если в расширительном баке отопления кислород и жидкость соприкасаются, то в гидроаккумуляторе соприкосновение этих двух веществ недопустимо.

Как выбрать

Только правильно подобранный гидравлический бак поможет правильно использовать водопроводную систему. На практике используют две ёмкости: мембранную и гидравлическую. В первом резервуаре находится каучуковая капсула, которая раздувается до определённого объёма под давлением воды.

Во второй части резервуара находится сжатый воздух. Во время работы системы выдавливание жидкости происходит за счёт сжатого воздуха. Второй вид гидроаккумулятора идентичен по принципу действия, здесь пространство между воздухом и водой разделяется специальной эластичной мембраной.

Обратите внимание! При подборе рассматриваемого устройства следует отдавать предпочтение баллонному варианту. В таком резервуаре капсула не контактирует с металлическими стенками ёмкости.

Разнообразие гидроаккумуляторов

При выборе прибора для автономного водопровода необходимо рассчитать потребность семьи в воде. Во время отключения электроэнергии в приборе может находиться различное количество воды (объём увеличивается с увеличением габаритных размеров резервуара). При покупке гидравлического бака обращают внимание на следующие важные детали:

• Независимо от объёма резервуара, груша будет занимать только половину бака. Для автономной системы, используемой в частном доме, подойдёт резервуар с ёмкостью в 80-100 литров. Такого объёма хватит для беспрерывной работы насосной станции с производительностью 30л/час. При этом устройство будет включаться не более 30 раз за час;
• Ориентируются на максимальный расход воды, когда её используют все члены семьи одновременно;
• 100-литровый гидроаккумулятор позволит сохранить достаточный запас воды после отключения электроэнергии.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность работы прибора, его располагают в непосредственной близости к скважине.

4 важных совета по установке насосной станции для давления воды

Развитая инфраструктура в частном доме, на даче или загородном участке мечта любого владельца жилой недвижимости. Стабильное водоснабжение можно назвать основным показателем комфортной эксплуатации любого жилища. Учитывая неблагоприятные условия работы стационарных трубопроводов, установка насосной станции в частном доме считается наиболее приемлемым вариантом водоснабжения. Вашему вниманию здесь представлены 4 совета по монтажу насоса для воды, которые помогут не затопить ваш дом и продлят насосу жизнь.. Данная схема является наиболее актуальной для продолжительного использования.

Для тех, кому не все будет понятно, в самом низу будет подробное видео с пояснениями

Установите фильтры

Два фильтра для очистки. Самопромывающийся и полипропиленовая нить

Изначально проектирование и подключение насосной станции требует соблюдения требований установленного регламента общей эксплуатации всей конструкции в целом. Для первичной очистки воды требуется наличие определённых очищающих элементов. Распространённым вариантом считается установка фильтров механической очистки на входе водоснабжения перед насосной станцией.

Первый фильтр состоит из пластиковой колбы с сеткой внутри для сбора крупных частиц мусора. Следующий очищающий элемент установлен сразу за первым, состоящий из колбы, внутри которой установлен фильтр полипропиленовая нить. С её помощью происходит окончательная фильтрация (очистка) воды, поступающей в основной водопровод дома.

Обычно оба фильтра используются не только для водоснабжения. Опытные проектировщики параллельно с подачей воды используют фильтра на выходе для накопительной емкости. То есть отфильтрованную воду можно подавать сразу напрямую в дом, или через накопительную ёмкость. Это могут быть водонагреватель, большой резервный накопитель и др.

Установите реле давления

Реле давления устанавливается сразу за насосом

Следующая рекомендации связана с работой, непосредственно с самой насосной станцией подачи жидкости. Согласно техническим параметрам агрегат может максимально выдать фиксированное давление. Обычно это 3-5 атмосфер. В нашем случае станция Grudnfos MQ 3-45 выдает 4,5 амтосферы.

Если прокачка воды будет производиться из накопительной ёмкости, давление в трубопроводе составит так же 4,5 атмосферы. В случае забора из основных систем водоснабжения дело обстоит немного иначе. Вода из основного трубопровода подаётся под разным давлением. Если давление в водопроводе подскочит до 3 бар, плюс мощность станции 4,5 бар в итоге получится около 7 бар. Такой показатель в любом случае очень негативно скажется на работе всей системы трубопровода в помещении. Могут повредиться стыковые соединения фитингов, сами трубы и другие важные элементы конструкции.

Чтобы этого не произошло, на выходе насосной станции должен быть установлен реле давления насосной станции. То есть на входе, к примеру, 7 бар, после прохождения через реле давления получится 4 бар (если выставите это значение), что необходимо для нормальной работы всей системы. Устройство самого регулятора предусматривает возможность регулировки давления воды под конкретные условия эксплуатации. В итоге, как только станция нагонит установленные 4 бар, реле даёт команду на выключение насоса.

Подключите использование гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор для насосной станции на 50 литров

Подключение насосной станции предусматривает использование гидроаккумуляторов. Обычно это ёмкость на 50 литров (мембранный бак для систем водоснабжения). Возникает естественный вопрос, для чего такие сложности. Хотелось бы заметить, что данная схема используется во всех «крутых» системах водоснабжения Европы и России.

Основная работа гидроаккумулятора состоит в экономии электроэнергии и срока службы насосной установки. Как это происходит? Сама конструкция гидроаккумулятора  представляет собой временный накопитель давления воды. Обычно у любого владельца возникает необходимость кратковременного открытия крана на кухне или в ванной (помыть руки, намочить тряпку и др.). В стационарном трубопроводе кратковременное открытие крана, не отражается на запуске насосной установки.

В условиях такой эксплуатации насоса, всегда происходит кратковременное его включение. Давление в трубах в любом случае сразу упадёт ниже 4 бар. Как правило, любой запуск электродвигателя насосной станции потребляет большую мощность, соответственно и повышается расход электроэнергии. А также частое включение влияет на срок службы всех деталей агрегата.

Для долгосрочного поддержания необходимого давления в системе применяются специальные расширительные баки. Теперь при кратковременном открытии (использования) крана, смесителя станция запускаться лишний раз не будет. Когда в баке после частых включений упадёт уровень воды, естественно включится насос, пока снова не создастся определённое давление, и так по кругу.

Установите редуктор давления

Редуктор давления выставляем на 1,5-2 бара

Данный прибор имеет несколько типов конструкции (поршневой или мембранный). В данном случае речь пойдёт о конструкции поршневого типа. Это так называемый дополнительный элемент ограничения давления в системе после реле насосной станции. Обычно давление 4 бар то же считается высоким показателем. На редукторе можно выставить 1-1,5 бар, что обеспечит стабильную эксплуатацию всей системы в целом.

Для полной ясности повторим ещё раз. Реле давления на станции устраняет общую перегрузку из стационарных сетей. Редуктор давления обеспечивает комфортные условия использования водопроводных сетей в доме.

У пытливого читателя может возникнуть технически правильный вопрос: почему необходимо использовать два варианта сброса давления. Можно спокойно выставить, например 1,5 на реле насосной станции. Весь секрет заключается в эксплуатационных параметрах гидроаккумулятора. Для его заполнения водой требуется создать повышенное давление более 4 бар. Поэтому схематично вся система водоснабжения делится на две зоны, повышенного и пониженного давления.

Сначала идёт подключение от насоса к расширительному баку (зона высокого давления), далее от бака через редуктор в центральный водопровод (зона низкого давления). При большом желании всю конструкцию можно собрать своими руками. Главное соблюдение расчётов и порядок установленных действий. Установка на скважину так же реальна, как и подключение к централизованной подаче воды.

Для полной ясности при подведении итого в необходимо отметить следующие варианты необходимые для стабильной работы всего водоснабжения. А именно:

1. Использовать фильтрующие элементы.
2. Разобраться в работе насосной станции, реле согласно инструкции.
3. Обязательно использовать гидроаккумуляторы.
4. Применять редуктор давления.

Как правило, такое оборудование может иметь приличную стоимость. Но если заранее просчитать возможные варианты классических, устаревших схем водоснабжения, то разница очевидна. В первых сразу нарушается комфорт эксплуатации. Станция постоянно работает (шум, гул электромотора). Давление в сети или слишком маленькое, или наоборот, рвёт все соединения и внутренние детали кранов.

Без фильтрующих элементов засоряются подвижные части насоса, рабочие зоны регуляторов, клапанов. А если забор проводится из скважины, то средства очистки просто необходимы.  Не помешает накопительный бак на случай отсутствия воды некоторое время. В итоге при проведении предварительных подсчётов становится очевидным, что установка насосной станции по представленной схеме, отличный вариант для продолжительного использования с минимальными затратами на обслуживание.

Читайте так же:

Принцип работы и устройство насосной станции водоснабжения

С автономным водоснабжением небольшого частного дома способен справиться обычный бытовой насос. Однако в случае с двухэтажным коттеджем и количеством жильцов от пяти нужно что-то более мощное. Без гидроаккумулятора, реле давления и манометра здесь обойтись будет сложно. Но надо четко себе представлять устройство и принцип работы насосной станции с ним, иначе при выборе этого оборудования можно сильно просчитаться.

Из чего состоит станция подачи воды

Для организации водоснабжения в частном доме магазины предлагают насосные станции в виде компактного блока из гидробака, блока автоматики и электронасоса. Также можно подобную установку подачи воды собрать из отдельных частей и оборудования. Оба варианта приемлемы, но лучше выбрать готовый комплект с гарантией производителя. Это обойдется дешевле и практичней при дальнейшем обслуживании. По устройству собранная в заводских условиях насосная станция водоснабжения отличается от поверхностного насоса наличием системы управления по значениям давления.

В состав входят следующие функциональные компоненты:

• Поверхностный электронасос.
• Гидроаккумулятор с ниппелем и внутренней резиновой “грушей”.
• Манометр.
• Реле давления.
• Соединительная арматура.

Для забора воды к ней подсоединяется всасывающая труба с обратным клапаном и сетчатым фильтром. А к выходному отверстию установки подключается магистраль, транспортирующая перекачиваемую жидкость к точкам потребления. При этом если станция имеет встроенный фильтр и клапан, то ими всасывающий шланг можно не дополнять.

Гидравлический мембранный бак вкупе с центробежным насосом способен поддерживать в водопроводе коттеджа давление в 1,5 атмосфер. Этого вполне достаточно для стабильной работы всей бытовой техники, которая устанавливается в частных домах. Причем большая часть моделей гидроаккумуляторов рассчитана на 4,5 атмосфер максимально возможного давления, чего с избытком хватает даже для коттеджа в два-три этажа. 

Автоматическая станция компакта и не требует тяжелого бетонирования площадки под оборудованием. Самый большой ее элемент – это аккумулирующий воду бак. Однако для ее установки требуется отдельное помещение из-за создаваемого при работе гула. Чаще всего всю установку монтируют на первом этаже или в подвале, где удобней всего ее эксплуатировать и обслуживать.

Несколько дорогим, но вполне разумным решением для размещения оборудования может стать кессон, в котором может быть расположен как весь комплекс агрегатов, так и насос с автоматикой без гидробака, установленного в доме. Бюджет вариант расположения станции на даче предполагает устройство отдельного павильона, защищающего агрегат от атмосферного негатива.  

Состав и особенности блока управления 

В задачу управляющей насосной станцией автоматики входит отслеживание давления в системе и включение/выключение двигателя гидронасоса по мере необходимости. Для этого блок управления включает манометр и реле. Первый контролирует текущее давление, а второе – управляет насосом. 

Основные элементы реле – две пружины. Большая настроена на замыкание контура при самом низком давлении в мембранном баке, когда в нем мало воды. А меньшая контролирует максимум давления, размыкая цепь при достижении последнего.

Реле давления автоматически запускает насос станции при снижении давления до 1,4 бара, например, и выключает при достижении максимального значения, указанного производителем. Нежелательно
менять заводские настройки реле, т.к. они рассчитаны на возможности запорной арматуры.

При покупке насосной станции для работы в контурах с вероятностью кратковременной работы без воды необходимо обратить вниманием на наличие устройства контролера потока. Он предназначен для предохранения двигателя от перегрева в случае отсутствия воды в водозаборе. В таких агрегатах блок управления ориентирован не на предельные значения давления, а на понижение потока.

Принцип работы насоса с гидроаккумулятором 

Емкость мембранного бака подбирается с учетом объема водопотребления. Семейной паре вполне хватит варианта в 25–40 литров, а для семейства в несколько человек придется подбирать устройство от 100 литров. Баки менее 15 л и вовсе покупать рекомендуется только для сезонного использования на даче. Из-за постоянной подкачки воды мембрана в них быстро изнашивается.

В гидробак в исходном состоянии через ниппель (воздушный клапан) закачан воздух, создающий давление в 1,5 атм. Во время работы в мембрану под давлением закачивается вода, сжимающая воздушный «запас». При открытом кране сжатый воздух выталкивает воду.

Считается, что чем больше емкость, тем дольше прослужит насосное оборудование, потому что численность циклов включения/выключения сократиться. Однако бак большой вместительности стоит немало. По правилам гидробак подбирают на основании расчетов, исходя из указанных производителем значений давления включения и выключения, реального расхода воды при включенных одновременно водозаборных точках. 

Резерв жидкости в гидравлическом баке обычно составляет около трети от общего объема емкости. Все оставшееся пространство отдано под сжатый воздух, который нужен для поддержания постоянного напора воды в трубах.

Если гидроаккумулятор в систему водоснабжения встраивается для минимизации связанных с гидроуарами рисков, то бак можно подбирать небольшого размера. В этом случае важен не объем емкости, а наличие мембраны и воздуха за ней. Именно они в случае чего примут на себя удар, сгладив его последствия.

Производительность насоса должна соответствовать объему мембранного бака (для емкости 20–25 л рекомендуется брать гидронасос на 1,5 м3/ч, для 50-ти литров – 2,5 м3/ч, а для резервуара на 100 л – не менее 5 м3/ч).

Работает автоматическая насосная станция в два цикла: 

1. Сначала в гидроаккумулятор закачивается вода насосом из водозабора, создавая в нем избыточное давление воздуха. 
2. При открытии крана в доме мембранный бак опустошается, после чего автоматика вновь запускает насосное оборудование. 

Устройство гидроаккумлятора для насосной станции водоснабжения предельно просто. Он состоит из металлической корпуса и герметичной мембраны, которая разделяет все пространство внутри на две части. В первой из них находится воздух, а во вторую подкачивается вода.

После заполнения гидроаккумулятора реле отключает насос. Открытие крана в умывальнике приводит к тому, что выдавливаемая нажимом воздуха на мембрану вода начинает постепенно перетекает в систему водоснабжения. В какой-то момент бак опустошается до такой степени, что напор ослабевает. После этого опять включается насос, запуская цикл работы насосной станции по новой.  

При пустом баке мембранная перегородка сминается и прижимается к фланцу входного патрубка. После включения гидронасоса мембрана расправляется водным давлением, сжимая воздушную часть и повышая в ней давление уже воздуха. Именно это взаимодействие газ-жидкость через изменяющийся барьер и лежит в принципе работы мембранного бака насосной станции.

Какое выбрать насосное оборудование 

Насосные станции заводской компоновки идут с поверхностным гидронасосом, часто имеющим внутренний или внешний эжектор. Однако гидроаккумуляторы можно также использовать с погружным насосным оборудованием, но им присваивается несколько иной технический термин «насосная система». 

В случае работы в тандеме со станцией мембранные баки могут быть меньше объемом, чем гидробаки для систем с погружными насосами. Это связано с тем, что у погружных насосных агрегатов число допустимых в час включений/выключений меньше, чем у поверхностных насосных машин.

Поверхностные насосы, имеющие внутренний эжектор, имеют серьезные ограничения по глубине водозабора. Они воду способны поднять только с 7–8 метров. Однако они выдают мощный водяной напор на выходе со столбом воды в 40–60 метров (4–6 бар). 

Выбор места для станции водоснабжения

Выбирая месторасположение для насосной станции, необходимо ориентироваться на характеристики гидронасоса. Каждые десять метров горизонтальной трубы между источником воды и насосом снижают его всасывающие способности на 1 м. Если предполагается их разнесение на расстояние более десяти метров, то модель насосного агрегата нужно подбирать с повышенной глубиной всасывания.

Автоматическую станцию системы автономного водоснабжения можно расположить: 

• на улице в кессоне возле скважины;
• в возведенном специально для насосного оборудования утепленном павильоне; 
• в подвале дома. 

Стационарный наружный вариант предусматривает обустройство кессона и прокладку от него напорной трубы до коттеджа ниже уровня промерзания грунта.   При устройстве круглогодично эксплуатируемого трубопровода прокладка его ниже глубины сезонного промерзания обязательна. При устройстве временных летних магистралей на период проживания на даче трубопровод не заглубляется ниже 40 — 60 см или прокладывается на поверхности.

Если выполнить монтаж станции в цоколе или подвале, то не придется опасаться замерзания насоса зимой. Надо лишь всасывающую трубу проложить ниже границы промерзания грунта, чтобы она не перемерзла в сильные холода. Нередко скважину бурят прямо в доме, тогда существенно сокращается протяженность трубопровода. Но не в каждом коттедже подобное бурение возможно. 

Установка насосных станций водоснабжения в отдельной постройке возможно только в случае эксплуатации оборудования в период положительных температур. Однако для районов с очень низкими зимними температурами такой вариант, предназначенный для функционирования круглый год, необходимо утеплять или устраивать систему отопления. Лучше сразу монтировать насосную станцию прямо в обогреваемом доме.

Возможные неполадки в работе установки

Если насос слишком часто включается и тут же отключается, то необходимо немедленно проверить давление воздуха в гидроаккумуляторе. При заниженных показателях надо будет оный подкачать. Но устранить проблему таким способом получится только в том случае, если мембрана и корпус бака не повреждены. Здесь уже поможет только обращение в сервисный центр к ремонтникам.

При появлении водных капель на ниппеле воздушного клапана гидроаккумулятор надо немедленно отсоединить от водопроводной системы. Это прямой признак повреждения мембраны. Без ее замены в подобной ситуации не обойтись. Воздух в водопроводную систему частного дома через мембранный бак поступать не должен.

Если насос вовсе не хочет включаться, то стоит посмотреть на регулировку реле давление. Бывают случаи, когда оно настроено на слишком высокое давление. Но возможен и вариант с попаданием воздуха во всасывающий шланг, что приводит к срабатыванию защиты от сухого хода.

В чем достоинства насосной установки с гидробаком

Насосный агрегат является неотъемлемой частью автономной системы водоснабжения. Он обеспечивает подачу воды из скважины либо колодца, водораздача которой дальше по коттеджу осуществляется за счет работы самого насоса, использования водонапорного бака либо применения гидроаккумулятора.

Гидропневматическая водоподъемная установка и водонапорная емкость предназначены для поддержания постоянного давления во внутридомовой системе водоснабжения.

Использование при раздаче воды по коттеджу только одного насоса сопряжено с множеством проблем. При такой компоновке автономного водоснабжения насосное оборудование вынуждено постоянно включаться/выключаться, из-за чего его срок службы резко сокращается. А в ситуации с отключением электроснабжения жилище вовсе остается без воды.

Чтобы уменьшить износ насосов и обезопасить дом на случай аварий на электрических сетях, в систему водоснабжения дома включается дополнительный накопитель. Это может быть водонапорный бак на чердаке, из которого вода до сантехнических приборов течет самотеком, либо поддерживающий напор в сети искусственным путем гидроаккумулятор (он же мембранный бак или гидробак).

В обоих случаях насос включается для формирования запаса воды в емкости. Только во втором случае запас создается в автоматическом режиме системой управления по параметрам давления. При этом, накопительный бачок позволяет создать резерв воды на случай отключения электропитания, а система с гидробаком без электроэнергии не будет работать вообще. Однако накопитель в наполненном состоянии отличается немалым весом и при установке в пределах чердака требует укрепления перекрытия и теплоизоляции.

Вариант с мембранным баком более удобен и практичен. Принцип работы системы водоснабжения с такой насосной станцией основан на искусственном поддержании водного напора в трубах. Сам насос, качающий воду из водозабора, включается только для заполнения емкости. Далее ее подача в систему осуществляется при помощи сжатого воздуха.

В отличие от варианта с расширительным баком гидропневматическая установка более компактна. Плюс использование гидроаккумулятора мембранного типа гарантирует отсутствие гидравлических ударов в сети и постоянный напор в трубах водопровода, а также упрощает обслуживание системы водообеспечения потребителей в частном доме.

Единственный недостаток насосных станций с гидроаккумулятором – это энергозависимость. Аккумулирующий воду бак часто имеет небольшие размеры в 25–50 литров. Насосу для его заполнения приходится включаться часто, а при отключении света резерва воды хватает не слишком надолго. Для того чтобы исключить подобные ситуации желательно запастись автономным генератором.

принцип работы, как выбрать, где установить, отзывы и цены

Бытовая насосная станция — оборудование для автоматизированного обеспечения водой частного дома. Она может подавать воду из любого источника: колодца, скважины, центрального водопровода или речки. Плюс установки такого устройства — постоянное давление в водопроводной системе, которое позволяет подключать любую бытовую технику.  

Насосные станции для водоснабжения частного дома или дачи состоит из:

• насоса;
• гидроаккумулятора;
• группы контроля и автоматики.

Для ее работоспособности необходимо гарантированное электропитание. Сама установка автономна и вмешательства не требует: вода подается с постоянным давлением — перепад есть, но он небольшой и техникой, а тем более потребителями не ощущается.

Обязательные составляющие насосных станций для водоснабжения частного дома (загородного или в черте города)

Содержание статьи

Насосные станции для водоснабжения частного дома: принцип работы

В современных насосных станциях для подачи воды установлены гидроаккумуляторы, которые представляют собой емкость цилиндрической формы, разделенную на две части эластичной мембраной. Одна часть емкости в заводских условиях заполнена газом. В этой камере создано определенное давление.

При включении насоса вода попадает во вторую часть гидроаккумулятора. Емкость постепенно заполняется, мембрана растягивается, сжимая газ во второй части еще больше. Таким способом в системе водоснабжения частного дома (дачи) создается давление. Его величина контролируется датчиками реле давления. При достижении порогового значения (порядка 2-4 атм) датчики подают команду на отключение насоса. Пока в системе краны не открыты,  давление стабильно, насос больше не работает.

Принцип работы насосных станций: подкачка воды по мере необходимости в специальный резервуар — гидроаккумулятор

Где-то открывается кран. Вода в него поступает из гидроаккумулятора, в котором по мере расхода понемногу падает давление. При достижении нижнего порога срабатывает второй датчик, который дает команду на запуск насоса, вода снова начинает поступать, выравнивая давление. После того, как кран закрыт, насос работает еще какое-то время, потом отключается.

Таким образом в системе поддерживается стабильное давление. Это значит, что вы можете использовать в доме любую технику — и стиральную и посудомоечную машину и водонагреватель. При желании можно организовать автоматизированный полив участка или газона.

Типы и виды, особенности подключения

Основная рабочая часть этого оборудования — насос. Именно его тип определяет их основные технические характеристики. О насосах и пойдет речь.

Поверхностные и погружные

Большая часть станций, поставляемых с заводов в собранном виде, оснащены поверхностными насосами. Они  установлены на одной раме с гидроаккумулятором и группой контроля. К насосу подключается трубопровод, который опускается в источник — колодец, скважину и т.д.  Этот вариант хорош тем, что его можно использовать в узких скважинах — диаметр трубы может быть от 32 мм, что даже для самой узкой скважины нормально. Но поднимать воду такие системы могут с глубины порядка 7-10 метров.

Схема водоснабжения частного дома с насосной станцией с поверхностным насосом

При установке такого оборудования на конце подающего трубопровода, погруженного в воду, обязательно устанавливают фильтр и обратный клапан. Фильтр (сетка) обязателен, так как насосы требовательны к качеству воды, а обратный клапан не дает воде стекать в то время, пока не идет подкачка. Без этих двух частей система работает неэффективно.

Если скважина глубокая, необходим погружной насос или установка с выносным эжектором. В этом случае эжектор опускается в скважину или колодец, к нему подключаются два шланга. Остальное оборудование стоит на поверхности. При такой системе вода может подниматься и с глубины 40-45 метров.

Насосная станция с внешним — погружным эжектором позволяет достать воду из глубоких колодцев или скважин глубиной до 40-45 м

Недостаток этой системы в том, что она не любит присутствия воздуха в трубах (шлангах), из-за чего запуск системы — хлопотное и отвественное мероприятие.

Тихие и шумные

Отличается еще и внутренняя конструкции насосов. От их строения зависит уровень шума при работе.

• Вихревые. Всасывающее усилие создается за счет лопастей внутри корпуса. Эти насосные станции водоснабжения для дома бесшумные или очень тихие, но поднимать воду они могут только с небольшой глубины. Их можно и нужно ставить в жилых домах: они очень не любят изменения температур, а при замерзании выходят из строя.
• Центробежные насосы шумят при работе сильно, но качают воду с приличных глубин и могут работать при разных температурах, потому могут устанавливаться в специально оборудованных приямках.

Как провести воду из колодца или скважины в дом, читайте тут.

Правила установки насосной станции

Для работы насосной станции обязательно электропитание. И это — один из основных критериев при выборе места установки: нужно или станцию ставить там, где есть электропитание, или тянуть линию туда, где стоит станция. Но нужно учесть еще целый ряд факторов:

• Ставить оборудование нужно с учетом расстояния, на которую может подаваться вода.
• Если планируется зимнее использование системы, то помещение, в котором устанавливается оборудование, должно быть теплым — станции не выносят заморозки. Одновременно в нем должна быть хорошая вентиляция, чтобы не скапливался конденсат.
• Если насос сильно шумит, а  установить его удобнее в доме или рядом с ним, его нужно заключить в звукоизолирующий короб.

Иногда самым лучшим выходом является строительство кессона — небольшого помещения, которое устраивают примерно на глубине 2,5 м. Если водозабор идет из скважины, то обсадная труба срезается чуть выше дна кессона. В скважину погружается насос, который подает воду в гидроаккумулятор.

Оборудование устанавливается ниже глубины промерзания грунта, что предотвращает его замерзание: внутри удерживается плюсовая температура. Удобно тогда и трубы прокладывать ниже глубины промерзания, и выводить их уже под домом, в теплой незамерзающей зоне и подавать воду в гребенку.

Схема установки станции для водоснабжения частного дома в кессоне

Если для дома устройство кессона — оправданные расходы, то для дачи — вряд ли. Тогда делают упрощенный вариант — строят небольшой ящик или делают приямок и там ставят оборудование на весенне-летний период, на зиму забирая его в отапливаемое помещение.

