Výkon čerpadla – Výpočet čerpadla

Čerpadlo je jedním ze základních mechanických zařízení, které se používá k pohybu tekutiny určitou rychlostí. Jednotkou účinnosti jakéhokoli zařízení, které přenáší energii na dálku, je jeho výkon. Výkon se obvykle měří ve wattech (W) a kilowattech (kW), ale měření výkonu (hp) se stále široce používá k měření výkonu vysoce výkonných elektrických zařízení ve Spojených státech. 1 koňská síla (hp) se rovná 746 wattům. Rychlý vzorec • Průtok vody (HP) (výtlak) = minimální výkon potřebný pro provoz vodního čerpadla • TDH = výška celkové rychlosti = vertikální výtlak kapaliny (ve stopách) + ztráta třením potrubí • Q = kapacita (průtok kapaliny v galonech na minuta) • SG = měrná hmotnost kapaliny (měrná hmotnost vody je 1) • Průtok vody = TDH ∗ Q ∗ SG / 3960 • Skutečná spotřeba energie = (výkon průtoku vody (HP)) / (účinnost čerpadla). Obvykle se používá desítková soustava záznamových čísel (50 % → 0,5).

1. Určete požadovaný průtok.

Požadovaný průtok čerpané kapaliny závisí na potřebách vašeho projektu. Určete tuto hodnotu v galonech za minutu (gpm=gal/min). Výsledek výpočtu je nezbytný pro určení, která čerpadla a potrubí budete potřebovat. Příklad: Podle plánu zavlažování zahradníka je požadovaný průtok 10 galonů za minutu.

* Referenční: 1 stopa (stopa) = 1 stopa = 0.3048 m; 50 stop = 50 stop = 15.24 m

2. Změřte výšku, do které je potřeba vodu čerpat.

Jedná se o vertikální vzdálenost od vrcholu hladiny podzemní vody (nebo vrcholu vody v první nádrži) k hladině konečného místa určení vody. Neberte v úvahu vodorovnou vzdálenost, na kterou musí být voda čerpána. Pokud se hladina vody v průběhu času mění, použijte maximální doporučenou vzdálenost. Toto je „výška dodávky vody“ (tlak), kterou bude vaše čerpadlo muset vytvořit. Příklad: Když je zahradní nádrž téměř prázdná (nejnižší navrhovaná hladina), její hladina je 50 stop pod povrchem zahrady, která potřebuje zalévat

3. Odhadněte ztráty třením v potrubí.

Kromě minimálního tlaku potřebného k čerpání vody na určitou vzdálenost musí vaše čerpadlo také překonat třecí sílu vytvářenou pohybem vody potrubím. Celková třecí síla závisí na materiálu použitém při výrobě trubek, vnitřním průměru a délce trubky, jakož i na přítomnosti ohybů a způsobu instalace. Podívejte se na hodnoty ztrát třením v potrubí v tabulkách v příloze. Zaznamenejte celkovou ztrátu třením ve stopách (to znamená počet stop, které „ztratíte“ ve výšce čerpadla v důsledku tření) *Reference: 1” (palec) = 1 palec = 2,54 cm Příklad: Zahradník se rozhodne použít plastové trubky o průměru 1 palce a potřebuje celkovou délku trubky 75 stop (včetně vodorovné délky). Podle tabulky má tření trubek při použití plastových trubek o průměru 1″ za následek ztrátu 6,3 stop tlaku vody na každých 100 stop celkové délky trubky. 75 stop ∗ 6,3 stop hlava / 100 stop = 4,7 stop hlava Bereme také v úvahu ztráty třením na každém instalačním spoji potrubí. Pro plastovou trubku o průměru 1″, jedno 90º koleno a tři závitové spoje, ztráta odpovídá 15 stopám. Sečtením všech ztrát dohromady dostaneme celkovou ztrátu třením, která bude: 4,7 + 15 = 19,7 stop nebo asi 20 stop. Tyto grafy často obsahují odhad rychlosti vody, také na základě průtoku a typu použitého potrubí. Nejlepší je udržovat rychlost pod 5 stop/s, abyste předešli „hydraulickému tlučení“, což jsou opakující se klepavé vibrace, které mohou poškodit vaše zařízení.

