МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГЛУБИНЫ ВСАСЫВАНИЯ ВОДЫ ДЛЯ НАСОСОВ ТИПА К Консольные насосы часто используют для подачи воды из фильтровотстойников. И хотя насосы консольного типа не являются самовсасывающими, однако обладают возможностью обеспечивать всасывание воды при условии предварительной заливки рабочего колеса насоса и всасывающего патрубка водой перед пуском двигателя. Далее приводим несложную методику проверки насоса на допустимую высоту всасывания, при которой обеспечивается как физическая возможность всасывания, так и безкавитационная работа насоса. Условия всасывания определяються по формуле: Н + Ппот < = 9.7/Y - 10*(Tv/Y) - Квзап (1), где H – Геометрическая высота всасывания в метрах: т.е. расстояние от центра всасывающего патрубка насоса до поверхности воды. Она может быть положительной в случаях, когда уровень жидкости находится ниже оси насоса, или отрицательной, если этот уровень выше; Квзап – кавитационный запас насоса, м. Приведен в характеристиках для консольных насосов (см. таблицу на стр. 10). Ппот – Потери давления в метрах водяного столба при всасывании (потери трения в трубе, обратном клапане, отводах, переходах и т.д., (смотри табл. 1 и диаграммы потерь (рис. на след. стр.))); Tv – Давление насыщенного пара при температуре перекачивания, в кг/см2 (смотри табл. 2) Y – Удельный вес жидкости, в кг/дм3 (для чистой воды эти значения для заданной температуры воды можно взять из табл. 2. Для грязной воды ориентировочно Y=1.3...1.5 кг/дм3). Таблица 1 Потери давления в компонентах трубопровода, в м. Диаметр трубы, мм Изгиб в 90" Колено в 90“ Конусный диффузор Клапан с сетчатым фильтром Обратный клапан Задвижка открытая Задвижка, открытая на ¾ Задвижка, открытая на ½ 25 32 40 50 65 80 100 125 0,2 0.3 0.4 0.5 0.7 1 1.2 1.8 0,3 0.4 0.6 0,7 0.9 1,3 1.7 2,5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 7 8 9 10 12 15 20 4 5 6 7 8 9 10 15 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1 1 2 4 4 15 15 15 15 15 15 30 30 2 2 2 2 2 (0412) 418-421, 414-722, (067) 41-11-567 Таблица 2 Давление пара и удельный вес воды в зависимости от температуры t °C 0 10 20 30 40 50 60 70 75 80 Tv кг/см2 0,0062 0,0125 0,0238 0,0432 0,0752 0,1258 0,2031 0,3177 0,3931 0,4829 WWW.PARAD.BIZ.UA Y кг/dm3 0,9998 0,9996 0,9982 0,9955 0,9921 0,9880 0,9831 0,9777 0,9746 0,9718 ИНСТРУМЕНТЫ МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОДЫ МЕТИЗЫ ДВИГАТЕЛИ ВЕНТИЛЯТОРЫ АРМАТУРА РУКАВА 1 Рис.1. Диаграмма потерь в чугунной трубе (м) на каждые 100 м. трубы в зависимости от производительности насоса м3/час, скорости воды, диаметра трубы (мм). ПРИМЕЧАНИЕ: Для труб из ПВХ надо полученное по диаграмме значение умножить на коэффициент 0,6, для труб стальных гладких – на 0,76, для труб стальных старых и шероховатых — на 3,6, для чугунных старых — на 2,1. Пример проверки условий всасывания к насосу Задвижка Отвод и участки трубы Переход Фланец Обратный клапан Насос К50-32-125 находится на высоте 1,3 м над уровнем поверхности воды или водоема, откуда будет закачиваться загрязненная вода. На конце стальной трубы, опущенной в воду, находится обратный клапан, за ним выше стальной переход (конусный диффузор). На верхнем конце трубы установлен стальной отвод 90°, к нему присоединен горизонтальный участок трубы d=50мм длиной 1 м, к концу этой трубы присоединена задвижка d=50мм и с ней соединен вход насоса через горизонтальный участок трубы d=50мм длиной 0,4 м (см. рис. 2). Рис.2 Фланец (0412) 418-421, 414-722, (067) 41-11-567 WWW.PARAD.BIZ.UA Исходные значения: Производительность насоса – 12 м3/час. Высота от центра всасывающего патрубка насоса до поверхности воды Н=3м. Температура воздуха – 30°С. Плотность грязной воды – примем 1,3 кг/дм3. Давление насыщенного пара – при 30°С Tv=0,0432 