Об устройстве водопровода на даче написано в статье «Как сделать водопровод на даче: выбрать трубы, схему, способ укладки»

Как выбрать насосную станцию для дома

Кроме типов насоса выбирая насосные станции для водоснабжения частного дома вам нужно обратить внимание на целый ряд параметров:

• Расстояние от места водозабора до установки насоса. Определяет то, как близко должно располагаться оборудование к источнику воды.
• Высота подъема воды — на какое расстояние относительно места забора воды может она подаваться. Учтите, что протяженные горизонтальные участки также должны учитываться.
• Производительность  — это то количество воды, которое может подаваться в единицу времени. Чтобы рассчитать этот параметр, можно воспользоваться средними нормами расхода в зависимости от типа потребителя (смотрите таблицу).

  Высчитав средний расход, можно подобрать производительность насосной станции

• Объем гидроаккумулятора. Чем больше его размер, тем больше воды у вас будет в запасе на случай отключения электричества. Но это — далеко не самый важный момент. Гораздо важнее, что при больших объемах реже включается насос, а это означает более длительный срок его эксплуатации. Но гидроаккумулятор — дорогая штука и чем он больше, тем дороже. Обратите внимание: похожие по строению расширительные бачки, хоть и стоят дешевле, покупать нельзя. Они для воды не приспособлены (используются для стабилизации давления в газопроводах) и быстро ломаются, к тому же вода становится непригодной для питья (появляется неприятный запах и привкус).

При выборе модели стоит обращать и на дополнительные функции. Полезная опция -защита от перегрева и от холостого хода (когда воды нет). Они продлевают срок жизни оборудования.

Еще можно выбрать корпус насоса. Его делают из стали, нержавейки, чугуна, полипропилена высокой плотности. Полипропиленовый — самый недорогой. Он не ржавеет, не передает шумы при работе. Но хоть он и повышенной плотности, это — пластик, и при неаккуратном обращении (при перевозке, например) его можно повредить. Второй по стоимости — стальной, но при использовании центробежного насоса корпус передает шум, а иногда еще и резонирует. Так что такие насосы работают громко.  Аналогичный, установленный в чугуне работает тише. Но при кислой воде чугун быстро ржавеет, что не радует: железа и так обычно в воде переизбыток. Самый оптимальный с точки зрения долговечности — корпус из нержавейки, но они — самые дорогие.

Об очищении воды из колодца или скважины читайте тут. 

Что делать, если станции с требуемыми характеристиками нет? Собрать самому. Все требуемые запчасти имеются в продаже, соединяется все при помощи обычных фитингов. Как — смотрите в видео ниже. Собранная самостоятельно насосная станция обходится, кстати, дешевле, чем купленная в сборе, а ремонтировать вам ее будет проще: вы сами все подключали.

Популярные марки

Наиболее популярные сегодня насосные станции водоснабжения для частного дома Джилекс Джамбо. Они имеют невысокие цены, качество — неплохое. Выпускаются с насосами из чугуна (буква «Ч» в маркировке), полипропилена (стоит «П»), и нержавейки («Н»). Еще в маркировке стоят цифры: «Джамбо 70-/50 П — 24. Расшифровывается это так:  70/50 — максимальный расход воды 70 литров в минуту (производительность), напор — 50 метров, П — корпус из полипропилена, а цифра 24 — объем гидроаккумулятора.

Насосные станции водоснабжения для частного дома Джилекс внешне похожи на агрегаты других производителей

Цена насосной станции для водоснабжения дома Джилекс стартует от 100$ (мини варианты с небольшой мощностью и для небольшого расхода в полипропиленовом корпусе). Самый дорогостоящий агрегат с корпусом из нержавейки стоит порядка 350$. Есть еще варианты со скважинным погружным насосом. Они могут поднимать воду с глубины до 30 метров, расход  до 1100 литров в час. Такие установки стоят от 450-500$.

У насосных станциий Джилекс есть требования при установке: диаметр всасывающего трубопровода должен быть не меньше диаметра входного отверстия.  Если же вода поднимается с глубины большей 4 метров и при этом от источника воды до дома расстояние больше 20 метров, диаметр трубы, опускаемой с колодец или скважину должен быть больше диаметра входного отверстия. Это нужно учесть при монтаже системы и обвязке насосной станции.

Отзывы о ДЖИЛЕКС ДЖАМБО 60/35П-24 (в пластиковом корпусе, стоимость 130$) вы можете увидеть на фото ниже. Это часть впечатлений, оставленных владельцами на торгующем сайте.

Отзывы о насосной станции для воды ДЖИЛЕКС ДЖАМБО 60/35П-24 (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

Хорошо работают при водоснабжении дома насосные станции Grundfos (Грундфос). Их корпус сделан из хромированной стали, гидроаккумуляторы на 24 и 50 литров. Работают тихо и надежно, обеспечивают стабильное давление в системе. Единственный недостаток: на рынок России не поставляются запчасти. Если, вдруг, что-то сломалось, «родных» элементов вы не найдете. Но сказать нужно, что агрегаты ломаются нечасто.

Цены на насосные станции с поверхностными насосами стартуют от 250$ (мощность 0,85 кВт, глубина всасывания до 8 м, производительность до 3600 литров/час, высота 47 м). Более производительный агрегат (4500 литров/час с большей мощностью 1,5кВт)  того же класса стоит в два раза дороже — примерно 500$. Отзывы о работе представлены в формате фото, которое сделано на сайте одного из магазинов.

Отзывы о насосных станциях Grundfos для водоснабжение дома или дачи (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

Серия насосных станций Grundfos с корпусами насосов из нержавейки имеет большую стоимость, но они также имеют защиту от холостого хода, перегрева, охлаждение — водяное. Цены на эти установки — от 450$. Модификации со скважинными насосами еще более дорогие — от 1200 $.

Неплохо зарекомендовали себя насосные станции водоснабжения для дома Wilo (Вило). Это более серьезная техника для обеспечения большого расхода: на каждой из станций может стоять до четырех нормально всасывающих насосов. Корпус сделан из оцинкованной стали, соединительные патрубки — из нержавеющей стали. Управление — программируемый процессор, сенсорная панель управления. Производительность насосов регулируется плавно, что позволяет обеспечить стабильное давление в системе. Оборудование солидное, но и цены тоже — порядка 1000-1300$.

Насосные станции Wilo подходят для водоснабжения большого дома со значительным расходом. Это оборудование относится к классу профессиональных

 

Как сделать автономное водоснабжение в доме, подключенном к централизованному водопроводу, при плохом давлении или обеспечить себя на постоянной основе при почасовой подаче воды, смотрите  в следующем видео. И все это при помощи насосной станции и емкости для хранения воды.

Монтаж гидроаккумулятора для систем водоснабжения

Для организации водопровода на загородном участке, зачастую используют скважины. Чтобы откачивать воду из таких скважин, необходим прежде всего насос и дополнительное обустройство водопровода. Существует огромное количество различных моделей насосов, представленных на рынке, необходимый тип напрямую зависит от источника воды. Существует две основных разновидности насосов, это: глубинный и расположенный на поверхности.

Для скважин стоит использовать насосы, основанные на центробежном принципе работы. Они не вибрируют в процессе закачки воды.

Основными элементами насосной станции являются:

1. электродвигатель,

2. накопительный бак,

3. насос,

4. реле давления.

Накопительный бак представляет собой гидроаккумулятор, служащий буфером для воды. Необходимое давление в баке поддерживает реле, оно включается в случае его понижения, наполняя ёмкость. Благодаря этому давлению создаётся привычный для городского жителя напор воды в кране. Положительной чертой является простота использования системы, по ссылке можно посмотреть достаточно подробное описание монтажа гидроаккумулятора для системы водоснабжения частного дома. В итоге, при открытии крана, начинает течь вода под стабильным давлением, а насосная станция возобновляет свою работу, выкачивая воду из скважины по мере снижения давления в гидроаккумуляторе.

Особенности выбора гидроаккумулятора

При выборе гидроаккумулятора для насосной станции и определения места его монтажа следует обратить внимание на следующие параметры:

Глубину, с которой насосная станция способна извлекать воду. Если используется глубинный насос, то гидроаккумулятор в таком случае, располагают на поверхности скважины. Это позволит не остаться без водоснабжения в случае отключения электроэнергии.

Ёмкость накопительного бака. Он необходим для поддержания постоянного давления, а также для его плавного изменения. Автоматизирует работу станции за счёт использования реле давления. Бак предотвращает эффект гидроудара. Уберегая таким образом сантехническое оборудование и не допуская перегрева электродвигателя.

При выборе гидроаккумулятора для станции основной характеристикой является его ёмкость. Больший объём позволит запасать значительное количество жидкости. Гидроаккумулятор представляет собой стальной корпус с внутренней рабочей полостью, которая покрыта эпоксиполиэфирным составом. А также воздушной полостью, отделяемой мембраной. Эта полость наполнена газом, азотом или воздухом. Рабочая полость представляет собой грушу, под действием наполняемой воды, она раздувается внутри бака. Тем самым на жидкость оказывается давление. При оттоке воды рабочая полость сокращается, вытесняя жидкость и компенсируя давление в расширительном баке. Применение расширительного бака большей ёмкости, уменьшает количество включений насоса, тем самым сокращая расходы на электроэнергию.

Как подключить гидроаккумулятор для водопровода

От того, какую схему водоснабжения в частный дом вы выберете, зависит стабильность подачи воды. Также не стоит забывать о простоте использования и эффективности.

Аккумулятор — важная часть водопровода частного дома. Это вода и сжатый воздух. Их разделяет специальная мембрана. Как только давление падает, включается насос и жидкость перетекает в систему. Благодаря этому давление быстро восстанавливается и резьба возобновляется.

Как только давление в гидроаккумуляторе достигает желаемого уровня, подача прекращается. Для предотвращения частого включения гидроагрегата, который является важной частью схемы водоснабжения частных домов, поток воды идет прямо от гидроаккумулятора.

Важно! Аккумулятор может обеспечить работу всей схемы питания частотой дома даже после отключения электроэнергии. При этом срок автономной работы напрямую зависит от объема бака.

Использование гидроаккумуляторов ↑

Устройство должно поддерживать постоянное давление в системе. Это его основная задача. Однако для того, чтобы это стало реальностью, необходимы следующие условия.

Важно! Для обеспечения давления внутри системы должно быть не менее половины атмосферного.

Чтобы вода из крана текла сразу после включения агрегата при хорошем давлении, в системе изначально должно быть достаточное давление.Ответственность за помпу. Роль аккумулятора — предотвратить преждевременное выгорание машины.

Причина частых отключений может заключаться в том, что производительность компрессора превышает расход воды. Когда клапан открыт, станция создает желаемое давление, автоматически отключается, а затем машина снова запускается, так как она снижает давление в трубопроводах.

Очень часто гидроаккумулятор, используемый для воды, находился во всем здании даже при выключенном свете.Обычно требуется не менее ста литров, чтобы справиться с насущными потребностями семьи из трех человек.

Гидравлический аккумулятор необходим для предотвращения гидравлического удара. Когда в сети произошел резкий скачок напряжения, а в системе накопилось скопление в воздухе — частое срабатывание насосной станции приведет к разрушению лопастей нагнетателя. Это, в свою очередь, вызовет обрыв трубопровода.

Что такое гидроаккумуляторы и что это такое ↑

Для создания максимально надежной системы водоснабжения частных домов необходим аккумулятор.Поэтому в процессе покупки очень важно выбрать устройство, наиболее соответствующее вашим потребностям. Вам необходимо знать основные элементы конструкции агрегата, к ним относятся:

1. футляр на ножках,
2. мембрана или резиновая груша,
3. клапан для нагнетания воздуха,
4. защитная крышка.

Безусловно, каждая компания-производитель аккумуляторов для схем водоснабжения частных домов старается привнести в конструкцию что-то новое для достижения большей производительности и надежности системы.

Возьмем, к примеру, горизонтальные аккумуляторы. Дополняется краном или вентилем для отвода воздуха. Особого внимания заслуживают агрегаты для питьевой воды. Оборудование комплектуется грушами из специальных сортов резины. Этот материал обладает нейтральными химическими свойствами. Следовательно, жидкость не имеет запаха и вкуса.

Важно! Если гидроаккумулятор является частью централизованного теплоснабжения частного дома, он должен иметь расширительный бак.

В зависимости от типа размещения изолированные горизонтальные и вертикальные аккумуляторы для питания частных домов.Впервые использовался при обустройстве внешних систем. Насосные агрегаты устанавливаются непосредственно на гидрооборудование. Вертикальное расположение применяется в системах водоснабжения с погружными насосами.

В зависимости от назначения можно выделить три типа гидроаккумуляторов для схем водоснабжения частного дома:

• для подачи холодной воды;
• на подачу горячей воды;
• для систем отопления.

Естественно, по конструкции блоки сильно отличаются друг от друга.В гидроаккумуляторах для горячего водоснабжения частных домов используются материалы, способные выдерживать высокие температуры. К тому же их устанавливают только при установке полноценной системы (когда есть горячая и холодная вода).

Внимание! Аккумуляторы отопления окрашены в красный цвет, а для холодной и горячей воды — в синий.

Прокладка труб в частном доме может производиться двумя основными способами: через последовательное соединение или подключение коллектора. Первый вариант идеально подойдет для небольшого загородного дома.Чтобы схема себя оправдала — комната должна вместить не более двух человек.

Внимание! Для домов с большим количеством человек схема последовательного подключения водоснабжения частного дома с аккумулятором не подходит.

Последовательная схема трубопровода исходя из того, что вода проходит по магистральному трубопроводу. Каждая точка потребления — тройник с краном. При использовании нескольких каналов давление падает. В результате в самый дальний пользователь не попадает вода.

Коллекторная схема построена совсем по другому принципу. Трубки удаляются из общего коллектора для каждого потребителя. Результат — одинаковое стабильное давление в каждом кране.

Внимание! Стоимость постройки коллекторной схемы намного дороже из-за большого количества труб.

Сейчас в большинстве частных домов устанавливают именно коллекторный контур водоснабжения с аккумулятором. Он состоит из следующих элементов:

1. Скважина или колодец.
2. Насосная станция.От колодца или колодца под землей подводится водовод и к насосу.
3. Аккумулятор. От него на подвесах на трубе нужно поставить тройник с запорной арматурой. В одной трубке будет вода для дома, в другой на технические нужды.
4. Труба, по которой вода подается в водопроводную сеть частного дома, соединяется с водоочистной станцией.
5. На выходе из системы водоподготовки установлен тройник, разделяющий горячую и холодную воду.
6. Трубопровод холодной воды включен в соответствующий коллектор. Установлена ​​запорная арматура.
7. Второй канал должен идти к нагревателю и, следовательно, врезаться в коллектор.

Это принципиальная схема водоснабжения частного дома с напорным баком. При необходимости он может включать дополнительные элементы для расширения базовой функциональности.

Важную роль в схеме подключения гидроаккумулятора к водопроводу частного дома играет обратный клапан.Он позволяет сжатому воздуху с мембраной выдавливать воду в колодец.

Важно! Клапан установлен на насосе. И сделать это нужно до подключения остальных элементов в цепи подачи в частные дома.

Для удобства процедура подключения разбита на следующие этапы:

1. Первый погружной насос.
2. Все прошло по нормам на тросе, груз определяется глубиной колодца.
3. На тросе есть место, которое необходимо для опускания устройства для перекачки жидкости. Он должен быть не более 30 дюймов до дна.
4. После того, как насос закреплен на напорной трубе, через шланг подключается к реле давления. Это уместно.
5. К штуцеру поочередно подключаются гидроаккумулятор, играющий главную роль в схеме водоснабжения, и трубы, ведущие к точкам потребления. Последний разъем нужен для подключения блока управления.

Все соединения в системе водоснабжения частного дома с напорным баком должны быть надежно загерметизированы. Лучше всего использовать паклю с герметиком.

Правильно написанная схема водоснабжения частного дома с гидроаккумулятором позволяет защитить трубопровод от гидроудара. Он также обеспечивает резервное водоснабжение на все случаи жизни.

Для использования гидроаккумулятора в качестве альтернативного источника водоснабжения необходим объем бака не менее 100 литров на трех членов семьи.На двоих хватит 50.

Связанные с контентом

Объяснение аккумуляторов холодной воды — Pump Express

Что такое аккумулятор холодной воды?

Аккумуляторы холодной воды — это эффективный, энергосберегающий способ решить проблему низкого давления воды, поступающей в вашу систему отопления, и самый простой способ представить их — это большой резервуар для воды, который добавляет воду, пополняя система отопления при наибольшей потребности.

Они состоят из стального резервуара с двумя камерами, разделенными диафрагмой.Одна сторона диафрагмы герметизирована и находится под давлением сжатого воздуха; другая сторона открыта для системы водоснабжения.

Когда вы открываете выпускной патрубок, например, кран в ванной, вода сначала течет из гидроаккумулятора, пока давление не упадет настолько, чтобы насос включился. Во время работы насос обеспечивает расход воды, необходимый для открытого выпуска. Когда выпускное отверстие отключено, насос будет продолжать работать до тех пор, пока в аккумуляторе холодной воды не произойдет повторное повышение давления до давления, при котором настройка на насосе будет отключена.

Насколько гидроаккумулятор холодной воды увеличит давление моей воды?

Распространенное заблуждение. Аккумуляторы не увеличивают давление воды. Они просто позволяют системе работать с максимальным давлением. Каждая система горячего водоснабжения имеет постоянное давление и рабочее давление. Как бы то ни было, «постоянное давление» — это давление, которое существует, когда выходы не используются, а вода находится в состоянии покоя. Это давление упадет до «рабочего давления» при использовании кранов или душа.

Аккумулятор холодной воды работает, дополняя поток воды, когда система имеет открытые выпускные отверстия, таким образом поднимая поток обратно до постоянного давления, даже если выпускные отверстия открыты и обычно находится под рабочим давлением. Когда выпускные отверстия закрыты, гидроаккумулятор перекрывает дополнительный поток до тех пор, пока он снова не понадобится.

Могу ли я использовать аккумулятор холодной воды с моим существующим комбинированным котлом?

Да. Комбинированные бойлеры с низкой скоростью потока могут использоваться вместе с аккумулятором холодной воды, что позволяет котлу работать с максимальной скоростью потока и не прерываться, если во время душа включается второй выход.

Где я могу установить аккумулятор холодной воды?

Аккумуляторы бывают разных размеров и стилей. Специально разработанные модели подходят для наружной установки, например, в открытом гараже или сарае. Нет требований к дренажу, и для аккумулятора не требуется электропитание, поэтому единственная проблема — это трубопровод, который необходимо будет проложить от аккумулятора к дому. В зависимости от размера и формы аккумулятор холодной воды может подходить или не подходить для горизонтальной установки, например, на чердаке.Убедитесь, что вы покупаете модель, соответствующую вашим потребностям.

Каковы правила, касающиеся аккумуляторов холодной воды?

Аккумулятор холодной воды может быть установлен в любом месте сети, входящей в собственность, и на магистрали должен быть установлен обратный клапан. Также необходимо установить редукционный клапан на 3,5 бар, если давление может подняться выше 5 бар.

Давление воздуха внутри гидроаккумулятора установлено на 2 бара, но может потребоваться регулировка, чтобы оно находилось в пределах 1–1.На 5 бар ниже давления в сети. Минимальное значение, которое можно установить, составляет 0,5 бар, но для этого потребуется проконсультироваться с производителем.

Чем ниже давление в сети, тем меньше воды может храниться в гидроаккумуляторе, поэтому всегда не забывайте увеличивать размер гидроаккумулятора как минимум на один чистый размер больше, чем требуется для невентилируемого баллона или требуемой скорости потока.

У меня общий водопровод. Могу ли я установить аккумулятор холодной воды?

Да. Аккумуляторы холодной воды могут быть установлены на 15 мм (малое отверстие) или даже на общих основных источниках питания, если вы проводите испытания давления и расхода и увеличиваете размер аккумулятора, чтобы не только удовлетворить, но и превысить ожидаемую потребность.

Что еще мне нужно знать о аккумуляторах холодной воды?

Аккумулятор правильного размера позволит принимать практически любое количество ванн или душевых одновременно, независимо от входящего основного расхода, и будет продолжать работать, даже если сеть отключена, независимо от давления воды в ней.

Аккумулятор холодной воды не требует электропитания, не генерирует шума, не потребляет энергию и не требует постоянного обслуживания — это наиболее экономичный и экологически безопасный вариант для домашних хозяйств, страдающих низким давлением в сети.

Источник Сэма Б.

Контроль помпажа на насосных станциях

В этом руководстве представлены основные принципы контроля помпажа и функции различных клапанов, связанных с насосными станциями.

Водопроводы и распределительные системы почти ежедневно подвергаются скачкам напряжения, которые со временем могут привести к повреждению оборудования и самого трубопровода. Скачки вызываются внезапными изменениями скорости жидкости и могут быть от нескольких фунтов на квадратный дюйм до пятикратного статического давления.Будут обсуждены причины и последствия этих скачков в насосных системах, а также оборудование, предназначенное для предотвращения и рассеивания скачков. Будет сделана ссылка на типовые установки и примеры, чтобы можно было понять применимые ограничения.

На рис. 1 показана типичная система перекачки / распределения воды, где два параллельных насоса забирают воду из мокрого колодца, а затем перекачивают воду через обратные и дроссельные клапаны в коллектор и распределительную систему насоса.Расширительный бак и предохранительный клапан показаны как возможное оборудование на коллекторе насоса для снятия и предотвращения скачков. Каждый из них будет рассмотрен более подробно.

Причины и последствия

Скачки вызваны внезапными изменениями скорости потока, которые являются результатом общих причин, таких как быстрое закрытие клапана, запуск и остановка насоса, а также неправильная практика заполнения. Трубопроводы часто испытывают свой первый всплеск во время заполнения, когда воздух, выпускаемый из трубопровода, быстро выходит через ручной выпускной клапан или дроссельный клапан, за которым следует вода.

Будучи во много раз плотнее воздуха, вода следует за воздухом к выпускному отверстию с высокой скоростью, но ее скорость ограничена выпускным отверстием, вызывая тем самым выброс. Крайне важно, чтобы скорость потока наполнения тщательно контролировалась, а воздух выпускался через автоматические воздушные клапаны надлежащего размера. Точно так же линейные клапаны должны закрываться и открываться медленно, чтобы предотвратить резкие изменения расхода.

Работа насосов и внезапная остановка насосов из-за перебоев в подаче электроэнергии, вероятно, имеют наиболее частое воздействие на систему и наибольшую вероятность возникновения значительных скачков напряжения.Если насосная система не контролируется или не защищена, загрязнение и повреждение оборудования и самого трубопровода могут быть серьезными.

Последствия скачков напряжения могут быть как незначительными, например, ослабление стыков труб, так и серьезными, например, повреждением насосов, клапанов и бетонных конструкций. Поврежденные соединения труб и условия вакуума могут вызвать загрязнение системы грунтовыми водами и обратным потоком. Неконтролируемые скачки также могут иметь катастрофические последствия. Разрывы линий могут вызвать затопление, а смещение линии может вызвать повреждение опор и даже бетонных опор и сводов.Убытки могут исчисляться миллионами долларов, поэтому очень важно понимать и контролировать скачки с помощью соответствующего оборудования.

Фон перенапряжения

Будут представлены некоторые из основных уравнений теории помпажа, чтобы можно было получить представление об оборудовании для контроля помпажа. Во-первых, импульсное давление (H), возникающее в результате мгновенной остановки потока, прямо пропорционально изменению скорости и может быть рассчитано следующим образом:

H = ср / г

где:

H = импульсное давление, фут водяного столба

a = скорость волны давления, фут / с

v = изменение скорости потока, фут / с

г = плотность, 32.2 фут / с2

Скорость волны давления (а) зависит от жидкости, размера трубы и материала трубы. Для стальной линии среднего размера это значение составляет около 3500 футов / с. Для труб из ПВХ скорость будет намного меньше. Для 12-дюймовой стальной линии с водой, протекающей со скоростью 6 футов / с, величина скачка от мгновенной остановки потока составляет:

H = (3500 фут / с) (6 фут / с) / (32 фут / с2)

H = 656 футов водяного столба

Это импульсное давление 656 футов (285 фунтов на кв. Дюйм) в дополнение к статическому давлению в трубопроводе; следовательно, результирующее давление, вероятно, превысит номинальное давление системы.Кроме того, это высокое давление будет поддерживаться в течение нескольких секунд, поскольку волна отражается от одного конца системы трубопроводов к другому концу, вызывая избыточное давление в уплотнениях труб и фитингов. Затем после отражения волна давления может вызвать отрицательное давление и вакуумные карманы на несколько секунд, позволяя загрязненным грунтовым водам попадать в систему через уплотнения или соединения.

В системах с длинными трубопроводами достигаются даже более высокие скорости, чем скорость откачки.Если насосы внезапно останавливаются из-за сбоя питания, кинетическая энергия воды в сочетании с низкой инерцией насоса может вызвать разделение водяного столба в насосе или в высокой точке трубопровода. Когда водяные столбы возвращаются через статический напор линии, обратная скорость может превышать нормальную скорость. Результирующее импульсное давление может быть даже выше, чем рассчитанное выше 656 футов.

Компьютерные программы анализа переходных процессов обычно используются для прогнозирования разделения колонок и фактических скоростей обратного потока и скачков.переходные программы могут также моделировать методы, используемые для управления разделением колонок, такие как использование расширительного бака, вакуумного прерывателя или воздушного клапана. Эти решения будут рассмотрены более подробно.

До сих пор изменения скорости описывались как «внезапные». Насколько внезапными должны быть изменения скорости, чтобы вызвать скачки? Если изменение скорости происходит в течение периода времени, волна давления пройдет по длине трубопровода и вернется, изменение скорости можно считать мгновенным, и применимо уравнение для импульсного давления (S), приведенное ранее.Этот период времени, часто называемый критическим периодом, можно рассчитать по уравнению:

т = 2 л / год

где:

t = критический период, с

L = длина трубы, фут

a = скорость волны давления, фут / с

Для более раннего примера 12-дюймовой линии критический период будет следующим для стального трубопровода длиной 4 мили:

t = 2 (21 120 футов) / (3500 фут / сек)

t = 12 сек

Чтобы вызвать скачки, насос не должен останавливаться быстро, а клапан не должен закрываться мгновенно (или даже внезапно).Обычная остановка потока на 5 или 10 секунд может вызвать максимальный скачок в длительных насосных системах. Отсюда следует, что стратегии защиты от помпажа должны применяться на всех протяженных трубопроводах.