4. Sečtěte výšku přívodu vody a ztráty třením.

Vertikální vzdálenost, kterou musí voda urazit, a ztráty třením v potrubí se nazývají „hlava celkové rychlosti“ neboli TDH. To je celková zátěž, kterou musí čerpadlo překonat. Příklad: TDH = vertikální vzdálenost + ztráta třením = 50 ft + 20 ft = 70 ft.

Tabulka měrné hmotnosti prvků

5. Věnujte pozornost specifické hmotnosti, pokud čerpáte jinou kapalinu než vodu.

Základní vzorec pro výpočet výkonu čerpadla předpokládá, že čerpáte vodu. Pokud čerpáte jinou kapalinu, vyhledejte si její “měrnou hmotnost” online nebo v technické příručce. Kapaliny s vyšší specifickou hmotností jsou hustší, a proto vyžadují větší výkon od čerpadla. Příklad: V našem příkladu zahradník čerpá vodu, resphmotnost vody rovná 1.

6. Zadejte tyto hodnoty do vzorce pro průtok vody.

Průtok vody nebo minimální výkon potřebný ke spuštění čerpadla je TDH∗Q∗SG / 3960 kde TDH představuje celkovou rychlost hlavy ve stopách, Q je rychlost průtoku tekutiny v galonech za minutu (gpm) a SG — měrná hmotnost (1 pro vodu). Zadejte všechny hodnoty, které jste určili, do tohoto vzorce pro výpočet kapacity vodního čerpadla pro váš projekt. Příklad: Zahradní čerpadlo musí ujet TDH 70 stop a produkovat průtok Q 10 gal/min. V případě čerpání vody se SG rovná 1. Výkon čerpadla = TDH∗Q∗SG / 3960 = 70∗10∗1 / 3960 = ~0,18 hp.

7. Vydělte výkon motoru účinností čerpadla.

Nyní víte, jaký výkon potřebujete ke spuštění čerpadla. Neexistuje však žádné mechanické zařízení, které přenáší energii 100% efektivně. Po výběru čerpadla zkontrolujte údaje výrobce o účinnosti čerpadla a zapište je jako desetinné číslo. Chcete-li zjistit skutečný výkon motoru požadovaný pro vaše čerpadlo, vydělte průtok vody tímto množstvím. Příklad: pro čerpadlo generující 0,18 hp. čerpadlo s jmenovitou účinností 50 % (nebo 0,5) by ve skutečnosti vyžadovalo motor o 0,18/0,5 = 0,36 hp Většina moderních čerpadel pracuje s 50% až 85% účinností, když se používají podle určení. Pokud nejste schopni určit jmenovitý výkon vaší pumpy, můžete předpokládat, že skutečný požadovaný výkon motoru je mezi – Výkon čerpadla / 0,5 a Výkon čerpadla / 0,85. Doporučujeme také seznámit se s druhou metodou výpočtu.

Výkon čerpadla (průtok Q) je objem kapaliny, který může čerpadlo přemístit za určitý časový úsek. Pro výpočet výkonu čerpadla v litrech za minutu je nutné vzít v úvahu podmínky, ve kterých bude používáno. Po výpočtu této hodnoty můžete určit, které čerpadlo je pro vás to pravé.

Abychom mohli provést výpočet výkonu čerpadla, musíme začít tím, jak vypočítat dopravní výšku čerpadla, kterou budeme potřebovat. K tomu je třeba změřit vzdálenost od bodu vodního zrcadla k nejvzdálenějšímu bodu spotřeby. Vzdálenost se měří v metrech.

