Главная / Словарь терминов: насосы
Насосы для воды
Насосы для воды – емкий собирательный и не вполне корректный термин, объединяющий насосные агрегаты и насосные установки с объемными и динамическими насосами разного целевого назначения, конструкции, вида силового воздействия на перекачиваемую среду (лопастные, трения), различной формы движения рабочих органов (возвратно-поступательные, роторные), объединяемые химическими свойствами рабочей жидкости – воды, но с разными физическими характеристиками (температурой, давлением, вязкостью, удельным весом и т.д.). Существование терминологии, не соответствующей терминам и обозначениям действующего ГОСТ 17398-72 и технических директив – стандартов Евросоюза (в большей части определений), обусловлено несовершенством классификации насосов, насосных агрегатов и насосных установок, в том числе насосов для воды с разным типом привода, отчасти – не гармонизированным с международными стандартами ГОСТ 17398-72. А также популяризацией производителями и продающими компаниями узкопрофессионального сленга, который, следует признать, часто более понятен потребителям – физическим лицам и специалистам-инсталляторам насосных агрегатов/установок, чем термины и обозначения стандартов.
Справка: Насосы для воды, отопления, водоотведения, повышения давления и т.д. это приводные механизмы (машины в обозначении ГОСТ 17398-72), которые, как правило, реализуются вместе с приводящим двигателем (электрическим, дизельным или карбюраторным, гидро- пневмо двигателем или турбиной). Поэтому насосы для воды, отопления и т.д. de facto есть насосные агрегаты. В случае, если приводящий двигатель интегрирован в конструкцию насоса, то допустимо использование терминов электронасос, турбонасос, паровой насос, пневмонасос и т.д. Аналогично не совсем корректными являются термины насос с мокрым ротором, насос с сухим ротором, бессальниковый насос и т.д., используемые продающими компаниями, а иногда и производителями в характеристиках предлагаемых товаров.
Отечественным ГОСТ 17398-72 формализованы термины «мокростаторный насос» вместо «насос с мокрым статором», «экранированный насос» вместо «насос с сухим статором», «герметичный насос» вместо «бессальниковый насос», причем если реализуются насосам с приводящим двигателем, например электрическим, интегрированным в конструкцию насоса, то тогда корректными будут термины «мокростаторный электронасос», «экранированный электронасос», «герметичный электронасос». А при дополнительной комплектации оборудованием, обеспечивающим функциональность насосного агрегата (накопительный бак, контрольные и регулирующие устройства, связующие трубопроводы и т.д.) – вместо термина электронасос или электронасосный агрегат (приводящий электродвигатель связан с насосом приводом) правильно употреблять термин насосная установка.
Насосы для воды преимущественно изготавливают центробежными, что связано с более широкими границами их возможностей по напору и подаче в сравнении с осевыми и поршневыми насосами.
Центробежные насосы для воды бывают одноступенчатыми с одним рабочим (ходовым) колесом, или многоступенчатыми с ходовыми колесами, расположенными каскадом, что существенно увеличивает напор и подачу насосного агрегата.
Рис. Одноступенчатый центробежный электронасос для воды (слева) и многоступенчатый насосный агрегат (справа)
Используются насосы для воды для решения вопросов водозабора, стабилизации (подъема) давления в магистрали, отопления, горячего водоснабжения и т.д.:
Рис. в частных домах и квартирах; |
Рис. коммерческих и муниципальных зданиях; |
Рис. индустриальных предприятиях, сельском хозяйстве; |
Рис. коммунальном хозяйстве. |
К основным техническим характеристикам насосов для воды относят:
- объемная подача насоса Q (м3/ч, л/мин, м3/с), определяемая отношением объема переданной среды к единице времени (допустимый термин «подача»). Иногда может использоваться массовая подача – отношение массы переданной среды к единице времени;
- напор насоса Н в метрах, определяемый отношением давления насоса Р к произведению удельной плотности жидкости p (кг/м3) на ускорение свободного падения g (м/с2) – Н = Р/(p*g);
- давление насоса, определяемое зависимостью Р = Рк – Рн + p*(V2к - V2н)/2 + p*g*(Zк – Zн), где Рк и Рн – давление на входе в насос и выходе из насоса (Па), Vк и Vн – скорости потока на выходе и входе соответственно, м/с, Zк и Zн высота центра тяжести в сечениях выхода и входа насоса (м) соответственно;
- кавитационный запас Δh = (Рн + p* V2н/2 – Рп)/(p*g), где Рп – давление паров жидкости, Па. Стандарт ISO 2548:1973, а затем и заменивший его ISO 9906:1999 ввели термин «суммарный напор всасывания при нагнетании» (аббревиатура NPSH), который сегодня используется зарубежными производителями в качестве характеристики кавитационного запаса своих насосов.