Насосы

Снова обращаясь к рисунку 1, ключом к управлению скачками в насосных системах является управление скоростью увеличения и уменьшения скорости потока в системе. Насосы должны быть рассчитаны на ожидаемый расход. Для удовлетворения различных потребностей в воде можно использовать несколько насосов.Негабаритные насосы могут нанести ущерб некоторым насосным системам.

Доступны специальные системы управления двигателем насоса для медленного разгона и торможения насосов путем управления электрическим приводом насоса. Эти системы контролируют подачу и могут предотвратить скачки напряжения во время нормальной работы насоса. Однако после сбоя питания органы управления двигателем перестают работать, и насос немедленно отключается и вызывает внезапную остановку потока.

В некоторых конструкциях насосных станций используется несколько насосов, поэтому, когда один из насосов запускается или останавливается, остановленный насос оказывает незначительное влияние на общую скорость в трубопроводе.Однако эти станции также сталкиваются с серьезными последствиями перебоев в электроснабжении. Почти все насосные системы нуждаются в дополнительном импульсном оборудовании для предотвращения скачков напряжения после сбоя питания.

Вертикальные насосы и воздушные клапаны для обслуживания скважин

Вертикальные насосы, как показано на Рисунке 2, поднимают воду из резервуара или колодца в трубопровод. Когда насос выключен, уровень всасываемой воды ниже напорной трубы насоса. Колонна насоса наполняется воздухом после каждой остановки насоса.

Воздушные клапаны играют важную роль в автоматическом удалении воздуха из колонны насосов и контроле скачков в насосных колоннах. Если вертикальный турбинный насос запускается без воздушного клапана, воздух в насосной колонне будет сжат и выдавлен через обратный клапан в трубопровод, вызывая проблемы, связанные с воздухом. Воздушные клапаны для нагнетания насоса, называемые воздушными клапанами для обслуживания скважины, аналогичны воздушным / вакуумным клапанам, но оснащены либо дросселирующим устройством, либо устройством предотвращения захлопывания, и предназначены для выпуска воздуха при запуске насоса и впуска воздуха за насосом. неисправность.

Как показано на Рисунке 3, воздушный клапан для обслуживания скважины представляет собой нормально открытый поплавковый клапан, который быстро сбрасывает воздух из колонны насоса. Когда вода попадает в клапан, поплавок автоматически поднимается и закрывается, чтобы предотвратить слив воды.

Дросселирующие устройства предусмотрены на выходе 3-дюймовых и меньших клапанов для управления скоростью выпуска воздуха, особенно с медленно открывающимися регулирующими клапанами насоса. Дросселирующее устройство регулируется с помощью внешнего винта для замедления подъема воды в колонне насоса.Однако после отключения насоса второй порт в верхней части дроссельного устройства обеспечивает полный поток в колонну насоса для сброса вакуума. Двухпортовое дросселирующее устройство важно, поскольку оно обеспечивает полный вакуумный поток и предотвращает попадание загрязненной воды в трубопровод, что может произойти, если устройство имеет общее выхлопное и вакуумное соединение.

Когда регулирующий клапан насоса с механическим приводом используется с вертикальным насосом, можно использовать выпускной воздушный клапан, оборудованный вакуумным прерывателем, как показано на Рисунке 4.В этом случае запускается насос, и открытие регулирующего клапана задерживается на несколько секунд, так что выпускной воздушный клапан может медленно вытеснять воздух через небольшое отверстие.

Во время процесса колонна насоса будет находиться под давлением до запорной головки насоса и вытеснять воздух под высоким давлением. На мгновение захваченный воздух будет действовать как подушка, чтобы контролировать подъем воды в колонне насоса. Размер отверстия клапана позволяет регулировать подъем воды до безопасной скорости, обычно 2 фута / с.

Клапаны обратные

Еще одним ключевым элементом конструкции насосной системы является правильный выбор и работа обратного клапана нагнетания насоса. Каждый проектировщик насосной станции сталкивался с захлопыванием обратного клапана, вызванным внезапной остановкой обратного потока через запорный обратный клапан. Для предотвращения захлопывания обратный клапан должен закрываться очень быстро или очень медленно. Все, что находится посередине, — это нейтральная зона и повод для беспокойства.Но не менее важно то, что клапан должен защищать насосную систему и трубопровод от внезапных изменений скорости, если это находится в пределах его функциональных возможностей. Обратный клапан также должен быть надежным и обеспечивать низкие потери напора.

Мы подробно рассмотрим две категории обратных клапанов. Первые, быстрозакрывающиеся обратные клапаны, представляют собой общую категорию обратных клапанов, которые работают автоматически менее чем за секунду и без использования внешнего источника питания или сигналов от насосной системы.Другая категория — это регулирующие клапаны насоса, которые работают очень медленно (например, от 60 до 300 секунд), чтобы тщательно контролировать изменения скорости жидкости в трубопроводе.

Быстро закрывающиеся обратные клапаны

Быстро закрывающиеся обратные клапаны просты, автоматичны и экономичны, но часто страдают из-за проблемы с захлопыванием обратного клапана и, как следствие, скачком давления в системе. Если замедление прямого потока можно оценить, например, с помощью анализа переходных процессов в насосной системе, можно спрогнозировать возможность захлопывания различных обратных клапанов.Затем будут представлены несколько вариантов клапанов без гидрораспределителя, а характеристики производительности и затраты могут быть использованы для выбора наилучшего обратного клапана для конкретного применения.

Самый распространенный тип обратного клапана — это традиционный поворотный обратный клапан. Поворотные обратные клапаны определены в AWWA C508 для гидротехнических сооружений и предназначены для быстрого закрытия, чтобы предотвратить обратное вращение насоса во время реверсирования потока.

Традиционные поворотные обратные клапаны имеют седло под углом 90 градусов с длинным ходом и подвержены ударам.Таким образом, эти клапаны снабжены широким спектром аксессуаров, которые выходят за рамки стандарта AWWA C508. Наверное, самый распространенный аксессуар — это рычаг и грузик. Хотя обычно предполагается, что вес заставляет клапан закрываться быстрее, на самом деле он уменьшает захлопывание, ограничивая ход диска, но, в свою очередь, вызывает значительное увеличение потери напора. Закрытие клапана также замедляется инерцией самого веса и трением набивки штока.

В более тяжелых условиях иногда используется воздушная подушка, чтобы замедлить воздействие закрытия клапана.Все видели, насколько эффективно работает воздушная подушка при хлопке штормовой двери. Но условия в трубопроводе существенно другие.

Когда дверь захлопывается, ее импульс плавно поглощается воздушным цилиндром, потому что по мере замедления движения двери сила закрывающей пружины и внешнего ветра становится все меньше и меньше. И наоборот, когда обратный клапан в трубопроводе закрывается, обратный поток ускоряется с огромной скоростью, поэтому каждую долю секунды, когда закрытие клапана задерживается, силы на диске будут увеличиваться на порядок.

Хотя это может быть правдой, что воздушная подушка предотвращает удары веса диска по седлу клапана в витрине с продукцией, на практике воздушная подушка просто удерживает диск открытым достаточно долго для того, чтобы обратный поток усилился и еще сильнее ударьте диск по седлу. Поскольку воздушные подушки основаны на использовании воздуха (который является сжимаемым), они не обеспечивают принудительного ограничения закрывающего диска и не могут противодействовать огромным силам, создаваемым обратным потоком.В общем, наилучшая установка воздушной подушки, как правило, — это когда выпускной игольчатый клапан полностью открыт и воздух удаляется с максимальной скоростью.

Гораздо более эффективным аксессуаром для управления движением обратного клапана поворота является масляная подушка, также называемая масляной заслонкой. Поскольку масло несжимаемо, масляная подушка будет выдерживать большие силы, оказываемые на диск обратным потоком, и должным образом контролировать последние 10 процентов закрытия клапана. Однако насос должен быть способен к некоторому значительному обратному потоку, потому что масляный бачок позволит обратному клапану пропускать часть потока обратно через насос.

Поскольку силы обратного потока на тарелке клапана чрезвычайно высоки, давление масла часто превышает 2000 фунтов на кв. Дюйм, из-за чего клапаны с этими устройствами становятся дорогостоящими. Масляный цилиндр высокого давления стоит дорого, и, поскольку он подвергает шток клапана высоким нагрузкам, часто требуется специальный обратный клапан. Поскольку насосы могут выдерживать только такое количество обратного потока, время закрытия дашпотов обычно ограничивается 1–5 секундами. Если в трубопроводе есть мусор или сточные воды, обратный клапан с масляной подушкой может действовать как экран в условиях обратного потока и быстро забивать трубопровод.

Еще лучшим решением является выбор обратного клапана, который закрывается до того, как разовьется какой-либо значительный обратный поток, тем самым предотвращая захлопывание. Одним из таких клапанов является подпружиненный «бесшумный» обратный клапан (SCV) с центральной направляющей, как показано на Рисунке 6. SCV почти защищен от взлома из-за его короткого линейного хода (1/4 диаметра), расположения клапана диск в потоке потока и сильная пружина сжатия. Однако выбор бесшумного обратного клапана имеет несколько недостатков, таких как высокая потеря напора, отсутствие индикации положения и ограничение для применения с чистой водой.

На другом конце спектра находится обратный клапан Tilted Disc® (TDCV). TDCV, показанный на Рисунке 7, имеет самые низкие потери напора, поскольку площадь его порта составляет 140 процентов от размера трубы, а его диск похож на диск дроссельной заслонки, где потоку позволяют проходить по обеим сторонам диска. Этот клапан имеет надежные металлические седла и может быть оснащен масляными коллекторами, установленными сверху или снизу, для обеспечения эффективных средств управления клапаном и минимизации помпажа.Он полностью автоматический и не требует внешнего питания или электрического подключения к системе управления насосом.

Другой вариант — обратный клапан с упругим диском, называемый обратным клапаном Swing-Flex® (SFCV). Единственная движущаяся часть SFCV — это гибкий диск. Этот клапан имеет 100-процентный канал, наклоненный под углом 45 градусов, что обеспечивает короткий ход в 35 градусов, быстрое закрытие и низкую потерю напора. Он также доступен с механическим индикатором положения и концевыми выключателями. Surgebuster® (SB) имеет еще более быстрое закрытие благодаря добавлению дискового ускорителя, обеспечивающего характеристики закрытия SB, аналогичные бесшумному обратному клапану.

Имея все возможности обратного клапана, один доступен для каждой системы с низкой потерей напора и безударной работой. Характеристики закрытия всех типов обратных клапанов показаны для различных замедлений системы на Рисунке 9. Клапаны, кривые которых наиболее правы, имеют лучшие характеристики без захлопывания.

Регулирующие клапаны насоса

Даже если быстрозакрывающийся обратный клапан может предотвратить захлопывание, он не может полностью защитить насосные системы с длительными критическими периодами от изменений скорости во время запуска и остановки насоса.Для насосных систем с длительным критическим периодом часто используется регулирующий клапан насоса. Клапан управления насосом подключен к контуру насоса и обеспечивает регулируемое время открытия и закрытия сверх критического периода времени системы. Клапаны управления насосом имеют гидравлическое управление, поэтому движение запорного элемента клапана (т. Е. Диска дроссельной заслонки) не зависит от потока или давления в линии. Кроме того, большинство используемых сегодня насосов имеют низкую инерцию вращения и останавливаются менее чем за 5 секунд.

Регулирующий клапан насоса может быстро закрываться при отключении электроэнергии или отключении насоса для защиты насоса. Однако, когда требуется быстрое закрытие, потребуется дополнительное оборудование для перенапряжения, как объясняется в следующем разделе. Однако сначала будут представлены критерии выбора регулирующих клапанов насоса.

Список возможных регулирующих клапанов насоса длинный, потому что многие клапаны могут быть оснащены автоматическим управлением, необходимым для насосных систем.Обычно рассматриваются клапаны-бабочки, пробки, шаровые и шаровые регулирующие клапаны. Вероятно, наиболее распространенным критерием выбора клапана является первоначальная стоимость, но для насосных систем процесс выбора следует тщательно подбирать с учетом следующих факторов:

• Затраты на клапан и установку
• Затраты на прокачку
• Целостность сиденья
• надежность
• расходные характеристики

Стоимость установки различных типов регулирующих клапанов насосов может сильно различаться.Например, 12-дюймовый дроссельный или плунжерный клапан с приводом и элементами управления с гидравлическим приводом может стоить 5000 долларов, в то время как шаровой или шаровой регулирующий клапан может стоить от 2 до 4 раз больше. Помимо стоимости покупки, следует также добавить затраты на изготовление фланцевых соединений, управляющую проводку к органам управления двигателем насоса и обеспечение бетонных оснований для более тяжелых шаровых и шаровых регулирующих клапанов.

Конечно, стоимость установки клапана важна и представляет собой важное вложение.Но не менее важна стоимость перекачки, связанная с потерей напора через клапан. Электрический ток, потребляемый насосом, зависит от потери напора в системе и расхода. Дополнительные затраты на электроэнергию из-за потери напора клапана можно рассчитать по формуле:

A = (1,65 Q ΔH Sg C U) / E

где:

A = годовая стоимость энергии, долларов в год

Q = расход, галлонов в минуту

ΔH = потеря напора, фут водяного столба

Sg = удельный вес, безразмерный (вода 1.0)

C = стоимость электроэнергии, $ / кВт · час

U = использование, процент x 100 (1,0 равняется 24 часам в день)

E = КПД насоса и двигателя (типичное значение 0,80)

Например, разница в потерях напора между дроссельной заслонкой 12 дюймов (K = 0,43) и шаровым регулирующим клапаном (K = 5,7) в системе 4500 галлонов в минуту (12,7 футов / с) может быть рассчитана как следует:

ΔH = K v2 / 2 г

где:

ΔH = потери напора, фут водяного столба

K = коэффициент гидравлического сопротивления, безразмерный

v = скорость, фут / с

г = плотность, 32.2 фут / с2

заменяющий:

ΔH = (5,7 — 0,43) (12,7) 2/2 · 32,2

= 13,2 футов туалета

Эту разницу в потерях напора можно затем использовать для расчета разницы в годовых эксплуатационных расходах, предполагая, что затраты на электроэнергию составляют 0,05 доллара США за кВт-час и 50-процентное использование.

A = (1,65 х 4500 х 13,2 х 1,0 х 0,05 х 0,5) / (0,8)

= 3062 доллара США

Расчет показывает, что использование 12-дюймовой дроссельной заслонки вместо 12-дюймовой проходной регулирующей заслонки может сэкономить 3062 доллара в год на затратах на электроэнергию.Если бы на насосной станции четыре таких клапана работали в течение сорока лет, общая экономия составила бы около 490 000 долларов за весь срок службы станции. Понятно, что затраты на перекачку могут быть даже более важными, чем затраты на установку. Кроме того, чем больше размер клапана, тем больше влияние затрат энергии.

Типичные коэффициенты потери напора показаны в таблице ниже в порядке уменьшения потерь напора. Шаровой клапан AWWA имеет самые низкие потери напора среди всех регулирующих клапанов насосов, но дроссельный клапан AWWA, вероятно, обеспечивает лучший баланс между затратами на электроэнергию и затратами на установку.

Тип размер порта клапана cv k регулирующий клапан globepattern 100 1800 570 бесшумный обратный клапан 100 2500 295 двухдисковый обратный клапан 80 4000 115 обратный клапан 100 4200 105 эксцентриковый плунжерный клапан 80 4750 81 обратный клапан swingflex 100 4800 80 обратный клапан с наклонным диском 140 5400 63 Дроссельная заслонка 90 6550 43 Шаровой кран 100 21500 4

Целостность седла регулирующего клапана насоса также важна, чтобы насос можно было обслуживать без обратного потока через клапан.Упругое седло в клапане, которое сопрягается с устойчивой к коррозии посадочной поверхностью, очень надежно, поскольку обеспечивает нулевую утечку. Если какая-либо утечка допустима, например, из-за неподходящих металлических седел, в местах утечки будет накапливаться мусор, а сопрягаемые поверхности могут подвергнуться эрозионному износу от мусора или утечке с высокой скоростью.

Чтобы клапан был надежным, он должен быть построен и испытан на соответствие промышленным стандартам, таким как AWWA C504, Butterfly Valves, опубликованным Американской ассоциацией водопроводных сооружений, чтобы гарантировать надежность конструкции, а также рабочие характеристики.Некоторые клапаны, например регулирующие клапаны с шаровой опорой, не подпадают под стандарт AWWA.

Наконец, характеристики потока регулирующих клапанов насоса определят, насколько хорошо они будут предотвращать скачки. Наиболее желательной характеристикой расхода клапана является такая, при которой клапан равномерно изменяет расход при установке в системе. Данные о расходе, предоставляемые производителями клапанов, представляют собой внутренние характеристики расхода, обычно выражаемые через коэффициент расхода (Cv) в различных положениях, как показано на Рисунке 10.

С левой стороны изображена кривая быстро открывающегося клапана (например, поворотного обратного клапана), которая отображает быстрое изменение расхода при открытии клапана. С другой стороны, это равнопроцентный клапан (например, шаровой кран с V-образным отверстием), который изменяет скорость потока на равномерный процент. Наиболее желательной характеристикой потока для длинных трубопроводов является равный процент, обеспечиваемый дисковыми затворами и шаровыми кранами.

Все обсуждаемые критерии выбора, включая стоимость, потери напора, надежность и характеристики потока, следует рассматривать вместе при выборе клапана.Ни один тип клапана не превзойдет всех категорий. Выгоды от ожидаемой производительности должны быть сопоставлены с затратами и влиянием на потенциал всплеска системы.

Работа регулирующего клапана насоса

Используя дроссельную заслонку, давайте рассмотрим работу типичного регулирующего клапана насоса. Дроссельная заслонка приводится в действие поворотом вала на 90 градусов и обычно оснащена приводом с гидроцилиндром. Цилиндр может питаться водой под давлением от магистрали или от независимой масляной энергосистемы.

Ранее мы узнали, что отрицательные помпажи могут возникать в течение нескольких секунд, поэтому резервная водяная или масляная система является подходящей. Рисунок 11 иллюстрирует типичную установку. На клапане установлено гидравлическое управление, электрически подключенное к контуру насоса. Четырехходовые и двухходовые электромагнитные клапаны (SV) направляют рабочую среду к портам цилиндра для включения клапана. Скорость открытия и закрытия регулируется независимо регулируемыми клапанами управления потоком (FCV).Клапаны управления потоком — это специальные игольчатые клапаны со встроенным обратным обратным клапаном, позволяющие свободный поток в цилиндр, но контролируемый поток из цилиндра.

Когда насос запускается и давление растет, реле давления (PS), расположенное на коллекторе насоса, подает сигнал на открытие дроссельной заслонки. Во время останова, клапан закрывается, а насос продолжает работать. Когда клапан приближается к закрытому положению, концевой выключатель (LS), расположенный на клапане, останавливает насос.

Безопасное время работы регулирующего клапана насоса обычно намного больше критического периода. Для трубопроводов требуется длительное время работы, поскольку эффективное время закрытия клапана составляет часть его общего времени закрытия из-за того, что потеря давления клапана должна быть объединена с общей потерей давления в трубопроводе при регулировании расхода. Начальные полевые настройки обычно в три-пять раз превышают критический период, чтобы свести к минимуму помпаж.

Следует рассмотреть еще одну дополнительную функцию регулирующего клапана насоса: предотвращение обратного вращения насоса после сбоя питания или отключения по перегрузке. Поскольку современные насосы больше не оснащены маховиками, как в старых дизельных агрегатах, они имеют низкую инерцию вращения и останавливаются всего за несколько секунд. Следовательно, после отключения электроэнергии или отключения насоса регулирующий клапан насоса должен закрываться быстрее, чтобы предотвратить обратное вращение.

Гидравлическое управление клапана оснащено байпасной линией, оснащенной 2-ходовым соленоидным клапаном (SV) для направления контролируемого потока цилиндра вокруг клапана управления нормальным потоком и через большой клапан управления потоком (FCV), тем самым закрывая управление насосом. клапан автоматически через 5-10 секунд после сбоя питания.Это важно для предотвращения чрезмерного обратного вращения насоса и предотвращения истощения воды в гидропневматическом расширительном баке обратно через насос, если он используется.

В качестве альтернативы специальному байпасному контуру иногда перед регулирующим клапаном насоса устанавливается быстрозакрывающийся обратный клапан для поддержки регулирующего клапана. Быстро закрывающийся обратный клапан не только предотвращает обратный поток через насос, но также обеспечивает избыточную защиту насоса, если регулирующий клапан насоса не может закрыться из-за потери давления или неисправности оборудования.

Быстрое закрытие либо регулирующего клапана насоса, либо быстрозакрывающегося обратного клапана в системе длинных трубопроводов создает дилемму. Ранее объяснялось, что регулирующий клапан должен закрываться в три-пять раз больше критического периода. С другой стороны, клапан должен закрываться через пять секунд, чтобы защитить насос после сбоя питания. Следовательно, в этих системах при отключении электроэнергии будут возникать чрезмерные скачки напряжения, поэтому обычно требуется дополнительная защита от перенапряжения.

Оборудование для защиты от перенапряжений

Поскольку непрактично использовать материалы для труб, которые могут выдерживать высокие скачки давления или замедлять рабочую скорость потока до ползучей, необходимо оборудование для разгрузки от помпажа, чтобы предвидеть и рассеивать скачки от внезапных изменений скорости после отключения электроэнергии.Оборудование для сброса перенапряжения также обеспечит защиту от неисправных клапанов, неправильного наполнения или других проблем в системе.

Напорные трубы и расширительные баки

Многие типы оборудования для защиты от перенапряжения используются для защиты насосных систем. В системах с низким давлением напорная труба, открытая в атмосферу, почти мгновенно сбрасывает давление за счет выпуска воды. Для систем с более высоким давлением высота стояка была бы непрактичной, поэтому баллонный аккумулятор или уравнительный бак с воздухом под давлением над водой можно использовать для поглощения ударов и предотвращения разделения колонн (см. Рисунок 12).

Однако для типичных насосных систем эти резервуары имеют тенденцию быть большими и дорогими и должны поставляться с системой сжатого воздуха. При использовании также необходим дополнительный обратный клапан с быстрым закрытием, чтобы предотвратить утечку воды из расширительного бачка обратно через насос. Это распространенный пример, когда вы видите установленный регулирующий клапан насоса и обратный клапан с быстрым закрытием.

Кроме того, расширительный бачок создает чрезвычайно высокие показатели замедления (т.е.е. 25 футов / с2), поэтому для предотвращения захлопывания следует использовать быстрозакрывающиеся обратные клапаны или обратные клапаны, оборудованные расположенными снизу масляными заслонками.

Предохранительные клапаны

Клапаны сброса давления часто являются более практичным средством сброса давления. В этих клапанах скачок давления поднимает диск, позволяя клапану быстро сбрасывать воду в атмосферу или обратно во влажный колодец.

Клапаны сброса перенапряжения имеют ограничение, заключающееся в том, что они могут не открываться достаточно быстро для рассеивания скачков в случаях, когда может произойти разделение колонки.В тех случаях, когда компьютерная модель переходных процессов предсказывает крутые или быстрые скачки давления, следует рассмотреть возможность использования предохранительных клапанов, оборудованных упреждающими элементами управления. Регулирующий клапан с шаровой опорой, оснащенный элементами управления для защиты от перенапряжения и предотвращения перенапряжения, показан на рисунке 13. Клапан предупреждения перенапряжения быстро открывается при обнаружении события высокого или низкого давления.

Когда насос внезапно останавливается, давление в коллекторе упадет ниже статического давления, что приведет к открытию клапана предотвращения перенапряжения.В этом случае клапан будет частично или полностью открыт, когда произойдет скачок давления в обратном трубопроводе. Клапаны антиципатора обычно открываются менее чем за пять секунд, проходят высокие низкие скорости и повторно закрываются медленно со скоростью закрытия регулирующего клапана насоса (от 60 до 300 секунд). Подбор предохранительных клапанов имеет решающее значение и должен контролироваться специалистами по анализу переходных процессов.

Комбинированные воздушные клапаны Anti-Slam

Воздушные клапаны помогают уменьшить скачки давления в трубопроводах, предотвращая образование воздушных карманов в трубопроводах во время нормальной эксплуатации.Воздушные карманы могут перемещаться по трубопроводу и вызывать внезапные изменения скорости и отрицательно влиять на работу оборудования, такого как устройства измерения расхода. Воздушные клапаны также предназначены для открытия и впуска воздуха в трубопровод, чтобы предотвратить образование вакуумного кармана, связанного с разделением колонны. Компьютерные программы анализа переходных процессов позволяют анализировать уменьшение помпажа при использовании воздушных клапанов различного размера.

Если ожидается разделение колонки в месте расположения воздушного клапана, воздушный клапан должен быть оборудован устройством защиты от захлопывания, которое контролирует поток воды в воздушный клапан, чтобы предотвратить повреждение поплавка клапана (см. Рисунок 14).

Устройство предотвращения захлопывания позволяет воздуху беспрепятственно проходить через него во время цикла выпуска или повторного входа воздуха. Когда вода (из-за ее большей плотности) попадает в устройство, диск быстро закрывается и обеспечивает медленное закрытие поплавка воздушного клапана. Диск содержит отверстия, которые позволяют воде проходить через устройство защиты от захлопывания, когда оно закрыто, чтобы заполнить воздушный клапан примерно на 5 процентов от полной скорости заполнения, предотвращая закрытие воздушного клапана.

Клапаны вакуумного выключателя

Другой тип воздушного клапана, используемый в критических точках трубопровода, где может произойти разделение колонны, — это вакуумный прерыватель (VB), см. Рисунок 15. VB имеет компоненты, очень похожие на устройство предотвращения захлопывания, за исключением того, что диск VB удерживается закрытым с помощью пружину, в то время как тормозной диск остается открытым. Следовательно, вакуумный прерыватель не может удалить воздух; он пропускает воздух только для предотвращения образования вакуумного кармана. Это поддерживает избыточное давление в трубопроводе и снижает помпаж, связанный с разделением колонны.По сути, большая воздушная подушка попадает в трубопровод и задерживается в трубопроводе после отключения насоса. Затем в течение нескольких минут воздух медленно выпускается через примыкающий к нему выпускной воздушный клапан с маленьким (т.е. i.e. дюйма) отверстием. Опять же, программы анализа переходных процессов также предназначены для моделирования этого типа решения с воздушным клапаном.