Dávejte pozor! Obvykle, pokud je horizontální vzdálenost od tlakového bodu 10 metrů, pak se to rovná jednomu vertikálnímu metru zdvihu zařízení. Zařízení s tlakem 40 metrů tedy nevyrobí více než 2 atmosféry tlaku, pokud odebere vodu na úrovni dodávky a vzdálenost k místu dodávky je 200 metrů (tedy bez zvedání, pouze vodorovně).

To je vysvětleno skutečností, že v takové horizontální vzdálenosti od tlakového bodu bude mít zařízení pouze 2 atmosféry tlaku, protože každá atmosféra tlaku odpovídá přibližně 10 metrům tlaku.

Příklad instalace zařízení v soukromém domě

Výpočet výkonu pro domácnost

Na obrázku písmeno H znamená výšku a písmeno L znamená délku. Při výpočtu vzdálenosti je nutné zadat vertikální a horizontální vzdálenosti v různých řádcích. Dále si vysvětlíme, jak je správně složit.

Předpokládejme, že vzdálenost H (výška) od vodní hladiny k extrémnímu bodu (v koupelně) je 8 metrů a vzdálenost L (délka) dálnice je 18 metrů. Poté, abychom délku převedli na výšku, musíme ji vydělit deseti: H = L / 10 = 18 / 10 = 1,8 metru. Poté tuto hodnotu sečteme s naměřenou výškou a dostaneme 9,8 metru.

Dalším krokem je výpočet spotřeby vody Q. K tomu je třeba vypočítat, kolik současně otevřených odběrných míst vody bude použito. V našem případě:

• umyvadlová baterie – 10 litrů za minutu.
• koupelová baterie – 15 litrů za minutu.
• pračka – 8 litrů za minutu.

Celkový průtok se vypočítá přidáním: 10 + 15 + 8 = 33 l/min. Kapacita čerpadla musí být stejná nebo větší než tato hodnota.

Čerpadlo a potřebné příslušenství k němu můžete zakoupit u nás internetový obchod.

Výkon 20 l/min, kapacita nádrže 2 l – ideální předimenzované řešení pro konstantní tlak vody ve venkovském domě z nádrže

Zjistili jsme tedy, že abychom mohli dům zásobovat vodou tak, jak potřebujeme, budeme potřebovat vodní čerpadlo, aby mělo výkon 33 litrů vody za minutu ve výšce 10 metrů. Po obdržení těchto údajů můžete začít s výběrem modelu zařízení.

Charakteristika čerpadla

Hydraulická charakteristika ukazuje vztah mezi výkonem a tlakem a je na grafech znázorněna zakřivenými čarami.

Průtok zařízení je objem kapaliny, kterou čerpadlo pohybuje za určitou dobu. Označuje se písmenem Q a měří se v m3/h.

Hlava čerpadla je výška, do které může zařízení zvednout sloupec vody. Označuje se písmenem H a měří se v metrech (m).

Výkon čerpadla je množství vody čerpané za jednotku času. Tato hodnota je vyjádřena v litrech nebo metrech krychlových za sekundu a charakterizuje produktivitu nebo užitečný výkon zařízení. Navíc je tu spotřeba energie. Jedná se o ukazatel elektřiny, která se spotřebuje na provoz čerpadla a měří se v kilowattech.

Graf křivky tlaku a výkonu

Účinnost neboli koeficient výkonu ukazuje, kolik spotřebované energie se přemění na užitečnou práci. Užitečná práce je práce, kterou zařízení vykoná na kapalině, a spotřebovaná energie je energie, kterou motor vynaložil na roztočení hřídele.

Stres, který voda vytváří při tlakování a pohybu, vede ke ztrátě určité užitečné energie. Vysoká účinnost znamená, že stroj dělá svou práci efektivně.

Pokud víte, v jakých jednotkách se výkon měří, můžete se snadno orientovat a pochopit, na která data byste měli věnovat pozornost.