кг/см2 (из табл. 2 для температуры 30°С) На всасывание применяется стальная гладкая труба диаметром 50 мм. Обратный клапан – d=65. Переход – (конусный диффузор) диаметром 65*50 мм. Отвод (колено) – d=50. Задвижка открытая – d=50. Кавитационный запас насоса Квзап = 3,5м (из таблицы на стр. 10 ) Для определения возможности всасывания воды насосом К50-32-125 из водоема выполним следующие шаги расчета. Шаг 1. Рассчитаем потери на трение в нашем всасывающем трубопроводе Ппот. Исходными данными для расчета потерь являются: производительность насоса Q = 12 м3/час, основной диаметр трубопровода (в нашем случае это диаметр трубы d = 50мм). По диаграмме (рис.1) для трубопровода d50 мм и производительности насоса 12 м3/час находим сопротивление трубопровода. Для этого по оси Х (подача в м3/час) берем точку 12 м3/час, поднимаемся вверх до пересечения с наклонной кривой для внутреннего диаметра трубы d50 (на графике приведены наклонные для диаметров труб от 15 до 700 мм), а из точки пересечения вертикальной прямой и наклонной d = 50 мм на оси У (потери давления на каждые 100 м) получаем потери в нашем трубопроводе для его длины 100 м равными Ппот 100 м = 7 м. Для стальной гладкой трубы умножаем это значение на коэффициент 0.76 и получаем значение Ппот 100 м = 7*0,78 = 5,46 м. Тогда потери в таком трубопроводе на 1м. длины равны Ппот 1 м = 5,46/100 = 0,0546 м. Шаг 2. Вычисляем эквивалентную суммарную длину всасывающего трубопровода Lсум. Исходные данные: длина вертикального участка трубы (от поверхности воды до середины всасывающего патрубка насоса) Lтр.верт.= 1,3 м, два горизонтальных участка трубы Lтр.гор.1 = 1 м и Lтр.гор.2 = 0,4 м. ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ. Общая длина вертикальной трубы может быть и больше, чем 1,3 м. Например, труба входит под воду еще на 2 м глубины. Тогда вертикальная труба будет иметь общую длину 3,3 м. Но для расчетов нас интересует только ее длина от поверхности воды до входа в насос, т.е. в нашем случае эта длина равна 1,3 м! (0412) 418-421, 414-722, (067) 41-11-567 WWW.PARAD.BIZ.UA ИНСТРУМЕНТЫ МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОДЫ МЕТИЗЫ ДВИГАТЕЛИ ВЕНТИЛЯТОРЫ АРМАТУРА РУКАВА 3 Эквивалентные длины дополнительных элементов трубопровода, а именно: обратного клапана Lобр., перехода Lперех., отвода Lотв. и задвижки Lзадв. Из табл. 1 эквивалентная длина (в метрах водяного столба) обратного клапана d65 равна Lобр. = 8 м, перехода (конусного диффузора) 50х65 (берем больший размер 65 мм) равна Lперех. = 5 м, для отвода (колена) d50 равна Lотв. = 0.7 м, для открытой задвижки d50 ее эквивалентная длина равна Lзадв. = 2 м. Тогда суммарная эквивалентная длина нашего всасывающего трубопровода d50 мм равна: Lсум. = Lтр.верт. + Lтр.гор1. + Lтр.гор2. + Lобр. + Lперех. + Lотв. + Lзадв. Lсум. = 1,3м + 1 м + 0,4 м + 8 м + 5 м + 0,7 м + 2 м Lсум. = 18,4 м Шаг3. Вычисляем суммарные потери во всасывающем трубопроводе. Исходные данные: – суммарная эквивалентная длина трубопровода Lсум. = 18,4 м; – потери на 1 м. трубопровода d50мм (получены на Шаге Ппот 1 м = 0,0546 м. Ппот = Lсум. * Ппот 1 м = 18,4 * 0,0546 = 1,004 м Принимаем Ппот = 1 м. 1) Шаг 4. Теперь составим уравнение в соответствии с формулой (1) Н + Ппот ≤ 9,7/Y – 10 Tv/Y – Квзап 1,3+1 ≤ (9,7/1,3) – (10*0,043/1,3) – 3.5 или 2,3 ≤ 7,46-0,33 – 3,5, в результате 2,3 ≤ 3,63 Вывод. Так как условия всасывания в данном примере соблюдается, то при расположении насоса на высоте 1,3 м над уровнем воды в водоеме насос К50-32-125 при производительности 12 м3/час вполне способен засасывать воду из открытого водоема (при условии предварительной заливки рабочего колеса насоса и всасывающего патрубка водой, конечно). Анатолий Павлов (067) 943-37-87 (0412) 418-421, 414-722, (067) 41-11-567 WWW.PARAD.BIZ.UA