При выборе центробежного насоса для обеспечения эффективной и надежной работы как самого насоса, так и системы, в которую он устанавливается, необходимо учитывать множество параметров и характеристик.
Параметры бывают основные (стандартные/базовые) и расширенные. Ключевое их отличие - в степени влияния на работоспособность насоса.
Основные параметры – это минимальные необходимые характеристики для корректной работы изделия.
Расширенные параметры – дополнительные требования, оптимизирующие эксплуатацию для специфических (конкретных) условий.
Без чего невозможно подобрать насос?
Для корректного подбора насоса необходимо учитывать следующие критически важные параметры и характеристики:
1. Расход (Q) насоса — это объем жидкости, который изделие способно перекачивать за единицу времени. Измеряется в м³/час, л/мин, л/с и пр.
При подборе насоса расход (Q) должен соответствовать требуемому расходу системы с учетом возможных пиковых нагрузок.
2. Напор (H) насоса - показывает высоту, на которую насос может поднять воду. Данный параметр измеряется в метрах водяного столба (м). Могут использоваться и другие единицы измерения напора насоса, такие как атмосферы (атм), паскали (Па) или бары (бар).
При подборе насоса напор (H) рассчитывается с учетом требуемой высоты подъема, давления на входе в насос, рабочего давления системы и гидравлических потерь в трубопроводе.
3. Условия всасывания (NPSH)
- NPSHₐ (доступный кавитационный запас) – давление на входе в насос;
- NPSHᵣ (требуемый кавитационный запас) – минимальное давление, необходимое для предотвращения кавитации;
- Условие: NPSHₐ > NPSHᵣ. Запас должен быть 0,5–1 м.
Кавитация в насосе - это физический процесс образования пузырьков в жидких средах области разряжения, с последующим их схлопыванием с выделением энергии и образованием ударной волны. Возникновение кавитации может привести к повреждению рабочих колес и корпуса насоса, снижению КПД и производительности, сокращению срока службы насоса, к повышенным вибрациям и шуму.
4. Потребляемая мощность (кВт)
- P1 – мощность, потребляемая от электрической сети
- P2 – мощность, потребляемая насосной частью.
- PH – мощность, определяемая потоком жидкости (зависти от Q и Р)
* P1˃P2˃PH
Для удобства подбора электродвигателей производители насосного оборудования указывают мощность на валу насосной части, т.е. Р2.
5. КПД (η) насоса – показывает, сколько процентов энергии, потребляемой насосом от электрической сети, фактически преобразуется в механическую работу.
Вышеуказанные параметры для любого насоса являются зависимыми.
Так зависимость напора H(м) от расхода Q(м3/ч) можно увидеть на примере графика QH на рисунке ниже. Данная кривая называется напорно-расходной характеристикой насоса. Для центробежных насосов характеристика QH имеет, как правило, нисходящую кривую: при малой подаче напор высокий, при большой подаче напор низкий.
Для удобства анализа основных параметров насоса графики характеристик часто комбинируют вместе, как функции зависимости от подачи Q (m3/ч).
6. Характеристики перекачиваемой жидкости:
- Тип жидкости (вода, антифризы, химикаты, масла, кислотные или солевые растворы и пр.) - определяет выбор материалов деталей насоса, контактирующих с перекачиваемой жидкостью;
- Температура (°C) – влияет на выбор материалов и уплотнений;
- Динамическая вязкость (сантипуазы, сПз) – центробежные насосы эффективны при низкой вязкости (<500 сПз);
- Плотность (кг/м³) – влияет подбор мощности двигателя;
- Наличие твердых частиц (абразивность перекачиваемой жидкости) – определяет требование к износостойкости материалов проточной части насоса. Примеры абразивоустойчивых материалов: высокохромистый чугун; хромоникелевые стали; резина, полиуретан, карбид вольфрама, керамика.
7. Конструктивные особенности
- Расположение патрубков: соосное («ин-лайн») или консольное (90°) расположение;
- Тип корпуса (моноблочный, консольный, секционный);
- Одноступенчатый / многоступенчатый;
- Поверхностный / погружной.
8. Материалы исполнения
- Корпус: чугун, нержавеющая сталь, пластики;
- Рабочее колесо: бронза, нержавейка, полимеры;
- Торцевые уплотнения: подробнее о материалах см. нашу статью "Центробежные насосы: торцевые уплотнения вала"
9. Характеристики и исполнение электродвигателя
- Мощность (кВт), которая рассчитывается с учетом КПД насоса и плотности жидкости;
- Напряжение (220 В, 380 В, 660 В) и частота (50/60 Гц);
- Класс защиты IP – защищенность от проникновения внутрь твердых предметов и воды;
- Взрывозащита (Ex) – для взрывоопасных зон.
Расширенные параметры центробежного насоса
Для оптимизации эксплуатации оборудования учитываются дополнительные требования в зависимости от условий применения.
1. Режимы работы и регулирование:
- Постоянный или переменный расход;
- Плавная или ступенчатая регулировка расхода;
- Уровень автоматизации – встроенные датчики, частотные преобразователи и пр.
2. Энергоэффективность
- Класс энергоэффективности электродвигателя (IE1/IE2/IE3/IE4/IE5);
- КПД насоса, % ;
3. Вибрация и шум
- Уровень вибрации. Данный параметр особенно критичен для насосов большой мощности, т.к. помимо роста динамических нагрузок на подшипниковые узлы агрегата, вибрация передается вовне через фундамент и опоры и может оказывать разрушающее воздействие на объект;
- Шум (дБ) – повышенный шум работы насоса может передаваться через стены, а также через перекачиваемую жидкость на значительные расстояния от источника шума, что особенно критично для жилых и коммерческих помещений.
4. Специальные исполнения
- Соответствие санитарным стандартам в области пищевых или фармацевтических применений;
- Особенные требования к коррозионной стойкости материалов – для химически агрессивных сред.
Вывод
Выбор центробежного насоса требует комплексного анализа на основе многих вводных параметров. Большинство компаний используют опросные листы.
Данный подход позволяет учесть все условия эксплуатации для подбора соответствующего оборудования, что гарантирует долгую и надежную работу насоса.
Подписывайтесь на наш канал в Дзене и читайте интересные материалы о насосах и не только.