Общий напор насоса и системы

Jul 07, 2023

Термин «общий напор» (H) используется для описания энергии в насосных системах и показывает, как производители представляют производительность своих насосов в зависимости от скорости потока. Общий напор также обычно называют общим динамическим напором (TDH); однако Институт гидравлики (HI) использует термин «общий напор», и он будет использоваться на протяжении всей статьи.

Важно понимать нюансы того, что составляет общий напор системы в зависимости от расхода и изменяющихся условий системы, чтобы, если пользователь проектирует или эксплуатирует насосную систему, насос можно было выбрать и эксплуатировать правильно. Кроме того, если целью является измерение производительности насоса после установки, важно понимать, как это сделать так же, как это делает производитель насоса.

Общий напор (система) состоит из трех компонентов:

Высота напора , который представляет собой разницу высот, по которой будет перемещаться жидкость. Например, если пользователь перекачивал воду из одного резервуара в другой, а уровень в резервуарах был одинаковым, высота подъема была бы нулевой. Но при перекачке из резервуара, находящегося на уровне земли, на крышу 100-футового здания, высота подъема составит 100 футов.

Напор это разница в давлении между источником и пунктом назначения. Например, если взять жидкость из озера при атмосферном давлении и доставить ее в резервуар, давление в котором превышает атмосферное на 10 фунтов на квадратный дюйм (psi), напор будет равен 10 фунтам на квадратный дюйм, выраженный в футах перекачиваемой жидкости. Преобразование между давлением и напором описано в разделе «Измерение общего напора насоса».

Фрикционная головка представляет собой потерю напора в системе из-за трения и является функцией скорости жидкости или квадрата расхода. Как уже упоминалось, потери на трение будут зависеть от скорости потока, а также от размера трубопроводов, фитингов, клапанов и конечного оборудования в системе. Если в системе есть регулирующие клапаны, которые используются для активного регулирования расхода, потери на трение в регулирующем клапане называются управляющей головкой. Важно понимать управляющую головку, поскольку она часто является источником энергопотребления, который можно улучшить.

Бесплатный ресурс, который предоставляет дополнительную учебную информацию по этой теме и включает калькулятор потерь на трение, — это Библиотека инженерных данных Института гидравлики, доступ к которой можно получить по адресу edl.pumps.org. Для сложных систем с множеством единиц оборудования и ответвлений может быть сложно рассчитать общий напор системы вручную, поэтому следует использовать программное обеспечение для гидравлического моделирования. Некоторые некоммерческие версии программного обеспечения для гидравлического моделирования доступны в качестве бесплатного ресурса на сайте pumps.org/freetools. Упрощенное уравнение для общего напора (системы) выражено в уравнении 1 (стр. 100).

На рисунке 1 показана насосная система, в которой жидкость подается из расходного резервуара в три закрытых резервуара для продукта. Учитывая уравнение для общего напора (системы), расходный резервуар будет точкой 1, а резервуары для продукта — точкой 2. Высота подъема будет разницей по высоте между уровнями в резервуаре для продукта и расходном резервуаре. Напор будет представлять собой разницу давлений между резервуаром для продукта и расходным резервуаром, выраженную в футах перекачиваемой жидкости. Напор на трение будет включать в себя все потери из расходного бака, трубопроводов, фитингов, теплообменника, регулирующих клапанов и т. д.

На изображении 2 показано, как будет меняться напор системы в зависимости от переменных уравнения. В случае напора по высоте и напору кривая общего напора (системы) будет перемещаться вертикально вверх и вниз по мере изменения этих переменных. В случае фрикционного напора он будет меняться как квадрат функции расхода, а коэффициент «C», выраженный в уравнении общего напора, будет меняться в зависимости от клапанов регулирования расхода (FCV-271, FCV-272 и FCV-273). ). Когда клапаны управления потоком открываются, коэффициент «C» будет уменьшаться, а общий напор будет уменьшаться, и наоборот, когда клапаны управления потоком закрываются, коэффициент «C» будет увеличиваться, а общий напор увеличится.