Как правильно выбрать лучшую модель центробежного насоса

[contents]

При отсутствии централизованного водопровода скважина является оптимальным вариантом для обустройства водоснабжения и системы отопления в частном доме, даче или коттедже. Но для забора воды из источника, которая может находиться на глубине от нескольких метров до нескольких десятков метров, необходимо иметь соответствующее оборудование. Для подачи жидкости из скважины в трубопровод лучше всего подходят центробежные насосы.

Особенности конструкции и принцип работы

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

• промышленные;
• бытовые.

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

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

  Центробежные насосы имеют простую и надежную конструкцию

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

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

Критерии выбора насоса

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

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

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

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

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

Расчет мощности

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

Pп = Q*H*g*ρ, где

Pп – полезная мощность, Вт;

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

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

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

Расчет производительности

Для расчета производительности центробежного насоса используются следующие формулы:

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

Q = a2*(D2-b*n)*m2, где

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

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

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

b – толщина лопастей, м;

n – количество лопастей;

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

Расчет напора

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

W = (N1-N2)/(ρ+g)+Hп+Sп, где

W – напор, м;

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

Ρ – плотность жидкости, кг/м. куб;

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

Hп – высота подъема воды, м;

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

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

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

Расчет высоты всасывания

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

Wз = 0,3*(Q*n²)^2/3, где

Wз – необходимый запас напора, м

Q – производительность, куб/сек;;

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

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

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

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

Как выбрать насос: видео