Список литературы

1. Американская ассоциация водопроводных сооружений, Стальная водопроводная труба: руководство по проектированию и установке M11, «Гидравлический удар и скачок давления», 4-е изд.2004, с. 51-56.

2. Боссерман Баярд Э. «Контроль гидравлических переходных процессов», Проект насосной станции, Баттерворт-Хайнеманн, 2-е изд., 1998 г. Санкс, Роберт Л., изд., Стр. 153-171.

3. Хатчинсон, Дж. У., Справочник ISA по регулирующим клапанам, 2-е изд., Instrument Society of America, 1976, стр. 165-179.

4. Kroon, Joseph R., et. др., «Причины и последствия гидроудара», журнал AWWA, ноябрь 1984 г., стр. 39-45.

5.Val-Matic Valve & Mfg. Corp, 1993 «Критерии выбора обратного клапана» Обзор Waterworld, ноябрь / декабрь 1993 г., стр. 32-35.

6. Рахмейер, Уильям, 1998. «Испытания обратного потока восьмидюймовых обратных клапанов Valmatic», Отчет лаборатории Университета штата Юта № USU-609, Отчет об испытаниях клапана Val-Matic № 117, Элмхерст, Иллинойс, [конфиденциально].

7. Таллис, Дж. Пол, Гидравлика трубопроводов, Черновик 1984 г., Университет штата Юта, стр. 249-322.

8.Valmatic Valve & Mfg. Corp., «Динамические характеристики обратных клапанов», 2003 г.

Насосы и системы , май 2007 г.

Power Water Networks — LOW-TECH MAGAZINE

Гидроаккумулятор. Картина: Лес Чатфилд.

---

«Использование воды — тема, которой пренебрегают в инженерной литературе. Как романтический или популярный аспект инженерной мысли, гидравлическая энергия никогда не привлекала внимания общественности, как паровой двигатель, локомотив или даже двигатель внутреннего сгорания».

Ян Макнил, Hydraulic Power , 1972

---

Теоретические основы гидравлической передачи энергии были заложены в 1647 году французским вундеркиндом Блезом Паскалем. Путем экспериментов он обнаружил, что вода — в отличие от воздуха — практически несжимаема и передает давление одинаково во всех направлениях.

Значение «гидростатического парадокса» было продемонстрировано в «машине умножения сил» Паскаля, проиллюстрированной ниже. Он состоит из двух вертикальных цилиндров, соединенных между собой трубой.Вся система заполнена водой и герметично закрыта. Один цилиндр содержит плунжер малого диаметра, а другой цилиндр содержит плунжер, площадь поперечного сечения которого в 100 раз больше.

Станок для умножения сил.

Паскаль продемонстрировал, что если на маленький поршень поместить груз, он сможет поднять груз, помещенный поверх большого поршня, который в 100 раз тяжелее. Таким образом, машина Паскаля позволила умножить силы — в приведенном выше примере отношение выходной силы к входящей силе равно 100 к 1.Другими словами, вы можете создать выходное усилие в 100 кг при входном усилии всего в 1 кг.

Машина для умножения сил

Умножение силы не было чем-то новым в 1600-х годах. Более простые устройства, такие как шкивы, зубчатые передачи, кабестаны, лебедки и беговые колеса — все вариации рычага возрастом 7000 лет — также могут получать высокую выходную силу из небольшой входной силы. Например, римляне построили краны с механическим преимуществом до 70 к одному, что означает, что один человек, приложив усилие всего 25 кг, мог поднять вес до 1 кг.75 тонн.

Однако гидравлическая версия рычага имеет одно выдающееся преимущество перед более ранними механизмами: потери на трение очень малы и не зависят от механического преимущества. Следовательно, возможный коэффициент размножения почти бесконечно больше, и оба поршня могут находиться на значительном расстоянии друг от друга — примерно до 25 км, как мы увидим.

---

В гидравлике потери на трение не зависят от механического преимущества, поэтому возможный коэффициент увеличения силы почти бесконечен

---

Увеличение силы может быть увеличено либо путем увеличения пропорции между диаметрами обоих поршней, либо путем приложения большей мощности к меньшему поршню.Как и в случае с более ранними механизмами, то, что достигается за счет механического преимущества, теряется в соотношении скоростей.

Если небольшое гидравлическое усилие преобразуется в большее усилие, его скорость работы будет уменьшена точно в обратной пропорции, потому что пройденное расстояние увеличивается в той же пропорции, что и сила. Например, человек, нажимающий на маленький поршень на 10 сантиметров, переместит другой поршень вверх только на 1/100 этого расстояния.

Следовательно, в закрытой системе более тяжелый груз можно было поднимать только на очень ограниченное расстояние, в зависимости от длины плунжера.Однако этот предел снимается, когда в систему добавляется больше воды, и меньший поршень, вместо того, чтобы опускаться только один раз, совершает несколько ходов — другими словами, когда он работает как насос. В этом случае больший поршень будет продолжать подниматься.

Гидравлический пресс

Паскаль смог доказать свою точку зрения только косвенно, поскольку доступные в то время материалы были недостаточно прочными, чтобы выдержать давление. Пройдет еще полтора века, прежде чем умножение гидравлической силы будет реализовано на практике.Его первым применением было не подъемное устройство, а скорее наоборот: гидравлический пресс, который создает сжимающую силу.

Обычный шнековый пресс того времени, мало развитый с тех пор, как римляне использовали его для прессования оливок и винограда, требовал больших усилий для работы, имел большие потери энергии на трение (+ 80%) и не мог выдерживать нагрузку более 25 тонн. нагрузка. (Винт, который преобразует вращательное движение в линейное движение, в основном представляет собой наклонную плоскость, обернутую вокруг цилиндра).

Слева: Винтовой пресс. Изображение предоставлено Брюсом К. Саттерфилдом. Справа: гидравлический пресс.

Гидравлический пресс был изобретен в 1796 году английским слесарем и плотником Джозефом Брамахом. Он был полностью основан на теоретической работе Паскаля. Гидравлический пресс Брамы, приводимый в движение ручным насосом, значительно увеличил нагрузку на человека.

Используя доступные в то время материалы, компания Bramah достигла общего отношения 1000: 1, что означает, что эффективная нагрузка в 60 тонн на подъемный поршень может быть уравновешена всего лишь 60 кг на рукоятке насоса.КПД гидравлического пресса составил более 90%.

Порты и верфи

Несмотря на свою исключительную пригодность для работы с краном, гидравлика в первой половине девятнадцатого века не достигла большого прогресса в этой области. В значительной степени это было связано с проблемой надежного и эффективного преобразования линейного движения гидроцилиндра во вращательное движение ствола крана или барабана. В первой половине девятнадцатого века обработка грузов в гаванях, верфях и железнодорожных станциях по-прежнему осуществлялась с помощью кранов с приводом от человека, но потребность в более высоких и мощных кранах была огромной.

Начиная с 1830-х годов, железо стало использоваться в качестве материала для кораблестроения, при этом параллельно увеличивались размеры кораблей. Обычные подъемные системы больше не подходили. В большинстве стран решение было найдено в паровом кране, появившемся в 1850-х годах. Однако в портах и ​​верфях Британии появилась достойная альтернатива: водный кран.

---

В течение первой половины девятнадцатого века обработка грузов в портах, верфях и железнодорожных станциях по-прежнему производилась с помощью кранов с приводом от человека

---

Британский инженер Уильям Армстронг начал проектировать и эксплуатировать мощные гидравлические краны в 1840-х годах.Полностью осознавая, что гидравлика лучше всего приспособлена для обеспечения медленного, устойчивого движения, Армстронг разработал метод подъема груза за один ход поршня или поршня, в достаточной степени увеличивая движение с помощью шкивов.

Однако его усилия были осложнены низким и неравномерным давлением в городской сети, которая была источником энергии для этих машин. Максимальная выходная мощность машины с водным приводом определяется давлением и расходом воды. В городской водопроводной сети давление воды подавалось (и часто до сих пор) из водонапорной башни.Поскольку практическая высота водонапорной башни ограничена, то ограничивается и давление воды. Водонапорная башня высотой 50 м (165 футов) может создавать давление воды 70 фунтов на квадратный дюйм (psi).

Следовательно, единственный способ еще больше увеличить выходную мощность крана, работающего на воде из городской сети, — это увеличить расход воды. Однако это увеличивает потребление питьевой воды и увеличивает размер и стоимость труб, клапанов, цилиндров и других частей системы. Более того, если потребность в питьевой воде со стороны других пользователей превышает средний уровень, уровень воды в водонапорной башне упадет, как и давление воды и выходная мощность машины.

Гидравлический аккумулятор

В 1851 году Армстронг предложил альтернативное решение, решающее эти проблемы: гидроаккумулятор. Хотя он намного более компактный, чем водонапорная башня, он может производить обычное давление воды 700 фунтов на квадратный дюйм или выше — по крайней мере, в 10 раз больше давления воды в городской водопроводной сети. Это позволяло производить на порядок больше энергии без увеличения расхода воды и увеличения размеров компонентов системы.

Гидравлический аккумулятор Армстронга представлял собой хитроумное устройство, в котором поршень или поршень оказывали давление на воду в вертикальном цилиндре.Поршень был нагружен балластом собственного веса, который обычно имел форму цилиндрического балластного контейнера, окружающего центральный цилиндр (изображение внизу слева). Контейнер был заполнен щебнем, железным ломом или другим балластным материалом.

Гидравлический аккумулятор в гавани Бристоля. Википедия Commons. Гидравлический аккумулятор, Уолш-Бэй, Сидней. Источник: NSW HSC Online.

При давлении воды 700 фунтов на квадратный дюйм балласт составлял около 100 тонн, воздействуя на гидроцилиндр диаметром около 45 см с вертикальным ходом от 6 до 7 метров.В гидроаккумуляторах другого типа использовалась прямоугольная плита для поддержки балласта кирпичной кладки (изображение вверху справа) или стальных плит. Гидравлические аккумуляторы могут быть установлены на открытом воздухе или в специально спроектированном здании.

---

По сравнению с водонапорной башней гидроаккумулятор может обеспечивать в десять раз большую мощность и поддерживать равномерное давление во всей сети

---

Гидроаккумулятор работает примерно так же, как водонапорная башня.Центральный цилиндр имеет впускное и выпускное отверстия для воды внизу. Воду из доков можно было закачивать через входное отверстие паровым насосом, поднимая поршень, в то время как ее можно было вытолкнуть через выход в магистраль для распределения, опуская поршень.

Энергия накапливалась при движении тарана вверх и восстанавливалась при его спуске. Скорость откачки паровой машины регулировалась в зависимости от уровня воды в аккумуляторе либо автоматически с помощью механических соединений, либо с помощью человека.

Однако, в отличие от водонапорной башни, гидроаккумулятор может поддерживать равномерное давление во всей системе независимо от объема воды в цилиндре, потому что это вес балласта, а не вес воды, который создает давление — Другими словами, гидроаккумулятор выдает давление по нагрузке, а не по высоте.

Гидравлический аккумулятор с эффективностью зарядки / разрядки выше 98% и отсутствием саморазряда был чрезвычайно энергоэффективным устройством.

Заводское оборудование с приводом от воды

Введение гидроаккумулятора имело два важных эффекта. Во-первых, значительно расширился ассортимент машин с гидравлическим приводом. Гидромоторы, подключенные к городской сети, были бытовыми приборами и инструментами мастерских. Но Армстронг и другие инженеры адаптировали воду под высоким давлением для множества промышленных применений, требующих большой мощности, таких как ковка, штамповка, штамповка, отбортовка, резка и клепка (предшественник сварки).

Клепальный станок с гидравлическим приводом.

В портах вода под высоким давлением не только приводила в действие краны и подъемные машины, перемещающие грузы в доках и на складах, но также запирала ворота, поворотные мосты, лодочные подъемники и гравийные доки. На железнодорожных станциях гидравлическая передача энергии использовалась для обработки грузов и перемещения железнодорожных вагонов (с использованием гидравлических шпилей), а также для управления поворотными платформами, лифтами и механизмами перемещения. Все эти применения гидравлической энергии были бы невозможны из-за низкого и неравномерного давления в городской сети.

Чтобы понять важность гидравлической энергии, достаточно еще раз взглянуть на эволюцию подъемных устройств. В 1586 году обелиск весом 344 тонны был перемещен между площадями Рима. Доменик Фонтана, мастер-строитель Ватикана, воздвиг обелиск с помощью 40 кабестанов, обработанных 400 мужчинами и 75 лошадьми. В 1878 году Джон Диксон поднял еще один обелиск — иглу Клеопатры весом 209 тонн — с помощью четырех гидравлических подъемных домкратов, которыми управляли четыре человека.

Электросети и водопроводы

Во-вторых, гидроаккумулятор позволял эффективно передавать мощность на большие расстояния.Для трубопровода диаметром 30 см падение давления в водопроводной сети составляет около 10 фунтов на квадратный дюйм на милю, и эта цифра не зависит от давления воды. Таким образом, если вы пропускаете воду с давлением 70 фунтов на квадратный дюйм на расстояние 7 миль (12 км), вся энергия теряется. Но если вы пропускаете воду на такое же расстояние с давлением 700 фунтов на квадратный дюйм, давление воды остается 630 фунтов на квадратный дюйм, что сводится к эффективности передачи 90%.

Высокая эффективность передачи воды под высоким давлением привела к строительству по меньшей мере дюжины общественных сетей водоснабжения с аккумуляторными накопителями, половина из которых находится в Великобритании, в которых паровые машины, расположенные в центре, перекачивают воду в гидроаккумуляторы, которые распределяют воду под высоким давлением по большой географический район.Один или несколько аккумуляторов будут установлены на каждой гидроэлектростанции, а другие могут быть расположены в стратегических точках вдоль магистрали подачи в качестве подстанций.

---

Идея по-настоящему гидравлической электросети — аналог электрической сети, появившейся несколько позже — уже была изложена в патенте 1812 года Джозефа Брамы, изобретателя гидравлического пресса.

---

С 1870-х по 1890-е годы гидравлические сети были установлены в ведущих промышленных городах Великобритании: Кингстон-апон-Халл, Лондон, Ливерпуль, Бирмингем, Гримсби, Манчестер и Глазго.Доковые и железнодорожные компании первыми внедрили эту технологию и на протяжении десятилетий оставались самыми важными пользователями.

Иллюстрации гидроаккумулятора, гидравлического крана и гидроподъемника.

Тем не менее, электрическая вода также использовалась для производственных процессов на фабриках, для работы лифтов в общественных, частных и коммерческих зданиях, а также для включения бытовых устройств и инструментов мастерских. Любой, кому посчастливилось проложить улицу, мог подключиться к общественной сети.Расход воды на электроэнергию был измерен, как это происходит сегодня с питьевой водой и электричеством.

Идея по-настоящему гидравлической электросети — аналога электрической сети, появившейся несколько позже — уже была изложена в патенте 1812 года Джозефа Брамы, изобретателя гидравлического пресса. Но Брама, который также изобрел гидроаккумулятор и гидравлический кран, опередил свое время. Прошло еще шестьдесят лет, прежде чем его идеи были воплощены в жизнь Армстронгом и его современниками.

Лондонская гидравлическая энергетическая компания

Самая обширная гидроэнергетическая сеть была построена в Лондоне и эксплуатируется «Лондонской гидравлической компанией». На пике развития компании в 1917 году пять соединенных между собой центральных электростанций перекачивали воду под высоким давлением примерно в дюжину гидроаккумуляторов и почти 300 км водопроводных сетей, питая более 8000 машин и обслуживая большую часть города. В лондонских театрах и других культурных зданиях водопроводная вода двигала полы, органные консоли, противопожарные шторы и сцены.Вода под напором работала водяными насосами и поднимала опоры Тауэрского моста.

Иллюстрация: план сети и насосных станций London Hydraulic Power Co., 1895 г.

Пожарные гидранты

также успешно обслуживались системой высокого давления, и несколько сотен из них были подключены к сети London Hydraulic Power Company. Эти системы пожаротушения повышали давление в водопроводной сети за счет закачки в них небольшого количества воды под высоким давлением с помощью струйного насоса.Сама по себе вода под высоким давлением из гидравлической сети не могла быть подана в достаточном количестве, чтобы оказать влияние на большой пожар, в то время как в бытовой сети было достаточно воды, но недостаточное давление, чтобы достичь верхних этажей зданий.

---

В Лондоне пять соединенных между собой центральных электростанций перекачивают воду под высоким давлением в дюжину гидроаккумуляторов и почти 300 км водопроводных сетей, питая более 8000 машин и обслуживая большую часть города.

---

Еще одним замечательным применением воды под высоким давлением в Лондоне была система пылесоса Silent Dustman , работающая на воде, которая появилась на рынке в 1910 году.Несколько крупных отелей были полностью «подключены» к этой системе: вода из городской сети использовалась в струйном насосе для создания вакуума в трубе, к которой должна была присоединяться система. Вдоль этих труб было несколько насадок, к которым можно было прикрепить гибкие шланги. Таким образом, грязь от подметальных машин втягивалась в гидравлическую трубу и уносилась в канализацию. Система, которая работала бесшумно и эффективно, оставалась в эксплуатации до 1937 года.

Одна из лондонских электростанций. Обратите внимание на башню справа, в которой находятся гидроаккумуляторы.

Однако в Лондоне гидроэнергетика, похоже, не оказала большого влияния на внутреннюю жизнь. В книге «Эпоха гидравлики » (1980) Б. Пью отмечает, что «возможно, это было связано с тем, что в свое время домашняя рабочая сила была дешевой и в изобилии. Если бы действовали современные условия, то, возможно, все было бы иначе. поскольку возможности гидроэнергетики были не меньше, чем возможности электричества сегодня ».

Большинство коммунальных сетей водоснабжения поставляли воду под давлением от 700 до 800 фунтов на квадратный дюйм (от 48 до 55 бар), за исключением Манчестера и Глазго, где давление воды составляло 1120 фунтов на квадратный дюйм.В этих городах был большой спрос на мощность для гидравлических прессов, используемых для пакетирования, для чего требовалось более высокое давление.

Электросети за пределами Великобритании

Британские энергосистемы послужили источником создания подобных сетей в других местах: Антверпене в Бельгии, Буэнос-Айресе в Аргентине, Мельбурне и Сиднее в Австралии. В то время как австралийские системы напоминали системы в Великобритании (с 80 км магистралей, система в Мельбурне была второй по величине из когда-либо построенных), аргентинская система использовалась для откачки сточных вод, а сеть в Антверпене была нацелена на комбинированное производство механическая сила и электричество.Последнее было попыткой преодолеть очень высокие в то время потери при передаче электроэнергии.

«Zuiderpershuis»: бывшая гидравлическая насосная станция в Антверпене. В башнях размещались гидроаккумуляторы.

В Гидравлический век , Б. Пью пишет, что:

«При передаче энергии первые электрические станции сталкивались с теми же трудностями, что и гидравлические электростанции, их напряжение было аналогично рабочему давлению, а падение напряжения из-за сопротивления сети аналогично падению давления из-за трения трубы.Первые электрические электростанции общего пользования были станциями постоянного или постоянного тока, при этом генерирующее напряжение было лишь немного выше (из-за падения напряжения в кабелях), чем в помещениях потребителя, которое по соображениям безопасности должно было быть менее 250 вольт. Из-за ограничения напряжения область питания, а также количество передаваемой мощности были ограничены ».

---

Сеть в Антверпене была нацелена на комбинированное производство механической энергии и электроэнергии

---

С 1865 года Антверпен использовал гидравлическую сеть высокого давления для привода кранов, мостов и шлюзов в гавани.К этому была добавлена ​​вторая сеть в 1893 году, которая распределяла воду под высоким давлением на электрические подстанции, разбросанные по всему городу (двенадцать по плану, но только три были построены). Там водяные турбины вырабатывали электроэнергию, которая распределялась в радиусе 500 м по подземным электропроводам — ​​примерно на таком расстоянии можно было эффективно распределять низкое напряжение.

Гидравлические краны в порту Антверпена. Изображение журнала Low-tech.

Система Антверпена, которая использовалась для управления уличным освещением, таким образом сделала в больших масштабах то же самое, что водяные двигатели, подключенные к динамо-машинам, сделали в небольшом масштабе с водой из городской сети (см. Предыдущую статью).Около 66% гидравлической энергии было преобразовано в электричество. На пике мощности сеть достигла длины 23 км с мощностью 1200 л.с. В Лондоне также было несколько мест, где потребители использовали небольшие электрические генераторы от гидравлической системы.

Электроэнергия по сравнению с электричеством

Прорыв в области высоковольтной передачи электроэнергии на рубеже веков сделал системы, подобные тем, что были в Антверпене, немедленно устарели. Электрогенерирующая часть сети исчезла в 1900 году.Производство воды под давлением для производства электроэнергии включает в себя четырехкратное преобразование энергии, что напрасно расточительно, если вы можете просто производить электроэнергию и эффективно ее транспортировать.

Расширение эффективных линий электропередачи остановило строительство других крупных сетей водоснабжения и водоснабжения еще до конца столетия. «Если бы эти системы были начаты несколькими годами ранее, они могли бы стать намного более популярными», — пишет Ян Макнил в книге Hydraulic Power (1972) . «Несколько лет спустя, и они, вероятно, вообще не были бы построены».

Однако почти все коммунальные системы водоснабжения, которые были построены между 1870-ми и 1890-ми годами, оставались в эксплуатации до 1960-х и 1970-х годов, в конечном итоге с использованием электродвигателей вместо паровых двигателей для перекачивания. Сеть водоснабжения, эксплуатируемая Лондонской гидравлической компанией, последней выжившей, работала до 1977 года. Большинство сетей водоснабжения общего пользования продолжали расти в течение первых десятилетий двадцатого века, достигнув своего расцвета в конце 1920-х годов.Фатальный спад наступил только тогда, когда в 1960-х и 1970-х годах заводы начали покидать города.

---

Если электричество является наиболее эффективным и практичным способом передачи и распределения энергии, то почему почти все водопроводные сети оставались в эксплуатации почти столетие?

---

Это вызывает два вопроса. Во-первых, почему электрическая вода не стала универсальным методом распределения энергии, который предполагали Джозеф Брама и Уильям Армстронг? Во-вторых, если электричество является наиболее эффективным и практичным способом передачи и распределения энергии, то почему почти все водопроводные сети оставались в эксплуатации почти столетие?

Преимущества электроэнергии

Как технология передачи энергии, электрическая вода имеет три важных недостатка по сравнению с электричеством.Прежде всего, электричество можно эффективно транспортировать на гораздо большие расстояния. Гидравлическая передача энергии была (и остается) не менее эффективной, чем передача электроэнергии на расстояние от 15 до 25 км. Однако за пределами этих расстояний электрическая передача является явным победителем.

Гидравлические ворота в доке Гренландии в Лондоне, построенные в 1880-х годах. Изображение предоставлено Крисом Алленом.

Второй недостаток гидравлической трансмиссии заключается в том, что сложная распределительная сеть приводит к дополнительным потерям энергии.Каждый изгиб или изгиб сети увеличивает потери на трение. Чем сложнее сеть, тем менее она эффективна. Электрическая трансмиссия не имеет этой проблемы, по крайней мере, в незначительной степени. Потери на трение в водопроводе ограничивают количество машин, которые могут быть подключены к водопроводной сети, в то время как электричество может быть разделено почти бесконечно.

Третье ограничение мощности воды — это ограниченная пропускная способность гидравлической линии передачи. Вода под давлением может перемещаться по тонким трубам только со скоростью ходьбы, чтобы избежать чрезмерных потерь на трение.На более высоких скоростях потеря трения увеличивается, поскольку квадрат скорости и эффективности быстро уменьшается даже на относительно коротких расстояниях. Это ограничивает скорость потока и, следовательно, мощность, которую может передать линия гидравлической передачи.

Используя трубу диаметром от 10 до 12 см — обычный размер в большинстве систем высокого давления в то время, — гидравлическая линия передачи могла производить максимальную продолжительную мощность от 115 до 205 лошадиных сил (от 85 до 150 кВт). Линии электропередачи высокого напряжения аналогичного размера могут нести мощность на несколько порядков больше.

Преимущества Power Water

Однако ни один из этих недостатков не имел значения для рассмотренных нами электрических сетей водоснабжения. Все это были децентрализованные системы с машинами на расстоянии не более 15-25 км от источника питания. Во-вторых, поскольку оборудование с гидравлическим приводом в портах, железнодорожных станциях, фабриках и зданиях характеризовалось медленным движением и нечастым использованием, низкая скорость передачи механической воды не представляла препятствий.

За исключением недолговечной системы выработки электроэнергии в Антверпене, ни одна из водопроводных сетей типа Армстронг не снабжала энергией большое количество постоянно работающих машин.(Но обратите внимание на электрические водопроводные сети среднего давления в Швейцарии). Наконец, поскольку в водопроводной сети работает относительно мало (но очень мощных) машин, потери на трение на изгибах и кривых в сети были ограничены.

Гидравлический насос, гидроаккумулятор и пресс. Источник: Portefeuille économique des machines, de l’outillage et du matériel, декабрь 1864 г., Национальная библиотека Франции.

Ограничения гидравлической трансмиссии были очень хорошо поняты в конце девятнадцатого века.Однако инженеры также осознали уникальные преимущества технологии, которые сохраняются и по сей день. Например, Роберт Занер, сторонник еще одной альтернативы электричеству, сжатого воздуха, писал в The Transmission of Power by Compressed Air (1890), что:

«Практическая несжимаемость воды делает гидравлический метод непригодным для регулярной передачи постоянного количества энергии. Его можно использовать с пользой только там, где движущая сила должна накапливаться и применяться через определенные промежутки времени, например, поднятие тяжестей, ударные удары, ковка под давлением. и другая работа прерывистого характера, требующая большого усилия на небольшом расстоянии.«

Гидравлическая трансмиссия

«превосходно адаптирована для использования с тяжелой техникой и оборудованием в операциях, требующих заметной концентрации мощности, возвратно-поступательного движения по прямой и прерывистого действия», — писал Луис Хантер в книге The Transmission of Power (1991). Главное преимущество гидроаккумулятора заключается в том, что он позволяет управлять машинами, которым требуется гораздо больше энергии, чем может обеспечить источник энергии — «умножение силы» Паскаля.

---

Ограничения гидравлической трансмиссии были очень хорошо поняты в конце девятнадцатого века.Однако инженеры также осознали уникальные преимущества технологии, которые сохраняются и по сей день.

