Одной
из самых распространенных причин неудовлетворительной работы насоса, зачастую
приводящей к поломке, является несоответствие его характеристик требуемым
условиям эксплуатации. Не создавая достаточного напора, насос работает в режиме
перегрузки, как электродвигателя, так и гидравлической части. Появляется посторонний
шум, вибрация, кавитация. Это приводит к перегреву статора, быстрому износу механических
частей и рабочего колеса. При работе с напором, близким к максимальному, падает
производительность и КПД, происходит
значительный нагрев воды в корпусе, что может привести к деформации частей
насоса. Следует также отметить, что необходимо обеспечить необходимый
кавитационный запас (подпор) на стороне всасывания.
Как
правило, неправильный выбор случается по причине предоставления специалисту по
подбору некорректных данных относительно требуемых характеристик насоса. Чтобы
избежать подобных проблем, сначала необходимо определить гидравлические параметры
системы, в составе которой он будет работать и на основе полученных данных,
поручать менеджеру выбор конкретного насосного
оборудования.
Рис.1
Основными
характеристиками насоса, которыми пользуются при подборе, являются напор и
производительность. Зависимость этих параметров друг от друга изображается в
виде линии на графике, который называется
«рабочей характеристикой» (рис.1).
Для
правильного определения рабочей точки необходимо также знать параметры системы,
в составе которой он будет работать. Для этого строится гидравлическая характеристика
трубопровода (рис.2).
Для
одной трубы она имеет вид линии, а для более сложной системы, имеющей
ответвления, будет изображена некоторая область, ограниченная двумя линиями, которые
соответствуют минимальному и максимальному расходу.
Рис.2
Совмещение
двух графиков (рабочей характеристики насоса и гидравлической характеристики
трубопровода) в одной координатной системе (рис.3) с учетом масштаба дает
возможность определить подойдет ли выбранное оборудование для работы на данный
трубопровод. Важно, чтобы границы пересечения двух графиков не выходили за
пределы и не попадали на первую треть рабочей характеристики насоса,
которая соответствует низкому КПД.
Рис.3
А
как же это делается на практике?
Даже
для простых систем, например для небольшого частного дома, необходимо подобрать
насос так, чтобы он полностью
обеспечивал потребности и при этом работал в пределах своих рабочих
характеристик. Это сделать не сложно,
используя справочные данные. Для системы водоснабжения или полива достаточно взять
суммарный расход всех точек водопотребления и
нужный напор (обычно 1,5-3,0 Бар). А для водоотведения - высоту подъема
и производительность, обеспечивающую кратковременную работу насоса. Кроме того,
существуют готовые решения для применения в таких системах (рис.4).
Если
нужно просто транспортировать жидкость на большое расстояние по
неразветвленному трубопроводу, то кроме геометрической высоты Вам также
необходимо учитывать потери на преодоление сопротивления и трение о стенки в
трубе. Однако задача упрощается тем, что параметры системы не изменяются во
времени.
Рис.4
Для
решения подобных задач существуют таблицы и несложные компьютерные программы
(рис.5).
Рис.5
При расчете параметров сложной разветвленной
системы с изменяющимися во времени параметрами и подборе насоса для работы в
такой системе, необходимо учитывать все постоянные и переменные параметры
системы. А для этого потребуется большое количество вычислений и построение совместного графика
гидравлической характеристики трубопровода и рабочей характеристики насоса.
Для
таких систем потребуется сложный расчет, который может быть облегчен
применением компьютерных онлайн и оффлайн программ, а также систем
автоматизированного проектирования (САПР) (рис.6).
Рис.6
Зачастую,
одного насоса недостаточно для обеспечения нужной производительности и напора во всем диапазоне гидравлической
характеристики системы. В таких случаях устанавливают насосные станции,
состоящие из нескольких насосов (рис.7).
Рис.7
Также,
значительно увеличить диапазон рабочих характеристик позволяет применение частотного
преобразователя для плавного регулирования скорости вращения вала
электродвигателя насоса. Это позволяет поддерживать заданный напор при
изменении расхода и существенно сократить потребление электроэнергии при работе
с малой производительностью.
В
любом из перечисленных выше случаев определение характеристик Вашей системы и
подбор нужного оборудования лучше доверить специалисту. Это поможет Вам в будущем избежать проблем,
связанных с перебоями в работе, ремонтом или заменой насосного оборудования и в
итоге сэкономит Ваше время и окупит средства, затраченные на проектирование.