NPSH отличается от Δh (ГОСТ 17398-72) величиной Z – расстоянием от центра тяжести сечения входного патрубка насоса до оси рабочего колеса NPSH = Δh + Z, что несущественно для малых насосов, но имеет значение для больших насосных агрегатов. Кривая NPSH или Δh иногда наносится производителями насосов для воды на график зависимости напора от подачи, ограничивая область значений, за пределами которой высокие риски возникновения кавитационных явлений и сопутствующих им негативов (кавитационной эрозии частей механизма, гидравлических ударов, шума, вибраций насоса и т.д.).
- вакуумметрическая высота всасывания Нв = (Ратм – (Рн + p* V2н/2))/( p*g), где Ратм – атмосферное давление (или давление окружающей среды, воздействующей на зеркало поверхности жидкости водозабора), Па (по ГОСТ 17398-72). Здесь нужно признать, что более корректной (полной) зависимостью, описывающей вакуумметрическую высоту центробежных насосов для воды, следует считать формулы В.Я Карелина и А.В. Минаева (Насосы и насосные станции, Москва, Стройиздат, 1986), поскольку они учитывают положение насосов для воды (оси рабочего колеса) относительно свободной поверхности перекачиваемой жидкости и определяют связь вакуумметрической и геометрической высот всасывания для случаев:
- расположения оси рабочего колеса выше уровня свободной поверхности перекачиваемой жидкости Нв = (Ратм – Рн)/( p*g), а геометрическая высота всасывания Нs = (Ратм – Рн)/( p*g) - V2н/(2g) – hw, где hw – суммарные гидравлические потери на линии всасывания, м;
- расположения оси рабочего колеса ниже уровня свободной поверхности перекачиваемой жидкости Нв = (Ратм – Рн)/( p*g), а геометрическая высота всасывания Нs = V2н/(2g) + hw – Нв или Нв = V2н/(2g) + hw – Нs. Здесь геометрическая высота всасывания – отрицательная величина и называется подпором (в ГОСТ 17398-72 геометрическая высота всасывания обозначается подпором вне зависимости от положения оси рабочего колеса относительно уровня свободной поверхности перекачиваемой жидкости);
- перекачки воды из замкнутого резервуара или при использовании насоса для воды в замкнутой системе с избыточным давлением Ризб вакуумметрическая высота всасывания Нв = (Ратм + Ризб – Рн)/( p*g), а геометрическая высота всасывания Нs = (Ратм + Ризб – Рн)/( p*g) - V2н/(2g) – hw.
По сути, для замкнутых систем сумма Ратм + Ризб определяет изменение геодезической отметки. Вместе с тем в открытых системах использование терминов «геодезическая высота всасывания» не корректно с физической точки зрения;
- мощность насоса – потребляемая насосом мощность от приводящего двигателя;
- полезная мощность насоса – Nп = p*g*Q*Н или с учетом Н = Р/(p*g) - Nп = Q*Р, Вт;
- КПД насоса, определяемый, как отношение полезной мощности к мощности насоса или произведением механического, объемного и гидравлического коэффициентов полезного действия. Объемный КПД показывает отношение полезной мощности к сумме полезной мощности и мощности, затраченной из-за утечек, гидравлический КПД - отношение полезной мощности к сумме полезной мощности и мощности, затраченной на преодоление гидравлических сопротивлений, механический КПД - отношение полезной мощности к сумме полезной мощности и мощности, затраченной на преодоление механических потерь (трения, скольжения и т.д.).
Обычно насосы для воды определенного типа реализуются по эксплуатационным характеристикам - графикам зависимости напора от подачи.
Выбор насоса для воды основывается на нахождении точки пересечения кривых гидравлического состояния насоса и системы, в которую интегрирован насосный агрегат - «рабочей точки», которая может не лежать на кривой зависимости напора от подачи, но должна находиться в «рабочем поле», определяемом для каждого насоса по расчетам и экспериментально с помощью 3D моделирования.
Рабочие поля наиболее популярных на текущий момент насосов Grundfos AG, WILO SE, Richard Halm GmbH представлены для разных серий на рис. ниже.
Рис. Насосы WILO-Stratos и их рабочее поле в зависимости от диаметра входного/выходного патрубков и напора в дм.
Типовое обозначение насосов для воды Grundfos и маркировка насосов для воды WILO показана на рис. ниже.
по тел.: +7 (495) 755-59-55
или заполните форму обратной связи