---

Когда требуется большая сила или крутящий момент, гидравлические силовые системы являются гораздо более компактным и энергоэффективным решением, чем механические или электрические приводы. И электродвигатели, и двигатели внутреннего сгорания часто нуждаются в механической передаче энергии (шестерни, цепи, ремни) для преобразования их высокой скорости вращения в более низкую скорость с более высоким крутящим моментом.

Аналогичным образом, гидравлические силовые системы легко производят линейное движение с помощью гидроцилиндров, в то время как электроэнергия требует дорогостоящих линейных двигателей или механических передач энергии, таких как зубчатые рейки.Гидравлическая и электрическая энергия дополняют друг друга в этом смысле: одним из ограничений передачи энергии и воды была относительная сложность преобразования линейного движения во вращательное.

Колеса

Pelton были наиболее очевидным выбором, но их высокая скорость вращения потребовала использования зубчатой ​​передачи для работы тихоходных механизмов. Ряд гидравлических двигателей напорного типа был доступен для обеспечения вращательной мощности, предполагающей работу с переменной или низкой скоростью, но эти двигатели имели мало преимуществ по сравнению с электрическими или механическими приводами.

Третье важное преимущество гидравлики состоит в том, что энергия всегда доступна в трубопроводах и гидроаккумуляторе, но когда нет спроса, нет потерь. Когда ни одна из машин в водопроводной сети не работала, гидроаккумуляторы поддерживали давление в линиях без использования энергии. Это преимущество особенно актуально, когда машины используются с перерывами.

Гидравлика Сегодня

Гидравлический привод все еще используется сегодня, особенно в тяжелом промышленном оборудовании, которое требует медленного, но мощного линейного движения, а также в мобильной строительной технике, такой как экскаваторы.Однако гидроаккумулятор с увеличенным весом и водопроводные сети исчезли.

Жидкость под давлением больше не вода, а масло, смешанное с присадками. (Растительное масло использовалось в качестве гидравлической среды в 19 веке). В отличие от воды масло не замерзает и не вызывает коррозии. Однако это делает гидравлическую энергию более дорогой и, очевидно, не позволяет отработанной жидкости попадать в канализационную сеть, доки или море.

Частично из-за использования масла возник автономный гидравлический силовой агрегат, состоящий из насоса, гидроаккумулятора и систем обратного потока, готовый к подключению к электродвигателю или дизельному двигателю.Гидравлические аккумуляторы в этих системах намного меньше по размеру, они используют газ для сжатия жидкости и не поддерживают постоянное давление.

Современные гидроаккумуляторы (как правило, сжатого газа) имеют мало общего с аккумуляторами с увеличенным весом в электрических сетях водоснабжения. Картина: HYD.

Хотя практические преимущества гидравлики сохраняются — большое количество энергии может передаваться и точно контролироваться с помощью очень компактных компонентов — современный подход устраняет важное преимущество эффективности, характерное для более централизованных водопроводных сетей девятнадцатого и двадцатого века.В общегородской водопроводной сети сравнительно небольшой центральный источник энергии — горстка гидроаккумуляторов — мог управлять большим количеством очень мощных машин. Насосные двигатели не нужно было рассчитывать на пиковые нагрузки.

---

Большим преимуществом водопроводных сетей было то, что для работы большого количества мощных машин на большой территории требовалась сравнительно небольшая мощность.

---

Б. Пью оплакивает эту эволюцию в The Hydraulic Age (1980):

«Столетие назад только несколько очень больших машин — поворотные мосты и иногда гидравлический пресс — имели собственное насосное оборудование.В последнее время эта тенденция распространилась на машины с гидравлическим приводом всех типов и размеров, и сегодня это стало общепринятой практикой. С единичными гидроагрегатами каждая единица оборудования будет приводиться в движение собственным двигателем и будет иметь свои собственные контрольно-измерительные приборы, фильтры и т. Д., Что потребует периодических проверок и технического обслуживания ».

«Двигатель будет работать непрерывно, пока агрегат используется, независимо от нагрузки на насос, который он приводит. В случае нескольких таких агрегатов не все будут работать на полную мощность все время.Заметная экономия может быть достигнута за счет наличия центральной насосной станции для снабжения ряда агрегатов, и из-за диверсификации нагрузки максимальная нагрузка в любой момент времени будет меньше суммы отдельных максимальных нагрузок ».

«Преимущество большой станции перед несколькими меньшими заключается в способности удовлетворять разнообразные потребности. Каждая из небольших независимых электростанций должна иметь достаточную мощность для удовлетворения пикового спроса в своей собственной области поставок и пики не будут возникать одновременно.Большой станции, охватывающей всю площадь нескольких небольших станций, потребуется только для удовлетворения максимального одновременного спроса, а это обычно будет меньше суммы локальных пиков ».

Альтернативы электроэнергии

Так же, как технологии механической передачи энергии, такие как системы рывков и бесконечные канатные приводы, водопроводные сети исчезли в основном из-за того, что электрическая передача имеет превосходную эффективность на большие расстояния.Однако в более децентрализованной энергетической системе, основанной на возобновляемых источниках энергии, все эти забытые альтернативы электричеству заслуживают пересмотра для конкретных целей. Гидравлические аккумуляторы с поднятым весом могут работать от солнца, ветра или даже от педалей.

Изображение: J.W. Гибсон

Примерно в 1900 году превосходство электричества в передаче энергии на очень большие расстояния не оспаривалось. Однако для умеренных расстояний многие авторы сомневались в ее полезности. Например, Р.Кеннеди написал в книге Modern Engines and Power Generators (1905):

.

«Электроэнергия дает огромные преимущества для передачи энергии на расстояние в большинстве случаев. Однако инженеры-электрики требуют слишком многого. Они склонны забывать о других средствах передачи энергии, что означает, что они имеют первостепенные преимущества перед электричеством во многих случаях. случаи.»

W.C. Анвин, автор наиболее полной книги XIX века по передаче электроэнергии ( On the Development and Transmission of Power from Central Stations ), выразил аналогичное беспокойство в 1894 году:

«Учитывая, что электрическое распределение в ближайшее время будет играть важную роль в развитии систем распределения энергии, в настоящее время существует популярная тенденция рассматривать слишком исключительно электрические методы и игнорировать другие способы распределения энергии, которые были успешно применены. в прошлом и в подходящих условиях будут по-прежнему использоваться в будущем… Для передачи на умеренные расстояния есть выбор из нескольких средств передачи, и в таких случаях электрическое распределение не имеет и до настоящего времени не установило какого-либо универсального превосходства ».

В следующем выпуске нашей серии по передаче электроэнергии мы обсудим сжатый воздух, который, вероятно, является наиболее подходящей альтернативой электричеству.

Крис Де Декер

Эта статья посвящена Чарльзу Стилу. РВАТЬ.

---

Статьи по теме:

Источники (в порядке важности):

• «Гидравлический век», Б.Пью, 1980
  
• «Гидравлическая энергия (промышленная археология)», Ян Макнил, 1972 г.
  
• «О развитии и передаче энергии от центральных станций», W.C. Анвин, 1894. Также здесь.
• «Гидравлическое оборудование с введением в гидравлику», Р.Г. Блейн, 1897,
• «История промышленной энергетики в США, 1780-1930: Том 3: Передача власти», Луи С. Хантер и Линвуд Брайант (1991).
• «Современные двигатели и генераторы; Практическая работа по первичным двигателям и передаче энергии, пара, электричества, воды и горячего воздуха — Том первый», Р.Кеннеди, 1905
• «Современные двигатели и генераторы; Практическая работа по первичным двигателям и передаче энергии, пара, электричества, воды и горячего воздуха — Том шесть», Р. Кеннеди, 1905 г.
• «Мощность и передача энергии», Э.В. Керр, 1908 г.
• «Остатки ранних гидроэнергетических систем» (PDF), J.W. Гибсон, 3-я Австралазийская конференция инженерного наследия, 2009 г.
  
• «L’eau à Genève et dans la région Rhône-Alpes: XIXe-XXe siècles», Serge Paquier, 2007
  
• «L’eau des villes: Aux sources des empires municipaux», Жеральдин Пфлигер, 2009 г.
• «Revue Technique de l’Exposition Universelle de 1889, Раздел II, Гидравлические приемы» (PDF), 1893
• «Revue Technique de l’Exposition Universelle de 1889, Том 9.Septième partie. Mécanique générale. Machins outils. Hydraulique générale. Travail du Bois. Travail des métaux. Machineries Industrielles. «, 1893
• «L’usine des force motrices de la Coulouvrenière à 100 ans: 1886-1986», Services Industriels, 1986
• «Waterdruk в Антверпене. Een stroom van elektriciteit», Дирк Де Влишшаувер и Ноэль Керкхарт, 1993 г.
• «Kroniek van de stroomverdeling van Antwerpen-stad tot de Rupelstreek tot de Eerste Wereldoorlog», Geschiedkundige Studiegroep Ten Boome.(сайт)
• «Het Zuiderpershuis, een памятник. Брошюра bij de tentoonstelling n.a.v. Open Monumentendag 2010» (PDF), Steunpunt Industrieel en Wetenschappelijk Erfgoed, 2010.
• «Центробежный насос, турбины и водяные двигатели, включая теорию и практику гидравлики», Чарльз Герберт Иннес, 1898 г.
• «Метрополитен-сочинения: сборник статей по истории Лондона», Ральф Терви, дата неизвестна.
• «Гидравлическая энергетическая компания», Общество Воксхолла, 2012 г. (веб-сайт)
• «London Hydraulic Power Co», Руководство Грейс, дата неизвестна (веб-сайт)
• «Гидравлическая сила», NSW HSC Online (сайт)
• «Передача энергии сжатым воздухом», Роберт Занер, 1890 г.
• «Водяные двигатели», Музей ретротехнологии, 2011 г. (сайт)
• «История кранов (классическая строительная серия)», Оливер Бахманн, 1997.
• «Об использовании водяного столба в качестве движущей силы для двигателей», Уильям Армстронг, 1840 г.

---

Водяная насосная станция | Город Эванстон

(Изображение / рендеринг водяной насосной станции. Нажмите, чтобы увеличить.)

Водонасосная станция на Черч-стрит, 2525,

Зачем городу насосная станция
13 февраля 2017 года город Эванстон принял Постановление 5-O-17 о заключении Соглашения о водоснабжении с деревнями Мортон-Гроув и Найлс.Первоначальный срок соглашения составляет 40 лет с двумя положениями о продлении на 10 лет. Давление, которое производит Городская водопроводная станция, недостаточно, чтобы заставить воду проходить по водопроводу на все расстояние до этих деревень. Водонасосная станция необходима для приема воды и ее откачки под более высоким давлением в эти общины. Существующий водопровод большого диаметра, способный обеспечить необходимое количество воды, расположен на пересечении улиц Emerson и McCormick, что делает его хорошим местом для насосной станции.Вода из насосной станции не пойдет никому из жителей Эванстона.

Что будет на насосной станции
В насосной станции будут три насоса с электродвигателем. Обычно будут работать 2 насоса, а третий будет резервным. Насосная станция будет безлюдной. Еженедельно кто-нибудь будет посещать насосную станцию ​​для проведения физического осмотра. Каждые 6 месяцев будет проводиться плановое техническое обслуживание насосов и двигателей. В случае сбоя в электроснабжении есть генератор, который будет работать во время отключения электроэнергии для поддержания потока воды в два населенных пункта.Генератор будет проверяться один час каждый месяц. На выхлопе этого генератора установлен глушитель, а выхлопные газы выходят на западную сторону здания, вдали от домов на МакДэниел. Насосы насосной станции будут дистанционно управляться операторами водозаборной станции Evanston Water Plant. Дополнительную информацию о звуке, создаваемом резервным генератором, см. В техническом меморандуме Stanley Consultants.

Помимо перекачки воды, что еще будет происходить на станции
Насосная станция также будет оборудована возможностью добавления гипохлорита натрия (т.е.е. отбеливатель) в водопровод, если необходимо, для поддержания уровня хлора в воде. В настоящее время городские власти поддерживают в среднем 0,44 мг / л свободного хлора в своей системе распределения, и городской персонал уверен, что остаточный хлор, доставляемый в точку подключения Комиссии по водоснабжению Мортон-Гроув-Найлс (MGNWC) перед насосной станцией, будет на уровне соответствующий уровень. Насосная станция была спроектирована с помещением для оборудования подачи химикатов, но первоначально она не будет установлена. Оборудование будет установлено только в том случае, если MGNWC обнаружит, что ему необходимо повысить уровни.Отбеливатель будет храниться только в случае его использования; он не будет сохранен как резервный.

В том маловероятном случае, когда потребуется добавить гипохлорит (который в два-три раза сильнее бытового отбеливателя), он будет храниться на месте. Он будет храниться в резервуарах в резервуарах для хранения разливов. Если бы они протекали, отбеливатель остался бы в химической комнате и не достигал бы дверей или сточных вод. Альтернативой является газообразный хлор, но из-за повышенного риска для безопасности он не используется на этом предприятии.

Что такое MGNWC

После утверждения Соглашения о водоснабжении Межправительственным соглашением была учреждена Водная комиссия Мортон-Гроув-Найлс (MGNWC) для целей строительства и эксплуатации общественной системы водоснабжения, состоящей из магистральных водопроводов, насосов, накопителей и других связанных систем водоснабжения. и принимающая инфраструктура между точкой подключения на водопроводной системе Эванстона и существующими водоприемными точками Найлса и Мортон-Гроув.Решение 4-Р-18 принято горсоветом 22 января 2018 года.

MGNWC получила выгодные заявки на строительство предполагаемого подключения и находится в очереди на получение ссуды под низкие проценты от IEPA для строительства своей инфраструктуры. MGNWC надеется начать строительство весной и получить воду к концу 2018 — началу 2019 года. Предлагаемая городскими властями ставка на 2018 год составляет 0,78 доллара за тысячу галлонов.

Кто владеет недвижимостью
Городские власти недавно заключили 50-летний договор аренды с владельцем собственности, муниципальным округом мелиорации воды.MGNWC будет заниматься строительством и обслуживанием насосной станции, но она будет эксплуатироваться городскими властями.

Каковы планы в отношении собственности и кто покрывает расходы
В рамках Плана капитального ремонта Эванстона были выделены средства для сноса существующей структуры, бывшего здания школы на берегу. Эванстон намеревается развивать собственность на берегу с предложенными улучшениями парка. MGNWC заключит контракт и оплатит инженерные услуги и строительные работы по сносу и удалению существующего школьного здания и северной парковки из бывшей прибрежной собственности.MGNWC несет полную ответственность за средства и методы этой работы. Evanston возместит MGNWC разумные расходы, связанные с этой работой.

Южная парковка будет оставаться в своем существующем состоянии до тех пор, пока компания Evanston не построит предлагаемые улучшения парка. MGNWC за свой счет установит электрические и сантехнические соединения и приспособления, соответствующие нормам, для двух общественных туалетов, а также предусмотрит место для потенциального помещения для оборудования, если оно потребуется в рамках проекта благоустройства парка.Дренажные и водосточные патрубки в туалетах будут подключены к системе удаления сточных вод IPS, которая будет состоять из насосной станции дробилки. MGNWC несет полную ответственность за средства и методы этой работы. Evanston возместит MGNWC расходы на покупку и установку сантехники. Эванстон намеревается в ближайшее время построить парк улучшений. Эванстон обеспечит водоснабжение и электроэнергию, необходимые для благоустройства парка.

Когда это было / будет обсуждаться с сообществом
В дополнение к собраниям городского совета / комитета, перечисленным ниже в истории законодательства, олдермен Робин Рю Симмонс обсудила предложения MGNWC на ​​своем 5-м собрании прихода 18 января 2018 года. была внесена в повестку дня, отправленную ее жильцам.

членов сообщества были приглашены присоединиться к сотрудникам Alderman Rue Simmons и Сити для экскурсии по одной из городских водонасосных станций на 2520 Gross Point Road.Экскурсия состоялась в четверг, 8 марта, в 17:30. Жители смогли увидеть и услышать, как работает насосная станция, и задать вопросы.

История законодательства
MGNWC представила разрешение на строительство и освобождение от муниципального использования для строительства новой водонасосной станции площадью 3260 кв. Футов, соединительных труб и общественных туалетов на заседании Комитета по рассмотрению дизайна и проектов (DAPR) 7 февраля 2018 г. . Были представлены предлагаемый план участка, ландшафтный план и фасады зданий.Исключение для муниципального использования и план по минимизации неблагоприятных воздействий получили единодушную положительную рекомендацию. Комитет запросил дополнительную информацию, и 28 февраля 2018 г. вопрос был возвращен для дальнейшего обсуждения. DAPR рекомендовало окончательное одобрение.

12 февраля 2018 г. Комитет администрации и общественных работ и городской совет одобрили Постановление 9-R-18, утверждающее Меморандум о взаимопонимании между городом и MGNWC по строительству и эксплуатации промежуточной дожимной насосной станции, расположенной по адресу 2525 Черч-стрит.Кроме того, 12 февраля 2018 года Комитет по планированию и развитию и городской совет одобрили Постановление 10-R-18, предоставляющее исключение для муниципального использования коммунальных услуг (насосная станция) на 2525 Church Street. Это позволяет построить насосную станцию ​​в районе открытого пространства OS, где коммунальные услуги не являются разрешенным или специальным использованием.

Будет ли здание охраняться?
Насосная станция — это охраняемый объект с камерами и сигнализацией о незаконном проникновении, которая будет передаваться обратно на завод.Общественные объекты будут регулироваться, как это обычно делается для парков в других местах.

Будет ли чрезмерное освещение
Территория вокруг здания будет освещена так же, как и любое здание в городском парке. В здании не будет прожекторов или чрезмерного освещения.

Какие исключения предоставляются для этого проекта
Хотя общественное коммунальное предприятие не является разрешенным для использования в пределах района зонирования открытого пространства ОС, Постановление о зонировании (6-7-4) гласит, что любая государственная или частная функция, принадлежащая или управляемая Город разрешается использовать в любом районе.Городской совет может утверждать здания и сооружения, которые не соответствуют всем требованиям соответствующего района, если они необходимы для предоставления желаемых городских услуг и если негативное воздействие на окружающую собственность в результате такого несоблюдения минимизировано. Неблагоприятные воздействия могут быть минимизированы за счет дизайна, архитектурной обработки, экранирования, ландшафтного дизайна и / или размещения на участке. Такой план по снижению негативного воздействия был рассмотрен Комитетом по проектированию и анализу проектов.

Есть ли другие насосные станции в Эванстоне?
В Эванстоне есть аналогичная насосная станция меньшего размера, расположенная рядом с водохранилищем на 2350 Гросс-Пойнт-роуд. Эта насосная станция используется Evanston для увеличения давления в северо-западной части города во время высоких потребностей в воде и для рециркуляции воды, которая хранится в хранилище объемом 7,5 миллионов галлонов. Он не обслуживается людьми и управляется операторами водной станции на заводе.

Подсоедините второй гидробак к насосной станции.Зачем нужен гидроаккумулятор? Может ли водопровод работать без гидроаккумулятора?

Технически водопровод сможет работать без гидроаккумулятора. Почему же тогда специалисты настоятельно рекомендуют не отказываться от использования этого устройства?

Допустимое давление в системе 1,5 — 3 атмосферы. Если показания выходят за указанные пределы, сработает реле давления и насос выключится.

Насос снова начнет работать только после нормализации давления.Буксиры давления, сопровождающие эти процессы, негативно влияют на электрические и механические элементы устройства. Аккумулятор способен выравнивать давление в процессе использования насосной станции.

Схема действия довольно проста. Достигнув давления в 3 атмосферы, насос естественным образом отключается, но система продолжает откачивать воду из гидроаккумулятора до тех пор, пока давление не упадет до предела, необходимого для возобновления работы насоса. Временной интервал между включением и выключением значительно сокращен, что определяет функциональность всей системы.

Различные модели гидроаккумуляторов дают разные показатели максимального числа пусков насоса в час. Например, при эксплуатации бытового агрегата емкостью 24 литра насос будет включаться примерно 20 раз в час. Чем больше емкость гидроаккумулятора, а в некоторых промышленных установках она может достигать 500 литров, тем меньше будет количество включений в час.

Важно, чтобы давление предварительно закачанного воздуха в гидроаккумуляторе было на несколько десятых меньше уровня давления, необходимого для включения насоса.Отклонение от этого требования в разы приведет к заметному сокращению промежутка между включением и выключением насоса. Несоблюдение нормы в сторону уменьшения чревато разрывом мембраны, что естественным образом исключит гидроаккумулятор из водопровода.

Зачем нужен гидроаккумулятор? Видео

А в каких случаях оправдана сборка насосной станции из отдельных деталей, которые можно купить в магазине.

Зачем собирать насосную станцию ​​сами.

В первую очередь, как мне кажется, насосную станцию ​​нужно собирать самостоятельно, если у вас уже есть какие-то ее комплектующие, обычно самые дорогие. Это насос и гидроаккумулятор. Поскольку стоимость насоса составляет примерно половину стоимости насосной станции, соответственно гидроаккумулятор примерно на треть. То есть покупать новую насосную станцию ​​не имеет смысла, если у вас зимой раздавлен гидроаккумулятор или почему-то сгорела помпа.Можно купить отдельно и то, и другое, а то, что сломалось, просто заменить, благо крепеж помпы и монтажная площадка гидроаккумулятора, как правило, стандартные и можно легко соединить одно с другим.

Еще одним поводом собрать насосную станцию ​​своими силами может быть несоответствие ваших требований характеристикам оборудования готовой насосной станции. Например, вам нужен насос с большим давлением или потоком воды, чем предлагаемые вам насосные станции, но вас не устраивает то, что вам подходит с точки зрения производительности — с точки зрения стоимости или надежности.Или габариты насосной станции слишком велики для того места, где вы находитесь, или вас не устраивает мощность гидроаккумулятора, скважины и т. Д. Только нужно учитывать, что полная стоимость насосной станции вполне может быть намного больше, чем вы планировали.

Третий, самый распространенный вариант, когда вы вынуждены собирать распределенную насосную станцию ​​из-за сам. Как правило, в этом случае используется мощный погружной насос, а гидроаккумулятор с блоком автоматики размещается где-то дома.

Вам нужен гидроаккумулятор?

Резонный вопрос: можно ли обойтись без гидроаккумулятора? В принципе, это возможно, но с обычным блоком автоматики насос будет очень часто включаться и выключаться, реагируя даже на незначительный расход воды. Ведь количество воды в напорном трубопроводе невелико, и малейший поток воды приведет к быстрому падению давления и такому же быстрому увеличению его при включении насоса.Это связано с тем, что помпа не включается при каждом вашем «чихании», поставьте гидроаккумулятор, хоть маленький. Поскольку вода несжимаема, в гидроаккумулятор закачивается воздух, который, в отличие от воды, хорошо сжимается и действует как своего рода демпфер, регулирующий накопление и поток воды. Если в гидроаккумуляторе нет воздуха или его слишком мало, то сжимать будет нечего, то есть не будет скопления воды.

В идеале мощность гидроаккумуляторов должна быть лишь немного меньше дебита вашего источника воды, а насос в этом случае будет включаться только при исчерпании достаточно приличного водоснабжения, т.е.е. очень редко, но надолго. Но тогда это будет очень дорого.

Сейчас на рынке появились насосные станции с усовершенствованными блоками автоматики со встроенной защитой от сухого хода, которые плавно запускают и останавливают насос, регулируют его производительность в зависимости от установленного давления. Считается, что гидроаккумулятор в принципе им не нужен. Но все это хорошо работает только при отсутствии перепадов напряжения, чем не могут похвастаться наши глубинки и коттеджные поселки. И, к сожалению, не всегда от этой напасти спасают стабилизаторы.К тому же цена такой станции зачастую намного выше обычной, что, как мне кажется, не оправдывает себя.

Готовые системы автоматизации.

Вистан.

Из всех готовых систем автоматизации насосных станций особенно выделяется наша отечественная разработка Вистан, которая предназначена исключительно для организации насосной станции на базе вибрационного насоса. Я не сторонник использования вибрационных насосов в системах водоснабжения частных и загородных хозяйств, но не могу не обратить внимание на это устройство в связи с большой популярностью «Малышей», «Ручейков» и т. Д.на постсоветском пространстве.

В интернете очень много хороших отзывов об этом устройстве. В жизни, к сожалению, не все так радужно. Так коротко.

Преимущества:

— Специальная разработка для вибрационных насосов;

— Автоматически поддерживает давление в системе на уровне 1,5-2,0 бар;

— Имеет встроенную защиту от сухого хода;

— Имеет встроенный регулятор напряжения, может работать с напряжением от 160 до 250 Вольт;

— Может работать без гидроаккумулятора, плавно меняет мощность насоса;

— Плавный пуск и остановка насоса;

— Имеет защиту от превышения электрического тока: предохранитель 5 Ампер;

— Автоматически возобновляет работу при восстановлении параметров: сетевого напряжения, появления давления воды на напоре насоса (сухой ход).

— Простая установка и разборка по схеме: производитель рекомендует использовать гибкую подводку до ½ дюйма.

Недостатки:

— Насос должен создавать давление на входе в устройство не менее 3,0 бар: не каждый вибрационный насос на это способен, учитывая разницу в высоте между водяным зеркалом в колодце (колодце) и расположением Вистана.

— Расход воды ограничен внутренним сечением гибкого вкладыша, либо нужно поставить гидроаккумулятор.

— Защита от сухого хода решена своеобразно: устройство отключает насос, если давление на входе не поднимается выше 0,8 бар за 10 секунд. Те. вода на самом деле есть, и насос ее регулярно качает, ей просто не хватает сил, чтобы поднять напор до необходимого уровня.

— Нет возможности регулировать давление в системе.

— Высокая цена устройства по сравнению со стоимостью вибрационных насосов. Стоимость комплекта «Вистан + насос» сопоставима по стоимости готовой насосной станции не худшего качества (а китайская — в полтора раза дешевле).

В целом такой вариант организации насосной станции подойдет дачникам, привыкшим к своим вибрационным насосам и не избалованным благами цивилизации на даче. К тому же систему легко собрать весной перед использованием и разобрать осенью, забрав всю ферму с собой в город и не опасаясь, что ее украдут или сломают мороз. Для более серьезной системы водоснабжения дома это устройство, правда, по мере использования вряд ли получится.

Блок автоматики центробежных насосов.

Для организации насосной станции на базе, погружной или надводной, необходим блок автоматики. Проще всего собрать своими руками из покупных предметов: коллектора, реле давления, манометра. Но можно купить готовый агрегат, на котором все это уже будет установлено. Осталось только установить его на головку насоса в удобном для обслуживания месте.

