Рабочая характеристика (график) насоса

Автор: Akvedukts

Рабочая характеристика насоса — это график, показывающий, какое количество жидкости насос способен перекачивать в зависимости от того, на какую высоту (давление) эту жидкость необходимо подать. На оси X графика всегда указывается расход или производительность, а на оси Y — давление (напор) насоса. На графике рабочей характеристики можно увидеть как показатели максимального напора и максимального расхода, так и определить возможные рабочие точки насоса.

Обозначения и единицы измерения

• Расход или производительность (Q) выражается как объем воды, поданный в определенную единицу времени, например: литры в секунду (л/с), литры в минуту (л/мин), кубические метры в час (м³/ч).
• Давление (напор) в большинстве случаев выражается в метрах водяного столба (м вод. ст., или просто H), и единицей измерения являются метры (м).

Рисунок 1. Рабочая характеристика насоса. График работы насоса, максимальный расход (производительность) которого составляет 60 л/мин (3,6 м³/ч), а максимальный напор — 49 м.

Максимальный расход или производительность

Максимальный расход насоса (Qmax) виден в крайней нижней точке графика по оси X. Из графика (Рисунок 1) видно, что максимальный расход данного насоса составляет 60 л/мин, или 3,6 м³/ч. Максимальный расход достигается при самом низком давлении насоса (11 м).

Максимальное давление (напор)

Максимальный напор насоса (Hmax) виден в самой верхней точке графика по оси Y. Максимальный напор данного насоса составляет 49 метров, однако насос достигает его при очень низком расходе (2 л/мин).

Рабочая точка насоса

Рабочая точка насоса — это точка на графике, соответствующая реальной работе насоса при определенном расходе и соответствующем напоре. У насоса может быть столько рабочих точек, сколько точек можно отметить на кривой графика. Наиболее эффективная работа (наивысший коэффициент полезного действия) насоса будет в том случае, если рабочая точка находится в пределах средней части кривой. Работа насоса в крайних точках графика значительно увеличивает потребление энергии и сокращает срок службы насоса.

Рисунок 2. На рабочей характеристике насоса указана рабочая точка – 1,7 м³/ч при 25 м.

На рабочей характеристике насоса (Рисунок 2) указана рабочая точка, из которой видно, что при расходе 28,33 л/мин (1,7 м³/ч) насос обеспечит давление в 25 метров. В зависимости от требований к расходу воды или давлению, рабочая точка может находиться в любом другом месте на кривой. Например, рабочая точка может составлять 1 м³/ч при напоре 35 метров или 2,3 м³/ч при напоре 19 метров.

Мощность насоса (P, кВт), напор (H, м) и расход (Q, м³/ч) являются взаимосвязанными величинами. При неизменной мощности насоса, если давление в системе увеличивается, расход уменьшается, и наоборот — если возникает большая потребность в расходе, то давление уменьшается.

Выбор насоса по графику напора

Чтобы убедиться, что насоса будет достаточно для обеспечения как необходимого расхода, так и требуемого давления, эти показатели сначала необходимо определить. Сначала по количеству потребителей и одновременности потребления определяют необходимую производительность насоса. Предположим, она составляет 30 л/мин. После этого необходимо выяснить все, что относится к давлению: на какую высоту насос должен засасывать воду (Hвсас), на какую высоту после насоса воду нужно поднять (Hгеом), чтобы она достигла потребительского устройства, какими будут потери давления, вызванные трением и другими сопротивлениями в трубопроводе (Hпот), и какое давление необходимо обеспечить в самих устройствах (Hпотр).

Предположим, что насос должен засасывать воду на высоту 3 м (Hвсас = 3.0 м), поднимать воду после насоса еще на 5 метров выше (Hгеом = 5 м), в напорной линии длиной 30 метров на каждый метр в результате трения теряется 0.0175 м энергии (Hпот = 30 x 0.0175 = 0.525 м), а в устройствах необходимо обеспечить давление не менее 1 бар (10 м). Таким образом, общее давление, которое должен создать насос, составляет Hвсас + Hгеом + Hпот + Hпотр = 3 м + 5 м + 0.525 м + 10 м = 18.525 м. Для надежности к этому расчету добавляют еще 10% (местные потери давления, погрешности измерений, засорение трубопровода в долгосрочной перспективе) — 18.525 + 10% = 20.4 м.

На основании этого расчета мы определили, что нам необходим насос, способный подавать 30 л/мин с напором не менее 20.4 метров.

Рисунок 3. Рабочая точка насоса 30 л/мин при напоре 20.4 метра.

По графику видно, что рассчитанная точка находится ниже рабочей характеристики насоса, близко к ее средней части, поэтому можно утверждать, что такой насос полностью обеспечит потребности в потреблении и давлении. Следует учитывать, что в реальной жизни насос будет работать в ближайшей точке на рабочей характеристике насоса, а значит, давление будет примерно на 2 метра выше.

Если бы рассчитанная рабочая точка находилась выше рабочей характеристики насоса, пришлось бы искать более мощный насос.

Если вам необходима помощь в подборе подходящего насоса именно для вашей системы, приглашаем обратиться к специалистам Akvedukts.