Различные компании предлагают широкий выбор таких агрегатов, различающихся конфигурацией и стоимостью.Самые простые и недорогие, включают только необходимые элементы, перечисленные выше. Чуть дороже будут блоки, к которым добавлен датчик сухого хода. Но самые совершенные — это блоки автоматики, которые самостоятельно, регулируя мощность насоса, поддерживают заданное давление в системе, а также имеют несколько (до трех) защит от различных неприятных вещей (сухой ход, перегрузка насоса, разрыв системы. напорная труба).

Коллектор.

Собственно, каждый волен делать свой выбор.Кому-то проще собрать такой блок самому, кому-то проще купить. Мне кажется, что единственным недостатком таких блоков, помимо цены, является их блочность. Те. если что-то выходит из строя в составе такого блока автоматики, то придется менять весь блок, а это иногда стоит дорого.

Схемы насосных станций.

Самая распространенная схема насосной станции — когда все ее элементы собраны вместе, как написал один из читателей: «насос на бочке».В этом случае блок автоматики ставится на головку насоса, а в гидроаккумулятор отводится вода через отдельную трубу или гибкое соединение. Оказывается, можно поставить помпу и гидроаккумулятор (ГА) в разные места, просто заменив выход к ГА на более длинный.

Но оптимальным вариантом будет поставить блок автоматики на ГА, соединив коллектор блока с насосной трубкой. Тогда мы получаем распределенную насосную станцию, где насос может стоять, например, в колодце (или в колодце для погружного насоса), а ГА — в теплом доме.

Продолжая совершенствовать нашу схему, вы сможете найти наиболее удобное место для блока автоматики. Мне это место кажется распределительным коллектором холодной воды, где блок автоматики будет поддерживать постоянное давление (ведь это то, что нам нужно). Гидроаккумулятор в этом случае можно разместить под ванной или в любом другом свободном пространстве в ванной, а напорная труба подойдет от насоса. Саму помпу можно поставить ближе к источнику воды и подальше от дома, чтобы не слышать ее шум, или купить погружной насос (опять же, в доме шума нет).

Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Думаю, нет необходимости повторять простую истину, что насос — «сердце» водопровода …

Технологии в области насосного оборудования сегодня позволяют частному домовладельцу полностью взять на себя задачу по обеспечению водой. Модели насосных станций компактных размеров покрывают нужды полива, а мощные агрегаты повышенной производительности осуществляют подъем воды на второй этаж. Для поддержания стабильного давления в контурах разработчики все чаще используют гидроаккумулятор.Это решение имеет много очевидных преимуществ, но такое увеличение мощности не всегда целесообразно с точки зрения эксплуатационной рациональности. В свою очередь, правильно подобранная насосная станция без гидроаккумулятора может обеспечить водой объект с минимальными финансовыми и технологическими затратами.

Общие сведения о насосных станциях

Принцип работы водонасосных станций во многом аналогичен обычным насосам. Отличие заключается в использовании автоматических средств управления технологическим процессом и возможностях дополнительного оборудования — прежде всего за счет того же гидроаккумулятора.Но модели без гидробака превосходят обычные насосы по мощности. Например, для снабжения частного дома требуется в среднем 2–5 м3 / ч. В этом диапазоне работает насосная станция для частного дома без гидроаккумулятора, вводимая в колодец или в колодец. Существенным отличием является прочная элементная база, заключенная в корпус из нержавеющей стали. Больше внимания в этом смысле уделяется именно моделям без гидроаккумулятора, так как они работают в условиях высоких нагрузок без дополнительной страховки от гидроудара.

Как работает безаккумуляторный?

Дизайн станции образован целым комплексом функциональных элементов. Все без исключения модели оснащены насосом, обеспечивающим откачку воды из источника. Функции управления агрегатом с помощью реле. По крайней мере, с его помощью пользователь может регулировать достаточное давление. Для контроля давления используется манометр, который обычно входит в стандартную комплектацию. Также в обязательном порядке насосная станция без гидроаккумулятора включает в себя электрический кабель, клеммы заземления и разъем для подключения к сети.Не всегда вышеуказанные компоненты поставляются в сборе. При желании можно устроить станцию ​​из разных комплектующих — главное, чтобы они соответствовали друг другу по характеристикам.

Станция сборки

Процесс сборки осуществляется на месте будущей эксплуатации, когда уже организован водопровод от колодца или колодца. Все соединения для входа и выхода подключены к насосу. Затем к ним подключаются шланги — соответственно от источника забора и от контура водоснабжения до места использования.Линии отдачи могут быть несколько в зависимости от конструкции станции. Грамотно собрать насосную станцию ​​своими руками без гидроаккумулятора для нескольких потребителей можно только с учетом нагрузки на сеть. По мере увеличения каналов для отходов повышается и производительность. Поэтому рекомендуется выполнять заземление с помощью предохранительного устройства. Такие устройства обычно присутствуют в комплекте, а также контрольная арматура с датчиками, измерительными приборами и автоматами.Последние вводятся в инфраструктуру станции на завершающей стадии монтажа.

Нюансы эксплуатации

Желательно размещать собранный агрегат в хозблоке на устойчивой ровной поверхности. Обе линии подключения (к источнику водозабора и сети) должны быть изолированы и защищены от внешних воздействий. В процессе откачки насос не будет совершать циклов для обеспечения подачи воды, как в случае с гидроаккумулятором.Подача будет происходить непосредственно в точку потребления, что увеличивает ответственность контрольного оборудования. При этом работа насосной станции без гидроаккумулятора подразумевает автоматические отключения и включение. Пороги можно выставить через управляющее реле, но в этом случае важно правильно оценить нагрузку на станцию, не рассчитывая на поддержку буферного блока.

Положительные отзывы о станциях без аккумуляторов

В целом пользователи отмечают упрощенную по сравнению с насосами эргономичную конструкцию, дополненную гидроаккумулятором.Это небольшие и легкие агрегаты, не доставляющие проблем при установке и эксплуатации. Также отмечается возможность удобного размещения таких моделей в ямах при наличии каркасной основы. Но этот аспект будет зависеть от форм-фактора, в котором насосная станция выполнена без гидроаккумулятора. Обзоры скважинных модификаций, например, подчеркивают разнообразие вариантов вертикального и горизонтального монтажа. Станции с гидроаккумулятором таких возможностей не предоставляют — как правило, допускается только однократное горизонтальное размещение.

Отрицательные отзывы станций без аккумуляторов

Слабых мест у моделей этого типа тоже много. На практике владельцы оборудования отмечают скромные характеристики. Более того, использование максимального ресурса для восполнения недостатка мощности не допускается. Здесь речь идет об отсутствии риска гидроудара. Это менее защищенные конструкции, поэтому в процессе работы желательно устанавливать средние эксплуатационные параметры. В целом насосная станция без гидроаккумулятора воспринимается на рынке как устаревшее решение.Частично это связано с ограничениями производительности, но также наблюдается процесс сокращения необязательного контента, поскольку производители теряют интерес к сегменту.

Заключение

Включение гидроаккумулятора в конструкцию насосов несомненно подняло возможность организации частного водоснабжения на новый уровень. Это касается и повышения надежности оборудования, и увеличения его мощностных показателей. Тем не менее есть задачи, с которыми лучше всего справляются насосные станции без аккумуляторов.Цена таких агрегатов, составляющая в среднем 7-15 тысяч рублей, также является немаловажным фактором в пользу такого выбора. Например, за 10 тысяч можно приобрести качественную установку, возможностей которой хватит для полива сада и покрытия хозяйственных нужд на даче. Гидроаккумулятор для такой системы не принесет большой пользы, но точно станет еще одним предметом энергозатрат. В зависимости от потребностей обычные станции могут обслуживать частный дом, но в этом случае придется обратиться к наиболее производительным моделям в своем сегменте.

Визуальный глоссарий по насосам

Присоединиться к форуму

Отзыв, не стесняйтесь

Абсолютное давление : давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм в британской системе мер и в кПа. (килопаскаль или бар) в метрической системе. Большинство измерений давления производятся относительно к местному атмосферному давлению. В этом случае мы добавляем букву «g» к измеренному давлению. единицы, такие как фунты на квадратный дюйм или кПа изб. Значение местного атмосферного давления меняется с высотой. (см. это давление vs.диаграмму высот на этой странице). Это не то же самое, если вы находитесь на уровне моря (14,7 фунтов на квадратный дюйм) или на Высота 4000 футов (12,7 фунтов на квадратный дюйм). В некоторых случаях необходимо измерить значения давления. которые меньше местного атмосферного давления, и в этих случаях мы используем абсолютную единицу давления, фунтов на квадратный дюйм или кПа абс. p a (psia) = p r (psig) + p атм (psia), patm = 14,7 psia на уровне моря. где p a — абсолютное давление, p r относительное давление и p атм абсолютное значение давления местного атмосферного давления. и в метрической системе p a (кПа a) = p r (kPag) + p атм (кПа a), patm = 100 кПа a на уровне моря.

---

Аккумулятор : используется в системах бытового водоснабжения для стабилизировать давление в системе и избегать циклического включения и выключения насоса при каждом нажатии открывается где-то в доме. Гибкий баллон находится под давлением воздуха под давлением желательно для достижения правильной скорости потока в самой дальней точке дома или системы.В виде вода вытягивается из резервуара, баллон расширяется, заполняя объем и поддерживая давление. Когда баллон больше не может расширяться, давление воды падает, реле давления насоса включается при низком давлении, и насос запускается и заполняет водяной объем гидроаккумулятора. Мочевой пузырь предотвращает попадание воздуха в раствор с водой, что снижает частоту повторное повышение давления в гидроаккумуляторе.

Насосы часто продаются в комплекте с аккумулятором.

---

Законы сродства : законы сродства используются для прогнозирования изменения диаметра, необходимого для увеличения расхода или общего напора насоса. Они также могут прогнозировать изменение скорости, необходимое для достижения другого расхода и общего напора. Законы сродства могут применяться только в обстоятельствах, когда система имеет высокий напор трения по сравнению со статическим напором, и это связано с тем, что законы сродства могут применяться только между точками производительности, которые имеют одинаковую эффективность.см. законы сходства.pdf

На следующем рисунке показана система, у которой напор трения (кривая A) выше, чем ее статический напор, для которой применяются законы сродства, по сравнению с кривой B, система с высоким статическим напором по сравнению с напором трения, где сродство законы не применяются.

Область применения законов сродства для осевого насоса.

Законы сродства выражаются тремя следующими соотношениями, где Q — скорость потока, n — обороты насоса, H — общий напор, P — мощность.Вы можете предсказать условия работы для точки 2, основываясь на знании условий в точке 1 и наоборот.

Процесс получения законов сродства предполагает, что две сравниваемые рабочие точки имеют одинаковую эффективность. Взаимосвязь между двумя рабочими точками, скажем, 1 и 2, зависит от формы кривой системы (см. Следующий рисунок). Все точки, лежащие на системной кривой A, будут иметь примерно одинаковую эффективность.В то время как точки, лежащие на системной кривой B, таковыми не являются. Законы сродства не применяются к точкам, которые принадлежат кривой системы B. Кривая системы B описывает систему с относительно высоким статическим напором по сравнению с кривой системы A, которая имеет низкий статический напор.

Уменьшение диаметра Для снижения затрат в корпусе насоса предусмотрено размещение нескольких различных рабочих колес. Кроме того, можно удовлетворить множество эксплуатационных требований, изменив внешний диаметр заданного радиального рабочего колеса.Уравнение Эйлера показывает, что напор должен быть пропорционален (nD) ² при условии, что треугольники выходных скоростей остаются неизменными до и после резки. Это обычное предположение, которое приводит к:

, которые применяются только к данному рабочему колесу с измененным D и постоянным КПД, но не геометрически подобный ряд крыльчаток. Если это так, то сродство законы могут использоваться для прогнозирования производительности насоса при различных диаметрах для одинаковая скорость или разная скорость для одного и того же диаметра.Поскольку на практике рабочие колеса разные диаметры геометрически не идентичны, автор раздела назвал Параметры производительности в Руководстве по насосу рекомендуют ограничить использование этого метода. до изменения диаметра рабочего колеса не более 10-20%. Чтобы избежать переизбытка обрезки рабочего колеса рекомендуется выполнять поэтапную обрезку с осторожностью измерение результатов. На каждом этапе сравнивайте прогнозируемую производительность с измерить один и при необходимости отрегулировать.

Захват воздуха (заглатывание) : воздух на всасывании насоса может значительно снизить производительность насоса. Следующая диаграмма от Goulds показывает, что даже 2% воздуха по объему в жидкости могут повлиять на производительность.

Снижение производительности из-за наличия воздуха в насосе

Есть много причин вовлечения воздуха, воздух может поступать во всасывающий бак из-за неправильного подключения трубопроводов

или из-за утечки во всасывающей линии насоса (при условии, что условия таковы, что во всасывающей линии создается низкое давление).

Утечка во всасывающей трубе под низким давлением приведет к попаданию воздуха в насос.

Центробежные насосы могут быть сконструированы для обработки большего количества воздуха, если это необходимо. Насосы с вязкостным сопротивлением могут обрабатывать большие количества воздуха.

---

ДОПУСТИМОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ТРУБЫ : допустимое или максимальное напряжение трубы может быть рассчитано с использованием кода ASME Power Piping Code B33.1. Допустимое напряжение трубы фиксируется кодом для данного материала, конструкции и температуры, исходя из чего можно рассчитать допустимое или максимальное давление, разрешенное кодексом.

---

ANSI : Американский национальный институт стандартов. Термин, часто используемый в связи с классификацией фланцев, ANSI класс 150, 300 и т. Д. См. Этот отрывок из кода ASME B16.5 для определения номинального давления фланцев класса ANSI.

---

ANSI B73.1 : это стандарт, который применяется к конструкции насосов с односторонним всасыванием. Целью настоящего стандарта является то, что насосы всех источников питания должны быть взаимозаменяемыми по размерам в отношении монтажных размеров, размера и расположения всасывающих и нагнетательных патрубков, входных валов, опорных плит и фундаментных болтов.

На следующем изображении показаны стандартизованные размеры (источник: Руководство по насосам МакГроу-Хилла)

На следующем изображении показано поперечное сечение насоса с односторонним всасыванием, построенного по стандарту B73.1 (источник: Руководство по насосам McGraw-Hill).

На веб-странице Института МакНалли даются комментарии по поводу стандартов насосов и рекомендуются различные изменения, которые следует применить к насосам перед заказом, а также модификации, которые увеличат срок службы после получения насоса.

---

Anti Vortex Plate : Антивихревая пластина предотвращает образование вихрей и и, следовательно, вовлечение воздуха в насос, заставляя возникающий вихрь обходить пластину. а затем во всасывающую трубу. Вихревое движение не может поддерживаться, вихрь рассеивается и не может образовывать если путь слишком длинный и искаженный. Источник: NFPA 22, Стандарт для резервуаров с водой для частной противопожарной защиты. Выпуск , 2008 г. Вы можете найти здесь весь код.

---

API 610 : Американская нефтяная промышленность, стандарт насосов, принятый в нефтяной промышленности. Цель состоит в том, чтобы сделать насосы более прочными, герметичными и надежными.

---

ASME : Американское общество инженеров-механиков. Код B31.3 для нагнетательного трубопровода котла — это код, который часто используется в сочетании с термином ASME, максимально допустимое давление можно рассчитать с помощью этого кода.

Файл справки этого апплета показывает некоторые выдержки из B31.3 Код ASME.

---

Атмосферное давление : обычно относится к давлению в окружающей среде насоса. Атмосферное давление изменяется с высотой, оно составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря и уменьшается с повышением над уровнем моря. Значение местного атмосферного давления необходимо для расчета NPSHA насоса и предотвращения кавитации.

Взгляните на это видео об интересном эксперименте с атмосферным давлением.

Изменение атмосферного давления с высотой.

---

Насос с осевым потоком : относится к конструкции центробежного насоса для высокого расхода и низкого напора. По форме крыльчатка похожа на пропеллер. Значение конкретного числа оборотов будет показывать, подходит ли конструкция насоса с осевым потоком для вашего применения. см. насосы с осевым потоком.

Они широко используются в штате Флорида для контроля уровня воды в каналах низинных сельскохозяйственных угодий. Вода перекачивается через низкие земляные стены, называемые бурмами, в основные водозаборные каналы Южного Флоридского округа по управлению водными ресурсами.

---

Задние лопатки : см. Насос с односторонним всасыванием.

---

Задняя стенка : см. Насос с односторонним всасыванием.

---

Барометрическое давление : такое же, как атмосферное давление, давление в окружающей среде. Атмосферное давление — это термин, используемый в метеорологии, который часто выражается в дюймах ртутного столба.

---

Опорная плита : для всех насосов требуется какое-либо стальное основание, которое удерживает насос и двигатель и крепится к бетонному основанию.

, эти опорные плиты изготовлены в соответствии со стандартом ANSI B73.1 и поэтому подходят для любого насоса, построенного по тому же стандарту.

---

Точка максимальной эффективности (B.E.P.) : точка на кривой производительности насоса, которая соответствует максимальной эффективности. В этот момент на крыльчатку действует минимальная радиальная сила, обеспечивающая плавную работу с низким уровнем вибрации и шума.

Рисунок 1 Важные точки на характеристической кривой насоса.

Зависимость радиальной силы, действующей на крыльчатку, от скорости потока (источник: Руководство по насосам МакГравилла).

При выборе центробежного насоса важно, чтобы расчетная рабочая точка находилась в пределах желаемой области выбора, показанной на следующем рисунке.

см. Статьи о максимальной эффективности на этой веб-странице: pumpworld.htm

---

пластик Бингема : жидкость, которая ведет себя ньютоновским образом (т.е.е. постоянная вязкость), но требует определенного уровня напряжения, чтобы привести его в движение.

Для получения дополнительной информации см. Неньютоновские жидкости.pdf

---

Манометр Бурдона : трубка Бурдона — это герметичная трубка, которая отклоняется в ответ на приложенное давление и является наиболее распространенным типом механизма измерения давления.

---

Чаша (вертикальный турбинный насос) : корпус одноступенчатого вертикального турбинного насоса.

---

Байпасная линия : линия, используемая для подключения напорной стороны насоса к область низкого давления, часто всасывающий бак насоса, с целью регулирования потока в системе и / или привести рабочую точку насоса в благоприятную область кривой производительности насоса.

Чтобы узнать больше о системах управления, www.driedger.ca представляет собой превосходный обзор типов Системы управления центробежным насосом

.Благодаря Уолтеру Дридгеру из Colt Engineering a консалтинговая инжиниринговая фирма для нефтехимической промышленности в Альберте, Канада.

---

Программное обеспечение для расчетов : выполнение расчетов насосной системы и насоса выбор может быть длительным ручным процессом с возможностью для многих ошибок. Угощайтесь получать точные, последовательные и безошибочные результаты расчета общего напора с помощью программного обеспечения PIPE-FLO. Это программное обеспечение может разрешить сложные системы с несколькими ответвлениями, управлять регулирующими клапанами и другое оборудование и поможет вам сделать окончательный выбор насоса с помощью электронного оборудования производителя. кривые производительности насоса, предоставляющие настраиваемые функции поиска для получения оптимальный выбор.3 / ч (куб метр в час).

---

Корпус : Корпус насоса, в котором находится рабочее колесо, син. улитка.

---

Кавитация : схлопывание пузырьков, которые образуются в ушке крыльчатки из-за низкого давления. Взрыв пузырьков на внутренней стороне лопаток вызывает точечную коррозию и эрозию, которая повреждает рабочее колесо. Конструкция насоса, давление и температура жидкости, поступающей на всасывание насоса, определяют, будет ли жидкость кавитационной.

Рис. 2 Профиль давления внутри центробежного насоса.

, когда жидкость проходит через насос, давление падает, если оно достаточно низкое, жидкость испаряется и образует маленькие пузырьки. Эти пузырьки будут быстро сжиматься давлением, создаваемым быстро движущейся лопастью крыльчатки. Сжатие создает характерный кавитационный шум. Наряду с шумом удар лопающихся пузырей на поверхности лопасти вызывает постепенную эрозию и точечную коррозию, которые повреждают крыльчатку.

Кавитационное повреждение крыльчатки насоса Robot BW5000 (изображение предоставлено моим другом по насосу Барт Дуйвелаар).

Вы можете присоединиться к дискуссионному форуму центробежных насосов pumpfundamentals по адресу https://groups.yahoo.com/neo/groups/pumpfundamentals/info

---

Центробежная сила : сила, связанная с вращающимся телом. В случае насоса вращающееся рабочее колесо толкает жидкость к задней части лопасти рабочего колеса, обеспечивая круговое и радиальное движение.Тело, которое движется по круговой траектории, связано с центробежной силой.

Проведите этот эксперимент: найдите пластиковый стаканчик или другой контейнер, в дне которого можно проделать маленькую дырочку. Наполните его водой и прикрепите к нему шнурок, и теперь, когда вы угадали, начинайте его крутить.

Рис. 3 Эксперимент с центробежной силой.

Чем быстрее вы вращаете, тем больше воды выходит из небольшого отверстия, вы нагнетали воду, содержащуюся в чашке, с помощью центробежной силы, как в насосе.

---

Характеристическая кривая : такая же, как кривая рабочих характеристик.

---

Обратный клапан : устройство для предотвращения обратного потока. Насос не должен вращаться в обратном направлении, так как это может привести к повреждению и утечке. Обратные клапаны не используются в некоторых приложениях, где жидкость содержит твердые частицы, такие как суспензии пульпы или шламы, поскольку обратный клапан имеет тенденцию к заклиниванию. Обратный клапан с функцией быстрого закрытия также используется для предотвращения гидравлического удара.см. также коэффициент CV обратного клапана.

Различные обратные клапаны (источник: The Crane Technical Paper № 410)

---

Уравнение Колебрука : уравнение для расчета коэффициента трения f потока жидкости в трубе для ньютоновских жидкостей любой вязкости. также диаграмму Муди на рис.9. Затем этот коэффициент используется для расчета потерь на трение для прямой длины трубы.

Чтобы понять, как решить уравнение Коулбрука для коэффициента трения f с помощью итерационной техники Ньютона-Рафсона, загрузите этот файл в формате pdf.

Вот интересная статья об альтернативной явной и очень точной версии уравнения Коулбрука.

---

Насос измельчителя : насос с зубчатым краем рабочего колеса, который может разрезать крупные твердые частицы и предотвращать засорение.

Насос измельчителя

для получения дополнительной информации см. Specialty_pumps.pdf

---

Закрытое или открытое рабочее колесо : лопасти рабочего колеса зажаты в кожухе, который поддерживает постоянный контакт жидкости с лопастями рабочего колеса.Этот тип крыльчатки более эффективен, чем крыльчатка открытого типа. Недостатком является то, что каналы для жидкости более узкие и могут забиться, если жидкость содержит примеси или твердые частицы.

В случае открытого рабочего колеса лопатки рабочего колеса открыты, а края не закрыты. сдерживается пеленой. Этот тип крыльчатки менее эффективен, чем крыльчатка закрытого типа. Недостатком является в основном потеря эффективности по сравнению с крыльчаткой закрытого типа. и преимуществом является увеличенный доступный зазор, который поможет устранить любые примеси или твердые частицы проходят через насос и предотвращают засорение.

---

также прочитал эту статью о закрытых и открытых рабочих колесах Джона Козела, президента компании Sims Pump Valve, перепечатанную с его разрешения. Вы можете просмотреть компанию Sims.

---

Коэффициент CV : коэффициент, разработанный производителями регулирующих клапанов, который показывает, какой поток может выдержать клапан при падении давления в 1 фунт / кв. Дюйм. Например, регулирующий клапан с CV 500 сможет пропускать 500 галлонов в минуту при падении давления в 1 фунт / кв.Коэффициенты CV иногда используются для других устройств, таких как обратные клапаны.

Коэффициенты CV для обратного клапана вафельного типа.

---

Cutwater: узкое пространство между рабочим колесом и кожухом в зоне нагнетания кожуха.

— это область, в которой возникают пульсации давления, каждая лопасть, пересекающая водораздел, производит импульс. Чтобы уменьшить пульсации в критическом процессе, добавлено больше лопаток.

---

Уравнение Дарси-Вайсбаха : уравнение, используемое для расчета потери напора на трение для жидкостей в трубах, коэффициент трения f должен быть известен и может быть рассчитан с помощью уравнений Коулбрука, Свами-Джейна или диаграммы Муди.

---

Мертвый напор : ситуация, которая возникает, когда напор насоса закрыт либо из-за засорению линии или непреднамеренно закрытому клапану. В этот момент насос будет работать на максимум. запорной головки, жидкость будет рециркулировать в насосе, что приведет к перегреву и возможному повреждению.

---

Диффузор: расположен в зоне нагнетания насоса. Диффузор представляет собой набор неподвижных лопаток, часто являющихся неотъемлемой частью корпуса, что снижает турбулентность, способствуя более постепенному снижению скорости.

---

Мембранный насос : поршневой насос прямого вытеснения. Насосы с двойной диафрагмой обеспечивают плавный поток, надежную работу и способность перекачивать широкий спектр вязких, химически агрессивных, абразивных и нечистых жидкостей.Они используются во многих отраслях промышленности, таких как горнодобывающая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и др.

Воздушный клапан направляет сжатый воздух в одну из камер, это толкает диафрагму через камеру, и жидкость с другой стороны диафрагмы вытесняется наружу. Диафрагма в противоположной камере притягивается к центру шатуном. Это создает всасывание жидкости в камере, когда тарелка диафрагмы достигает центра насоса, она толкает шток пилотного клапана, направляя импульс воздуха в воздушный клапан.Он перемещается поперек и направляет воздух к противоположной стороне насоса, реверсируя работу. Он также открывает воздушную камеру для выхлопа.

этот тип мембранного насоса приводится в действие пневматическим воздухом, поэтому он может использоваться там, где электрические приводы не являются предпочтительными, является самовсасывающим и может работать всухую в течение коротких периодов времени, работать с опасными жидкостями практически любой вязкости, может перекачивать твердые частицы до определенных размеров .

Wilden — крупный производитель таких насосов https: // www.psgdover.com/en/wilden/

---

Дилатант : Свойство жидкости, вязкость которой увеличивается с деформацией или перемещением.

Для получения дополнительной информации см. Non-newtoninan fluids.pdf

---

Статический напор нагнетания : разница в высоте между уровнем жидкости напорного бака, если конец трубы погружен в воду, и средней линией насоса. Если конец выпускной трубы открыт в атмосферу, это разница между высотой конца трубы и высотой поверхности жидкости всасывающего резервуара.Эта головка также включает в себя любой дополнительный напор, который может присутствовать на поверхности жидкости разгрузочного резервуара, например, как в резервуаре под давлением.

Рисунок 4 Нагнетание, всасывание и общий статический напор.

См. Это руководство для получения дополнительной информации о разрядке статического напора.

---

Насос двойного всасывания : жидкость направляется внутри корпуса насоса к обеим сторонам рабочего колеса. Это обеспечивает очень стабильные гидравлические характеристики, поскольку гидравлические силы уравновешены.Рабочее колесо находится посередине вала, который поддерживается с каждого конца подшипником. Также N.P.S.H.R. насоса этого типа будет меньше, чем у аналогичного насоса с односторонним всасыванием. Благодаря своей надежности они используются в самых разных отраслях промышленности. Другой важной особенностью является то, что доступ к валу рабочего колеса и подшипникам обеспечивается снятием верхней крышки, при этом все трубопроводы могут оставаться на месте. Этот тип насоса обычно имеет двойную спиральную камеру.

Следующее изображение предоставлено Flow Serve Corporation.

Этот эскиз поможет визуализировать поток внутри насоса.

---

Насос с двойной спиральной камерой : насос, в котором непосредственная спиральная часть рабочего колеса отделена перегородкой от основного корпуса корпуса. Такая конструкция снижает радиальную нагрузку на рабочее колесо, делая работу насоса более плавной и безвибрационной.

Насос с двойной улиткой (источник изображения — Руководство по насосам МакГроу-Хилла).

см. Дополнительную информацию в базе данных типов насосов

Для получения дополнительной информации см. Этот pdf-файл от Cornell Pumps

---

Кривая спада : аналогична нормальному профилю, за исключением конца низкого расхода, где напор поднимается, а затем опускается, когда достигает точки запорного напора. см. centrifugal-pump-tips.htm

---

КПД: : КПД насоса можно определить, измерив крутящий момент на валу насоса с крутящим моментом счетчик, а затем рассчитывает эффективность на основе скорости насоса, давления или общего напора. и расход, создаваемый насосом.Стандартное уравнение крутящего момента и скорости дает мощность.

Мощность, потребляемая насосом, пропорциональна общему напору, расходу, удельному весу и эффективности.

для метрической версии этой формулы см. На этой странице.

Измеряются расход и общий напор, а затем определяется эффективность.

КПД рассчитывается для различных значений расхода и отображается на той же кривой, что и насос. производительность или характеристическая кривая. Когда построено несколько кривых производительности, одинаковая эффективность ценности связаны, чтобы обеспечить линии равной эффективности.Это полезный наглядный помощник, поскольку он указывает области различных кривых насоса, которые имеют высокий КПД, которые будут предпочтительными областями или области, в которых должен работать выбранный насос. Наивысший КПД для данной характеристики насоса составляет известный как B.E.P. (точка максимальной эффективности), больше информации доступно в этой области визуального глоссарий.

Центробежные насосы бывают разных конструкций, некоторые из них больше подходят для работы с низким расходом и высоким напором. и другие для высокого расхода с низким напором и некоторые промежуточные.Они созданы для достижения максимальной эффективность для конкретного приложения.

Конкретное число скорости указывает, какой тип насоса больше подходит для вашего применения. Влияние конкретной скорости на конструкцию насоса и способ вычисления этого числа: доступно в этой области визуального глоссария.

Эффективность можно спрогнозировать. Несколько лет назад был проведен обзор типовых промышленных насосов. Средняя эффективность была нанесена на график в зависимости от конкретной скорости, и она показывает, какова максимальная эффективность пределы указаны для насосов в различных условиях эксплуатации.Более подробная информация доступна на страница советов по центробежным насосам.

Удельная скорость всасывания — еще один параметр, который может повлиять на эффективность. Это число является мерой сколько потока можно пропустить через насос, прежде чем он начнет дросселировать (достигнет верхнего предела потока) и кавитирует (давление на всасывании становится достаточно низким, чтобы жидкость испарялась). Более информация доступна в визуальном глоссарии здесь.

---

Насос с торцевым всасыванием : типичный центробежный насос, рабочая лошадка в промышленности.Также известен как спиральный насос, стандартный насос, горизонтальный всасывающий насос. Конструкция с обратным извлечением является стандартной функцией и позволяет легко снимать рабочее колесо и вал вместе с приводом и подшипником в сборе, сохраняя при этом трубопровод и двигатель на месте.

Некоторые из его компонентов:

1. Корпус, улитка 2. Рабочее колесо, лопатки, наконечники лопаток, задняя пластина, передняя пластина (кожух), задние лопатки, каналы для выравнивания давления или балансировочные отверстия 3.Задняя крышка параллельна плоскости подвода крыльчатки 4. Сальниковая коробка — корпус сальника / механического уплотнения или набивка / фонарное кольцо 5. Вал насоса 6. Корпус насоса 7. Корпус подшипника 8. Подшипники 9. Уплотнения подшипников 11. Вытяжка назад 12. Подшипники 13. Уплотнения подшипников

Балансировочные отверстия

Задние лопасти

Эквивалентная длина : метод, используемый для определения потерь на трение в фитингах (см. Следующий рисунок).Эквивалентную длину фитинга можно найти с помощью номограммы ниже. Эквивалентная длина затем добавляется к длине трубы, и с этой новой длиной трубы рассчитываются общие потери на трение в трубе. Сегодня этот метод используется редко. См. Текущий метод расчета потерь напора на трение в фитингах на сайте tutotial3.htm.

---

Градиент энергии : см. Гидравлический градиент.

---

Экспеллер : гидродинамическое уплотнение, которое обеспечивает уплотнение без добавления воды в сальник, особенно полезно для жидких шламов.

(источник изображения: статья Worthington Pumpworld, см. Ниже)

см. Статью о уплотнении экспеллера на этой веб-странице: pumpworld.htm

---

Внешний Шестеренчатый насос : поршневой насос прямого вытеснения. Две прямозубые цилиндрические шестерни размещены в одном корпусе с небольшим зазором. Жидкость задерживается между полостями зубьев шестерен и корпусом, вращение шестерен перекачивает жидкость. Они также используются для промышленной перекачки под высоким давлением и измерения чистых, отфильтрованных смазочных жидкостей.

Viking Pumps является основным поставщиком этих насосов

---

Плоская кривая : напор очень медленно уменьшается по мере увеличения потока, см. Centrifugal-pump-tips.htm

---

Разделитель потока : см. Разделитель потока на всасывании.

---

Донный клапан : обратный клапан, который устанавливается на конце всасывающей трубы насоса, часто вместе со встроенным сетчатым фильтром.

---

Форум : pumpfundamentals Форум — это место, где вы можете задать вопросы о центробежных насосах и др. типы, а также поделиться своими знаниями с другими.Ценный ресурс. Присоединиться здесь.

---

Потери на трение (насос) : на следующей диаграмме показано распределение потерь на трение и их относительный размер, возникающих в насосе.

Источник: Центробежные и осевые насосы A.J. Степанов, опубликованный John Wiley and Sons 1957.

---

Трение (труба) : Сила, возникающая как реакция на движение. Все жидкости при движении подвержены трению. Чем выше вязкость жидкости, тем выше сила трения при той же скорости потока.Трение возникает внутри, когда один слой жидкости движется по отношению к другому, а также на границе раздела стенок жидкости. Шероховатые трубы также вызывают сильное трение.

---

Потери напора на трение (труба) : потеря напора на трение дается уравнением Дарси-Вайсбаха и во многих таблицах, например, в справочнике Cameron Hydraulic. Обычно он выражается в футах жидкости на 100 футов трубы.

Таблица коэффициентов потери напора для воды из справочника Cameron Hydraulic.

Для получения дополнительной информации о фрикционной головке.

---

Коэффициент трения f (труба) : коэффициент трения f требуется для расчета потери напора на трение. Он задается диаграммой Муди, уравнением Коулбрука или уравнением Свами-Джайна. Значение коэффициента трения будет зависеть от того, является ли поток жидкости ламинарным или турбулентным. Эти режимы течения можно определить по значению числа Рейнольдса.

---

Передняя крышка : см. Насос с односторонним всасыванием.

---

Передняя панель : см. Насос с односторонним всасыванием.

---

Сальник : см. Сальник.

---

Насосы с мокрым ротором : см. Насосы без уплотнения.

---

Уравнение Хазена-Вильямса : в настоящее время это уравнение используется редко, но широко использовалось в прошлое и дает хорошие результаты, хотя имеет много ограничений, одно из которых состоит в том, что он не учитывает вязкость. Поэтому его можно применять только к жидкостям с вязкостью, аналогичной вязкости воды при 60F.Он был заменен на Дарси-Вайсбах и уравнение Коулбрука. Интересно, что NFPA (Национальная ассоциация противопожарной защиты) требует чтобы уравнение Хазена-Вильямса использовалось, например, для расчета трения в спринклерных системах.

Коэффициенты C, используемые в приведенном выше уравнении Хазена-Вильямса, приведены в таблице ниже.
Источником этого уравнения является книга Cameron Hydraulic Data book.

Коэффициенты уравнения Хазена-Вильямса C.

---

Напор: высота, на которую насос может перемещать жидкость. Голова — это тоже форма энергии. В насосных системах существует 4 различных типа напора: вертикальный или статический напор, напор, скоростной напор и потеря напора на трение. Для получения дополнительной информации о голове см. Этот учебник.

Единица измерения напора, также известная как удельная энергия или энергия на единицу веса жидкости, выражается в футах или метрах. см. также учебник2

Попробуйте это веб-приложение, чтобы измерить напор.

---

Гидравлический градиент: Все параметры энергии системы (например, скоростной напор, трубопроводы и потери на трение в фитингах) преобразуются в напор и отображаются в виде графика над вертикальным чертежом установки. Это помогает визуализировать, где расположены все энергетические термины, и убедиться, что ничего не упущено.

---

Рабочее колесо: Вращающийся элемент насоса, который состоит из диска с изогнутыми лопатками. Рабочее колесо сообщает жидкости движение и давление.

См. Этот документ о рабочих колесах Института МакНалли

.

Рис. 5 Основные части насоса и терминология.

Рабочее колесо состоит из задней пластины, лопаток, а для закрытых рабочих колес — передней пластины или кожуха. Он может быть оборудован компенсационными кольцами, обратными лопатками и балансировочными отверстиями.

, подробнее о различных типах крыльчатки см. Impeller.htm.

---

Ушко рабочего колеса: та область центробежного насоса, которая направляет жидкость в область лопастей рабочего колеса.Диаметр проушины определяет, сколько жидкости может попасть в насос при заданной скорости потока, не вызывая чрезмерного падения давления и кавитации. Скорость внутри глаза будет контролировать NPSHR, см. Эту диаграмму.

см. Также centrifugal-pump-tips.htm

Для получения дополнительной информации о терминологии деталей насоса см. Эту веб-страницу.

---

Индуктор: Индуктор — это устройство, прикрепленное к проушине крыльчатки, которое обычно имеет форму винта, которое помогает увеличить давление на входе в лопасть крыльчатки и делает перекачиваемыми вязкие жидкости или жидкости с высоким содержанием твердых частиц.Его также можно использовать для уменьшения NPSHR.

(источник изображения: Teikoku).

см. Статьи о индукторах на этой странице: pumpworld.htm

---

Насос с внутренним зацеплением : поршневой насос.

Принцип перекачки с внутренним зацеплением был изобретен Йенсом Нильсеном, одним из основателей компании Viking Pump. В нем используются две вращающиеся шестерни, которые разъединяются на всасывающей стороне насоса, чтобы создать пустоты, которые позволяют атмосферному давлению нагнетать жидкость в насос.Промежутки между зубьями шестерни транспортируют жидкость по обе стороны от серпа к стороне нагнетания, а затем шестерни повторно входят в зацепление для выпуска жидкости. Внутренняя шестерня Viking имеет внешнюю ведущую шестерню (ротор показан оранжевым цветом), которая вращает внутреннюю ведомую шестерню (холостой ход показан белым).

Viking Pumps является основным поставщиком этих насосов.

---

Струйный насос : струйный насос — это широко распространенный насос для бытового водоснабжения.Он имеет интересную продуманную конструкцию, которая может поднимать воду из колодца (до 25 футов) и позволяет ему работать без обратного клапана на всасывании и, кроме того, не требует заливки. Сердцем конструкции является трубка Вентури (источник воды — со стороны нагнетания крыльчатки), которая создает низкое давление, создавая вакуум на всасывании и позволяя насосу поднимать жидкости.

---

Коэффициент K : коэффициент, который обеспечивает потерю напора для фитингов.Он используется со следующим уравнением

Коэффициент К для различных фитингов можно найти во многих публикациях. В качестве примера на рис. 6 показана взаимосвязь между коэффициентом К винтового колена 90 ° и диаметром (D). Тип фитинга определяет соотношение между потерями на трение и размером трубы.

Примечание: этот метод предполагает, что поток является полностью турбулентным (см. Демаркационную линию на диаграмме Муди на рисунке 9).

Рисунок 6 Коэффициент K vs.диаметр фитинга (источник: Инженерный журнал Гидравлического института)

Еще один хороший источник для подбора K-факторов — это брошюра с техническими данными крана.

Рис. 7 Значения коэффициента K по отношению к коэффициенту трения для стандартного тройника.

Технический документ Crane дает значение K для фитинга в терминах f _T , как в этом примере для стандартного тройника.

Как и в случае данных, показанных на рисунке 6, потери на трение для фитингов основаны на предположении, что поток очень турбулентный, фактически, он настолько турбулентный, что число Рейнольдса больше не является фактором, а шероховатость трубы основной параметр, влияющий на трение.Это можно увидеть на диаграмме Муди. На схеме есть линия, указывающая место начала полной турбулентности.

Термин f _T , используемый Крейном, является коэффициентом трения и совпадает с коэффициентом, определяемым уравнениями Коулбрука или Свами-Джайна.

Когда число Рейнольдса становится большим, значение f _T (с использованием уравнения Свами-Джайна) становится равным:

, а также Технический документ по кранам №410

предполагает, что шероховатость материала будет соответствовать новой стали, значение которой составляет 0,00015 футов. Следовательно, предыдущее уравнение для f _T принимает следующий вид:

Таким образом, значение коэффициента К легко рассчитывается на основе диаметра фитинга, коэффициента трения f _T и коэффициента умножения для каждого типа фитинга.

---

Ламинар : отчетливый режим потока, возникающий при низком числе Рейнольдса (Re <2000).Он характеризуется слоями жидких частиц, движущихся друг мимо друга без перемешивания.

Рис. 8 Профиль скорости ламинарного потока.

---

Кулачковый насос : поршневой насос прямого вытеснения. В основном используются в пищевых продуктах, поскольку они обрабатывают твердые частицы, не повреждая их. Лепестки приводятся в движение внешними синхронизирующими шестернями, поэтому лопасти не контактируют. Жидкость перемещается по внутренней части корпуса в карманах между выступами и корпусом, зацепление выступов заставляет жидкость проходить через выпускное отверстие под давлением.Они также предлагают непрерывные и прерывистые обратимые потоки и могут работать в сухом состоянии в течение коротких периодов времени. Типичное применение — в следующих отраслях: пищевая, фармацевтическая, целлюлозно-бумажная, безалкогольная, химическая и биотехнологическая.

Viking Pumps является основным поставщиком этих насосов https://www.vikingpump.com/.

---

Насос с низким значением NPSH : насос, предназначенный для работы с низким значением NPSH. в наличии, обычно есть индуктор.см. индуктор

для получения дополнительной информации см. Specialty_pumps.pdf

---

Торцевое уплотнение : название соединения, которое изолирует жидкость в насосе, предотвращая ее выход в стыке между корпусом и валом насоса. На следующем изображении (источник: Руководство по насосам от McGraw-Hill) показано типичное механическое уплотнение. Торцевое уплотнение — это уплотнительное устройство, которое образует подвижное уплотнение между вращающимися и неподвижными частями. Они были разработаны для преодоления недостатков компрессионного уплотнения.Утечка может быть снижена до уровня, соответствующего экологическим стандартам государственных регулирующих органов, а затраты на техническое обслуживание могут быть ниже.

---

Ртуть (Hg) : металл, который остается жидким при комнатной температуре. Это свойство делает его полезным при использовании в тонкой вертикальной стеклянной трубке, поскольку небольшие изменения давления можно измерить как изменения высоты столбика ртути. Дюйм ртутного столба часто используется как единица измерения уровня вакуума или давления ниже атмосферного.

Соотношение между единицами измерения давления в дюймах ртутного столба, фунтах на квадратный дюйм и фунтах на квадратный дюйм.

---

Минимальный расход

Большинство центробежных насосов не должны использоваться при расходе менее 50% от B.E.P. (точка максимальной эффективности) расход без рециркуляционной линии. (Что такое B.E.P.?) Если для вашей системы требуется расход 50% или меньше, используйте линию рециркуляции, чтобы увеличить поток через насос, сохраняя низкий поток в системе, или установите привод с регулируемой скоростью.

см. Также глоссарий по насосам BEP

Как устанавливается минимальный расход центробежного насоса (ответ Гидравлического института)

Факторы, определяющие минимально допустимую скорость потока, включают следующее:

* Повышение температуры жидкости — обычно устанавливается как 15 ° F и приводит к очень низкому пределу. Однако, если насос работает при отключении, он может сильно перегреться.

* Радиальная гидравлическая нагрузка на рабочие колеса — это наиболее серьезная проблема для насосов с одной спиральной камерой, и даже при расходе до 50% от BEP может привести к сокращению срока службы подшипников, чрезмерному прогибу вала, повреждению уплотнения, трению рабочего колеса и поломке вала.

* Рециркуляция потока в крыльчатке насоса — это также может происходить ниже 50% BEP, вызывая шум, вибрацию, кавитацию и механические повреждения.

* Характеристическая кривая общего напора — некоторые кривые насоса наклоняются в сторону отключения, а некоторые кривые VTP показывают наклон кривой. Следует избегать работы в таких регионах.

Не существует стандарта, который устанавливает точные пределы для минимального расхода в насосах, но в документе «Центробежные и вертикальные насосы ANSI / HI 9.6.3-1997 — допустимая рабочая область» обсуждаются все факторы и даются рекомендации для «предпочтительного рабочего региона». .

---

Минимальный NPSHA : запас прочности или минимальный NPSHA, который должен быть доступен, частично зависит от количества энергии всасывания насоса. Уровень энергии всасывания насоса увеличивается на:

• Диаметр всасывания корпуса
• Скорость насоса
• Удельная скорость всасывания
• Удельный вес жидкости

Все, что увеличивает скорость проушины рабочего колеса насоса, скорость потока насоса или удельный вес жидкости. гравитация, увеличивает энергию всасывания насоса.

Гидравлический институт предложил эти рекомендации для минимального NPSHA в зависимости от уровня энергии всасывания.

Рекомендации по минимальному коэффициенту маржи NPSH NPSHA / NPSHR
	Уровни энергии всасывания
Заявка	Низкая	Среднее	Высокая
Нефть	1.1-а	1,3-а
Химическая промышленность	1.1-а	1,3-а
Электроэнергия	1.1-а	1,5-а	2,0-а
Атомная энергетика	1,5-б	2.-а	2,5-а
Градирни	1,3-б	1,5-а	2.0-а
Вода / сточные воды	1.1-а	1,3-а	2,0-а
Общая промышленность	1.1-а	1,2-а
Целлюлоза и бумага	1.1-а	1,3-а
Строительные службы	1.1-а	1,3-а
Жидкий раствор	1.1-а
Трубопровод	1,3-а	1,7-а	2,0-а
Вода / еда	1,2-а	1,5-а	2,0-а

«a» — или 0,6 м (2 фута) в зависимости от того, что больше

«b» — или 0,9 м (3 фута) в зависимости от того, что больше

«a» — или 1,5 м (5 футов) в зависимости от того, что больше

см. Статьи о рекомендациях по NPSH на этой веб-странице: pumpworld.htm

---

Рама двигателя : NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) устанавливает стандарты, в соответствии с которыми построены электрические асинхронные двигатели. Каждый размер рамы (например, рама 254T) соответствует определенным размерам. Объем места, необходимого для сборки насоса, будет зависеть от размера и конструкции двигателя. Нетрудно найти таблицу, в которой указаны размеры двигателя в зависимости от размера корпуса (см. Следующую таблицу).

, но я долго и упорно искал таблицу, которая показывает размер кадра vs.обороты и л.с., и вот она:

---

Диаграмма Муди : графическое представление уравнений ламинарного и турбулентного (Коулбрука) течения.

Рисунок 9 — диаграмма Муди, графическое представление уравнения ламинарного потока и уравнения Коулбрука для коэффициента трения f.

---

Имеется положительный чистый напор на всасывании (N.P.S.H.A.) : Имеется положительный чистый напор на всасывании. Напор или удельная энергия на всасывающем фланце насоса минус напор пара жидкости.см. NPSHA.PDF

См. Этот калькулятор веб-приложения для N.PS.H.A.

Также для тех, кому нужно знать о НПША, но ненавидит это скучное слово.

---

Требуется чистый положительный напор на всасывании (N.P.S.H.R.) : Требуется положительный чистый напор на всасывании. Производители оценивают необходимое значение NPSH для насоса при определенном расходе, общем напоре, скорости и диаметре рабочего колеса. Это определено моим измерением. см. также NPSHR.PDF

На следующем рисунке представлена ​​оценка NPSHR для центробежных насосов (источник: Centrifugal Pump Design & Application by Val.С.Лабанофф и Роберт Р. Росс, предоставленные другом по насосам Рави Санкаром.

Вы можете присоединиться к дискуссионному форуму центробежного насоса по адресу https://groups.yahoo.com/neo/groups/pumpfundamentals/info

Для увеличения изображения скачайте npshr-predic.pdf

---

Ньютоновская жидкость : жидкость, вязкость которой постоянна и не зависит от скорости сдвига (деформации). Для ньютоновских жидкостей существует линейная зависимость между скоростью сдвига и касательным напряжением между слоями.

Для получения дополнительной информации см. Non-newtoninan fluids.pdf

Рис. 10 Отношение сдвига / деформации для ньютоновской жидкости.

Если вы хотите понять, на что похожа неньютоновская жидкость и что означает изменение вязкости со скоростью сдвига, попробуйте этот эксперимент.

В большой неглубокой миске приготовьте раствор из примерно 1 части воды и 2 частей кукурузного крахмала, попробуйте быстро перемещать эту жидкость пальцами.Когда пальцы двигаются медленно, раствор ведет себя так, как ожидалось, не оказывая сопротивления. Чем быстрее вы пытаетесь двигаться через жидкость, тем выше сопротивление. При такой скорости сдвига раствор ведет себя почти как твердое тело. Если вы двигаете пальцами достаточно быстро, они будут скользить по поверхности. Вот что подразумевается под вязкостью, зависящей от скорости сдвига. Сравните это поведение с поведением патоки; вы обнаружите, что даже несмотря на то, что меласса вязкая, ее вязкость очень мало изменяется со скоростью сдвига.Меласса течет легко, независимо от скорости движения.

Посмотрите видео-презентацию этого эксперимента.

---

Рабочая точка : точка (расход и общий напор), в которой работает насос. Он расположен на пересечении кривой системы и кривой производительности насоса. Он соответствует расходу и напору, необходимым для процесса.

Рис. 11 Рабочая точка на кривой производительности насоса.

---

Упаковка : см. Сальник.

---

Насос частичного выброса : см. Радиально-пластинчатый насос.

---

Периферийный (регенеративный) насос : также известен как регенеративный или регенеративный турбинный насос. Это насосы малой производительности (150 галлонов в минуту или 34 м3 / ч) с высоким напором (5400 футов или 1645 м). Рабочее колесо имеет короткие лопатки на периферии, которые проходят через кольцевой канал. Жидкость входит между двумя лопастями рабочего колеса и приводится в круговое движение, это добавляет энергии частицам жидкости, которые движутся по спиралевидному пути от входа к выходу.Каждый набор лопаток непрерывно добавляет энергию частицам жидкости.

Периферийные насосы более эффективны в условиях низкого расхода и высокого напора, чем центробежные насосы, они также требуют гораздо меньше NPSHA, чем эквивалентный центробежный насос. Они также могут обрабатывать жидкости с содержанием до 20% увлеченные газы. Их можно запускать в ОБРАТНОМ РЕЖИМЕ, что иногда может быть интересной способностью в определенных случаях.

Они используются в широком спектре бытовых и промышленных применений.

Подробное описание принципа работы см. На этой странице веб-сайта Mepco.
, а также от Roth Pump Co.

---

Кривая производительности : График зависимости общего напора от расхода для конкретной модели насоса, диаметра рабочего колеса и скорости (синх. Характеристическая кривая, кривая производительности по воде). см. рисунок 1

Для получения дополнительной информации о производительности или характеристической кривой см. Этот учебник

---

Шероховатость трубы : Измерение средней высоты выступов, создающих шероховатость на внутренней поверхности труб.Шероховатость измеряется во многих местах, а затем усредняется, обычно она определяется в микродюймах RMS (среднеквадратичное значение). Скачать или просмотреть таблицу шероховатости трубы в формате pdf

---

Давление в трубопроводе (максимальное) : в некоторых случаях может потребоваться проверка максимального номинального значения ваших труб, чтобы избежать разрыва из-за чрезмерного давления. Код ASME для напорных трубопроводов B31.3 обеспечивает максимальное напряжение для труб из различных материалов. Также необходимо проверить номинал фланца трубы.

для получения дополнительной информации см. Max_piping_oper_press.pdf

Таблица допустимых напряжений трубопровода из кода ASME для трубопроводов высокого давления B31.3

---

Насос Пито : также известен как насос с вращающимся корпусом. Этот насос специализируется на расходах от низких до средних при высоком давлении. Он часто используется для подачи душа под высоким давлением на бумагоделательных машинах.

Насос Пито (роторно-струйный)

см. Дополнительную информацию в базе данных типов насосов

---

Давление : Приложение силы к телу, вызывающее большее или меньшее сжатие внутри жидкости.В статической жидкости давление меняется с высотой.

Вес жидкости является причиной гидростатического давления. Тонкий слой жидкости изолирован, чтобы можно было визуализировать окружающие его силы. Если сделать ломтик очень тонким, давление сверху и снизу будет одинаковым. Срез сжимается сверху и снизу векторами силы, противоположными друг другу. Жидкость в срезе также оказывает давление в горизонтальном направлении на стенки трубы. Эти силы уравновешиваются напряжением в стенке трубы.Давление внизу среза будет равно весу жидкости над ним, деленному на площадь.

Вес столба жидкости высотой (z) составляет:

Давление (p) равно весу жидкости (F), деленному на площадь поперечного сечения (A) в точке, где рассчитывается давление:

где F: сила от веса жидкости

V: объем

g: ускорение свободного падения (32.17 фут / с ² )

: плотность жидкости в фунтах массы на единицу объема

: плотность жидкости или удельный вес в фунтах силы на единицу объема

---

Напор : выражение энергии, в частности, энергия на единицу веса вытесненной жидкости. Дополнительная информация о напорном давлении.

Нам часто требуется рассчитать напор, соответствующий давлению. Давление может быть преобразовано в напор или высоту столба жидкости для любой жидкости.Однако не все жидкости имеют одинаковую плотность. Например, вода имеет плотность 62,34 фунта на кубический фут, тогда как плотность бензина составляет 46,75 фунта на кубический фут. Удельный вес — это отношение плотности жидкости к плотности воды при стандартных условиях. По определению вода имеет удельный вес (SG) 1. Чтобы преобразовать давление в напор, необходимо знать удельный вес SG жидкости. Удельный вес жидкости:

где — плотность жидкости, а — плотность воды при стандартных условиях.С

где — плотность жидкости в единицах веса. Постоянная gc требуется для обеспечения связи между массой в фунтах-фунтах и ​​силой в фунтах-силах.

Количество (= 62,34 фунта / фут ³ для воды при 60 ° F) составляет:

После упрощения соотношение между высотой столба жидкости и давлением в нижней части столбца составляет:

---

Винтовой насос : поршневой насос.Эти насосы идеально подходят для жидкостей, с которыми не справляются другие насосы. например — пасты, смазки, шламы и т. Д. Они состоят только из одного ведомого металлического ротора, вращающегося внутри статора с эластомерным покрытием (эластичного).

Жидкость поступает во впускное отверстие всасывания под давлением или под действием силы тяжести и по мере того, как РОТОР 1 вращается внутри гибкого резинового СТАТОРА 2, образуя плотно закрытые полости 3, которые перемещают жидкость к выпускному отверстию. Насосное действие начинается в момент поворота РОТОРА.Жидкость действует как смазка между насосными элементами.

---

Псевдопластический : свойство жидкости, вязкость которой медленно увеличивается со скоростью сдвига.

Для получения дополнительной информации см. Non-newtoninan fluids.pdf

---

Насосы как турбины (PAT) : Насосы, используемые в качестве турбин.

Для получения дополнительной информации см. Насосы как турбины

---

Насос с радиальным потоком : относится к конструкции центробежного насоса для среднего напора и среднего расхода или высокого напора и низкого расхода.Значение конкретного числа оборотов покажет, подходит ли радиальная конструкция насоса для вашего применения. см. насосы с радиальным потоком.

---

Радиально-пластинчатый насос : также известен как насос частичного выброса или пластинчатый насос. Установленный на раме, торцевое всасывание, нагнетание по центральной линии, насос ANSI, разработанный специально для работы с агрессивными химикатами при малых расходах.

Пластинчатый насос

см. Дополнительную информацию в базе данных типов насосов

---

Насос с утопленным рабочим колесом : иногда называют вихревым насосом.Это установленный на раме, выдвижной насос с торцевым всасыванием, утопленным рабочим колесом и тангенциальным нагнетателем, разработанный специально для работы с определенными объемными или волокнистыми твердыми телами, жидкостями с воздухом или газом или жидкостями, чувствительными к сдвигу.

Насос с утопленным рабочим колесом

см. Дополнительную информацию в базе данных типов насосов

см. Также эту статью от компании Lawrence Pump.

---

Рециркуляция : при низком и высоком расходе по сравнению с расходом на B.E.P. жидкость начнет рециркулировать или двигаться в обратном направлении на всасывании и нагнетании.

Хорошо известно, что повреждения кавитационного типа, наблюдаемые на входных лопатках и не связанные с недостаточным NPSH, могут быть напрямую связаны с насосом, работающим в зоне рециркуляции на всасывании. Подобные повреждения, наблюдаемые на концах нагнетательных лопаток, также могут быть связаны с работой насоса в зоне рециркуляции нагнетания.

Рециркуляция всасывания и нагнетания может происходить в разных точках, как показано на характеристической кривой ниже.

---

Регенеративный насос : см. Периферийный насос, также известный как регенеративный турбинный насос.

---

Число Рейнольдса : число Рейнольдса пропорционально соотношению скорости и вязкости, чем выше число (более 4000 для турбулентного потока), тем более турбулентный поток и меньшая вязкость оказывает влияние. При высоких числах Рейнольдса (см. Линию перехода к полной турбулентности на диаграмме Муди) шероховатость трубы становится определяющим фактором потерь на трение.Чем ниже число Рейнольдса (менее 2000 для ламинарного потока), тем более актуальной является вязкость жидкости. Большинство применений находятся в режиме турбулентного потока, если только жидкость не очень вязкая (например, 300 сСт и выше), скорость должна быть очень низкой для создания режима ламинарного потока.

---

Rheopectic : Свойство жидкости, вязкость которой увеличивается со временем.

Для получения дополнительной информации см. Неньютоновские жидкости.pdf

---

Резиновая гильза насоса : см. Шламовый насос.

---

Винтовое колесо : Винтовое центробежное колесо имеет форму конического винта Архимеда. Первоначально разработанный для перекачивания живой рыбы, винтовой центробежный насос
стал популярным для многих приложений, связанных с перемещением твердых частиц.

для получения дополнительной информации см. Этот информационный бюллетень от Lawrence Pumps.
см. Также эту статью насосной компании Hayward Gordon.

---

Насос без уплотнения : дополнительную информацию, изображения и ссылки на насосы без уплотнения см. В таблице типов насосов.

---

Самовсасывающий насос : насос, не требующий заливки или первоначального заполнения жидкостью. Корпус насоса имеет запас воды, который помогает создать вакуум, который поднимет жидкость из низкого источника.

Самовсасывающий насос

см. Specialty_pumps.pdf для получения дополнительной информации

---

Кожух : см. Насос с односторонним всасыванием.

---

Запорный напор : Общий напор, соответствующий нулевому расходу на кривой производительности насоса.

Рис. 12 Запорный напор и другие точки на кривой производительности центробежного насоса.

Запорный напор — это общий напор, который насос может подавать при нулевом расходе (см. Следующий рисунок). Запорная головка важна по 2 причинам.

1. В некоторых системах (что, по общему признанию, необычно), нагнетательная линия насоса может проходить на гораздо большей высоте, чем конечная точка нагнетания.Жидкость сначала должна достичь более высокого уровня в системе. Если запорный напор меньше статического напора, соответствующего верхней точке, то поток в системе не установится.

2. Во время запуска и проверки насоса быстрый способ определить, обладает ли насос потенциальной мощностью для обеспечения необходимого напора и расхода, — это измерить запорный напор. Это значение можно сравнить с запорным напором, рассчитанным по кривой производительности насоса.

---

Насос с боковым каналом : это насос, обеспечивающий высокий напор при низкие потоки с дополнительным преимуществом, заключающимся в возможности работать с газами.Принцип работы помпы хорошо объяснено на веб-сайте Sero Pump

Веб-сайт. Я включил версию Интернета в формате pdf материалы сайта (как есть) на случай, если однажды веб-страница Sero изменится или исчезнет, я благодарен Серо за то, что сделал это доступным. Принцип побочного канала аналогичен к регенеративному (периферийному) насосу.

В базе данных насосов вы найдете другие примеры и поставщиков насосов с боковым каналом. с использованием типа насоса: боковой канал.

---

Сифон : Система трубопроводов или трубок, где точка выхода ниже точки входа и где некоторая часть трубопровода находится выше свободной поверхности источника жидкости.

Рисунок 14 Сифон.

См. В этой статье описание того, как работает сифон.

---

Шламовый насос : некоторые виды шлама имеют тенденцию к очень сильному оседанию. быстро и их трудно удержать в подвешенном состоянии. Насосная компания Lawrence решила эту проблему. проблема, поставив мешалку перед всасывающим устройством насоса.

Шламовый насос

для получения дополнительной информации см. Specialty_pumps.pdf

---

Шламовый насос : прочный насос для тяжелых условий эксплуатации, предназначенный для агрессивных или абразивных шламов, которые обычно используются в горнодобывающей промышленности с частицами различных размеров. Это достигается за счет футеровки внутренней части корпуса насоса, а также рабочего колеса резиной.

Шламовый насос

см. Подробный чертеж для получения дополнительной информации

см. Specialty_pumps.pdf для получения дополнительной информации

, а также Руководство Warman Slurry Pumping Handbook

---

Удельный вес (SG) : отношение плотности жидкости к плотности воды при стандартных условиях. Если удельный вес равен 1, то плотность такая же, как у воды, если меньше 1, то жидкость менее плотна, чем вода, и тяжелее воды, если удельный вес больше 1. Удельный вес ртути равен 14, у бензина — удельный вес. SG 0,8. Полезность удельного веса заключается в том, что он не имеет единиц измерения, поскольку он является сравнительной мерой плотности или соотношением плотностей, поэтому удельный вес будет иметь одно и то же значение, независимо от того, какую систему единиц мы используем, имперскую или метрическую.

Для получения дополнительной информации см. Удельный вес.pdf

Посмотрите этот эксперимент на видео, показывающем, что общий напор не зависит от плотности или удельного веса.

приведенное выше изображение взято из справочника данных Cameron Hydraulic, который содержит большой объем информации о свойствах жидкости.

---

Удельная скорость : число, указывающее тип насоса (например, радиальный, смешанный поток или осевой) подходит для применения.Рисунок ниже известен как диаграмма Балье .

Удельная скорость рассчитывается по формуле:

Преобразование удельной скорости из метрических в британские N _Sm приведено ниже:

см. Также удельную скорость всасывания

статью по этой теме см. Specific-speed_primer.pdf

, а вот калькулятор для конкретной скорости в веб-приложении.

---

Стандартный моноблочный насос со спиральной камерой : Спиральная часть — это корпус, имеющий спиральную форму.В Вал двигателя соединен с рабочим колесом без промежуточной муфты, что обеспечивает компактное расположение. Диапазон расхода обычно составляет менее 300 галлонов в минуту.

Изображение этого насоса любезно предоставлено Ace Pumps.

---

Стандартный насос со спиральной частью отдельно подсоединяется : Улитка — это корпус, имеющий спиральную форму. В Вал двигателя соединен с рабочим колесом промежуточным валом с двумя муфтами.

Изображение этого насоса любезно предоставлено Allweiler.

---

Деформация : отношение абсолютного смещения контрольной точки внутри тела к характерной длине тела. см. рисунок 10.

---

Напряжение : в данном случае относится к касательному напряжению или силе между слоями жидкости, разделенной на площадь поверхности между ними.

---

Сальник : соединение, которое изолирует жидкость в насосе, предотвращая ее выход между корпусом и валом насоса.На следующем изображении (источник: Справочник по насосам от McGraw-Hill) показан типичный сальник с сальником. Функция набивки — контролировать утечку, а не устранять ее полностью. Набивка должна быть смазана, и для надлежащей смазки должен поддерживаться поток из коробки сальника от 40 до 60 капель в минуту. Это делает этот тип уплотнения непригодным для ситуаций, когда утечка недопустима, но они очень распространены в крупных отраслях первичного сектора, таких как горнодобывающая и целлюлозно-бумажная промышленность.

---

Погружение или погружение : Под погружением здесь понимается высота между свободной поверхностью всасывающего бака и всасывающей трубой насоса.

Рис. 13 Минимальное погружение во избежание образования вихрей.

Попробуйте это веб-приложение для расчета минимальной высоты погружения.

Вот красивое изображение насоса с осевым потоком с проблемой погружения на всасывающий патрубок.

смотрите это видео на погружении

Гидравлический институт издает руководство по конструкции всасывающего патрубка насоса, в котором даются подробные рекомендации.

Насосная компания Goulds бесплатно предоставляет аналогичные рекомендации по конструкции всасывающего патрубка.

---

Разделитель потока на всасывании : металлическое ребро на всасывании насоса, которое устанавливается на некоторых насосах. Его цель — удалить крупномасштабные вихри, чтобы линии потока были как можно более параллельны, когда жидкость входит в проушину рабочего колеса.

---

Всасывающий патрубок : устройство, которое помогает выпрямить поток перед насосом, имеющим изгиб на 90 градусов непосредственно перед ним.

Насколько мне известно, существует два типа присосок.

Другой тип всасывающей направляющей — лопаточная система Cheng

.

Пластина Cheng, см. Cheng Fluid Systems

Еще одним производителем стандартных компонентов всасывающей направляющей диаметром от 2 до 14 дюймов является компания Metraflex.Bell Gossett производит всасывающую направляющую, которую они называют всасывающим диффузором.

см. Брошюру Bell Gossett по всасывающим диффузорам

---

Всасывающая лопасть : см. Всасывающую направляющую.

---

Удельная скорость всасывания : число, указывающее, достаточны ли условия всасывания для предотвращения кавитации. По данным Гидравлического института, удельная скорость всасывания должна быть менее 8500. Другие эксперименты показали, что удельная скорость всасывания может достигать 11000.

Когда насос имеет высокое значение удельной скорости всасывания, это также будет означать, что входная площадь рабочего колеса должна быть большой, чтобы уменьшить скорость на входе, которая необходима для обеспечения низкого NPSHR. Однако, если вы продолжите увеличивать площадь впуска рабочего колеса (для уменьшения NPSHR), вы достигнете точки, в которой площадь впуска будет слишком большой, что приведет к рециркуляции на всасывании (гидравлически нестабильно, вызывая вибрацию, кавитацию, эрозию и т. Д.). Рекомендуемое значение максимальной удельной скорости всасывания — избежать достижения этой точки.(абзац предоставлен Майком Таном из группы форума по насосам).

Сохранение удельной скорости всасывания ниже 8500 также является способом определения максимальной скорости насоса и предотвращения кавитации.

Для насоса двойного всасывания половина значения Q используется для расчета удельной скорости всасывания.

Удельная скорость всасывания рассчитывается по формуле:

см. Также удельную скорость

Преобразование удельной скорости всасывания из метрических в британские S _м приведено ниже:

Термин N _SS также используется для обозначения удельной скорости всасывания.

Согласно Институту гидравлики, эффективность насоса максимальна, когда удельная скорость всасывания составляет от 2000 до 4000. Когда S выходит за пределы этого диапазона, эффективность должна быть снижена в соответствии со следующим рисунком.

Источник: журнал Pump & Systems, август 2005 г.

статью по этой теме см. Specific-speed_primer.pdf

, а вот калькулятор в веб-приложении для расчета удельной скорости всасывания.

В следующей таблице приведены более точные рекомендации по желаемым рабочим диапазонам скорости всасывания.

Источник: Практика перерабатывающей промышленности RESP 001 Проектирование насосных систем, в которых используются центробежные насосы.

---

Статический напор на всасывании : разница в высоте между уровнем жидкости в источнике жидкости и осевой линией насоса (см. Рисунок 4). Эта головка также включает в себя любой дополнительный напор, который может присутствовать на поверхности жидкости всасывающего бака, например, как в случае всасывающего бака под давлением.

---

Статический подъемник на всасывании : такое же определение, как у статического напора всасывания.Этот термин используется только тогда, когда осевая линия насоса находится выше поверхности жидкости всасывающего резервуара.

---

Система : как в насосной системе. Система включает в себя все трубопроводы, включая оборудование, начиная с точки входа (часто поверхность жидкости всасывающего резервуара) и заканчивая точкой выхода (часто поверхность жидкости резервуара слива).

---

Системная кривая : графическое представление зависимости общего напора насоса от расхода. Расчеты выполняются для общего напора при различных расходах, эти точки связаны и образуют кривую, называемую системной кривой.Его можно использовать для прогнозирования работы насоса при различных расходах. Общий напор включает статический напор, который является постоянным, а также напор трения и разницу скоростного напора, которые зависят от расхода (см. Рисунок 11). Пересечение системной кривой с характеристической кривой насоса определяет рабочую точку насоса.

Изменения в системе, такие как открытие или закрытие клапанов или удлинение или укорочение напорного трубопровода, изменят фрикционную головку, что изменит форму кривой системы и, следовательно, рабочую точку.На следующем рисунке изображена система, которая имеет статический напор 100 футов и общее сопротивление системы примерно 20 футов, показанное кривой A. На выходе насоса имеется клапан, который частично закрыт. Если напор трения увеличивается (т. Е. Клапан закрыт), рабочая точка сместится с A на точку B, и поток упадет. Если напор трения уменьшается (т. Е. Открывается клапан), рабочая точка переходит в точку C, и расход увеличивается.

---

Системные требования : те элементы, которые определяют общий напор: трение и условия на входе и выходе системы (например, скорость, высота и давление).

---

Уравнение Свами-Джайна : уравнение, которое может использоваться вместо уравнения Коулбрука для расчета коэффициента трения f.

---

Тиксотропный : свойство жидкости, вязкость которой уменьшается со временем.

---

Общий динамический напор : идентичен общему напору. Этот термин больше не используется и был заменен более коротким общим напором.

---

Общий напор : разница между напором на нагнетательном и всасывающем фланцах насоса (син. Общий динамический напор.напор насоса, напор системы). см. также tutorial3.htm

---

Общий статический напор : Разница между статическим напором нагнетания и всасывания, включая разницу между поверхностным давлением нагнетательного и всасывающего резервуаров, если резервуары находятся под давлением (см. Рисунок 4). См. Также tutorial3.htm

---

Турбулентный : Поведение жидких предметов в потоке, характеризующееся быстрым движением частиц во многих направлениях, а также общим направлением всего потока жидкости.

---

Вакуум : давление ниже атмосферного.

---

Лопатки (кол-во) : см. Impeller.htm.

---

Частота прохождения лопаток : при проведении анализа вибрации эта частота (количество лопаток, умноженное на скорость вала) и даже кратные ей, отображается как пик, который может указывать на повреждение или несбалансированное рабочее колесо.

Рисунок 15 Спектры шумовых колебаний, показывающие частоту прохождения лопатки (источник: The Pump Handbook publ.по McGrawHill)

см. Статьи об источниках вибрации насоса на этой веб-странице: pumpworld.htm

---

Пластинчатый насос : см. Радиально-пластинчатый насос.

---

Пластинчатый насос (гидравлический) : поршневой насос прямого вытеснения. Пластинчатые насосы успешно используются в самых разных областях (см. Ниже). Благодаря прочности лопастей и отсутствию контакта металл-металл, лопастные насосы идеально подходят для маловязких, несмазывающих жидкостей до 2200 сСт / 10 000 SSU.К таким жидкостям относятся СНГ, аммиак, растворители, спирт, жидкое топливо, бензин и хладагенты.

1. Ротор с прорезями или рабочее колесо эксцентрично поддерживается в циклоидальном кулачке. Ротор расположен близко к стенке кулачка, поэтому образуется полость в форме полумесяца. Ротор уплотняется в кулачке двумя боковыми пластинами. Лопатки или лопасти входят в прорези крыльчатки. Когда рабочее колесо вращается (желтая стрелка) и жидкость входит в насос, центробежная сила, гидравлическое давление и / или толкатели толкают лопатки к стенкам корпуса.Плотное уплотнение между лопастями, ротором, кулачком и боковой пластиной является ключом к хорошим характеристикам всасывания, характерным для принципа лопастного насоса.

2. Корпус и кулачок нагнетают жидкость в насосную камеру через отверстия в кулачке (маленькая красная стрелка на дне насоса). Жидкость попадает в карманы, образованные лопатками, ротором, кулачком и боковой пластиной.

3. По мере того, как рабочее колесо продолжает вращаться, лопасти перемещают жидкость к противоположной стороне полумесяца, где она выдавливается через выпускные отверстия кулачка, когда лопасть приближается к точке серпа (маленькая красная стрелка на стороне насоса. ).Затем жидкость выходит из выпускного отверстия.

Rexroth — крупный производитель пластинчатых насосов https://www.boschrexroth.com/en/us/

---

Давление пара : давление, при котором жидкость закипает при определенной температуре.

Рис. 16 Граница между жидкой и паровой фазами жидкости. Жидкость может испаряться при повышении температуры или понижении давления.

Рисунок 17 Зависимость давления пара оттемпература для различных жидкостей.

---

Вентури (закон Бернулли) : трубка Вентури имеет постепенное сужение это открывается в постепенное расширение. Область ограничения будет иметь более низкое давление, чем область ограничения. увеличенное пространство перед ним. Если разница в диаметрах большая, вы можете даже создают очень высокий вакуум (-28 футов водяного столба). Я использую дешевую пластиковую трубку Вентури от Фишера или Коула Палмера. для эксперимента, который я провожу, чтобы продемонстрировать давление пара во время моих обучающих семинаров, и это очень легко создать очень высокий абсолютный вакуум.

В некоторых местах я не могу провести этот эксперимент, потому что в номерах отеля нет источника воды, жаль, потому что это всегда выигрыш, поэтому мне нужно вернуться к видео. Если вы хотите приобрести этот изящный пластик Вентури вы можете приобрести здесь, на сайте labsupplyoutlaws.com, это довольно недорого.

Непросто понять, почему низкое давление возникает в области малого диаметра трубки Вентури. Я придумал это объяснение, которое, кажется, помогает.

Понятно, что весь поток должен проходить от большего участка к меньшему. Или в другом Другими словами, расход останется неизменным в большой и малой частях трубки. Скорость потока то же самое, но скорость меняется. Скорость больше в небольшом участке трубки. Там есть связь между энергией давления и энергией скорости, если скорость увеличивает давление энергия должна уменьшиться. Это принцип сохранения энергии в действии, который также является законом Бернулли.Это похоже на велосипедиста на вершине холма. Вверху или в точке 1 (см. Рис. 18 ниже) значок высота велосипедиста высокая, а скорость низкая. Внизу (точка 2) высота невысока и скорость высока, энергия возвышения (потенциальная) была преобразована в энергию скорости (кинетическую). Давление и энергии скорости ведут себя точно так же. В большей части трубы давление высокое, а скорость низкая, в небольшая часть, давление низкое, а скорость высокая.

Рис. 18 Эффект Вентури.

Закон Бернулли — это отношение между двумя точками в системе, которое гласит, что сумма энергии, соответствующие давлению, скорости и высоте, должны быть сохранены.

Общая форма закона (без учета трения):

, где p 1 — давление, v 1 скорость и h 1 высота в точке 1 и те же параметры используются в точке 2.Гамма — это плотность жидкости, а г ускорение свободного падения.

В случае с велосипедистом давление отсутствует, и могут изменяться только скорость и высота, так что Закон Бернулли становится:

по мере того, как велосипедист спускается с холма h 2 становится меньше, чем h 1 и до сбалансируйте уравнение, тогда v 2 должно быть больше, чем v 1 .

В случае трубки Вентури нет изменения высоты, и могут изменяться только скорость и давление, так что закон Бернулли становится:

Мы можем ясно видеть, что если v2 больше v1, то p2 должно быть меньше v1, чтобы сбалансировать уравнение.

, статью по этой и смежным темам см.

---

Вязкость : свойство, по которому можно оценить сопротивление жидкости движению. Сопротивление вызывается трением между жидкостью и граничной стенкой, а внутри — слоями жидкости, движущимися с разными скоростями. Чем более вязкая жидкость, тем выше потери на трение в системе. На центробежные насосы влияет вязкость, и для жидкостей с вязкостью выше 10 сСт производительность насоса должна быть скорректирована.

На следующем рисунке, который вы можете найти в каталоге насосов Goulds в техническом разделе, показано влияние вязкости на производительность насоса.

Следующий рисунок представляет собой диаграмму значений вязкости для различных жидкостей, которую вы можете найти в справочнике Cameron Hydraulic.

Базовая единица вязкости известна как Пуаз или сантипуаз (сП), названная в честь французского ученого Пуазейля, открывшего практический метод измерения вязкости.Греческая буква используется для обозначения вязкости. Существует два типа вязкости, первый из которых только что упомянут, известен как абсолютная вязкость, а другой, для которого используется греческая буква ню, называется кинематической вязкостью. Единица кинематической вязкости — сантисток (сСт), названная в честь английского ученого Стокса.

Связь между ними:

Данные о вязкости обычных жидкостей

также можно найти в каталоге насосов Goulds.

---

Коррекция вязкости : см. Вязкость.

---

Насос с вискозиметрическим сопротивлением : насос, рабочее колесо которого не имеет лопастей, но работает за счет контакта жидкости с плоской вращающейся пластиной, вращающейся с высокой скоростью для перемещения жидкости.

Вязкостной насос

для получения дополнительной информации см. Specialty_pumps.pdf

---

Улитка : кожух синхронизатора.

---

Vortex : см. Погружение.

---

Вихревой насос : см. Насос с утопленным рабочим колесом.

---

Гидравлический удар (скачок давления) : Если в системах с длинными нагнетательными линиями (например, в промышленных и муниципальных системах водоснабжения, на нефтеперерабатывающих заводах и электростанциях) перекачиваемая жидкость ускоряется или замедляется, возникают колебания давления из-за изменений по скорости. Если эти изменения скорости происходят быстро, они вызывают скачок давления в системе трубопроводов, возникающий в точке возмущения; распространение происходит в обоих направлениях (прямые волны), и эти волны отражаются (непрямые волны) в точках разрыва, например.грамм. изменения площади поперечного сечения, ответвлений труб, регулирующей или запорной арматуры, насосов или резервуара. Граничные условия определяют, будут ли эти отражения вызывать отрицательные или положительные выбросы. Суммирование всех прямых и непрямых волн в данной точке в данный момент времени дает условия, существующие в этой точке.

Эти скачки давления, в дополнение к нормальному рабочему давлению, могут привести к чрезмерному давлению и напряжениям в компонентах установки. В тяжелых случаях такие скачки давления могут привести к выходу из строя трубопроводов, арматуры или корпусов насоса.Минимальный скачок давления может, особенно в самой высокой точке установки, достичь давления пара перекачиваемой жидкости и вызвать испарение, ведущее к отделению столба жидкости. Последующее повышение давления и столкновение разделенного столба жидкости может привести к значительному гидравлическому удару. Скачки давления, возникающие в этих условиях, также могут привести к выходу из строя или разрушению компонентов установки.

Для максимального колебания давления можно использовать формулу скачка давления JOUKOWSKY:

Δp = ρ.а. Δv

Где ρ = плотность перекачиваемой жидкости

a = скорость распространения волны

Δv = изменение скорости потока в трубе.