☎ 8 800 302-58-17Рассчитать

Максимальная высота всасывания насоса

Расчёт оусловияивает, на какую высоту насос может поднимать жидкость над свободной поверхностью без потери кавитационного запаса. В нём учитываются атмосферное и паровое давление, потери во всасывающей линии и требуемый NPSH.

РЕЗУЛЬТАТ
—
Введите исходные данные
МЕТОДИКА
Hвс,max = (pбар − pпар)/(ρg) − NPSHтр − hвс − запас
  • Допустимая высота всасывания получена перестановкой членов энергетического уравнения NPSH; форма расчёта приведена в справочниках насосов Grundfos.
  • Барометрическое и парциальное давления вводятся абсолютными; потери во всасывающей линии, требуемый NPSH и запас задаются в метрах.
  • Положительное значение означает возможную высоту подъёма над свободной поверхностью; отрицательное — необходимость подпора на входе насоса.

Применение

Результат показывает, нужен ли насосу подпор и какой запас остаётся до кавитации.

Без этой проверки можно выбрать насос, который будет шуметь, терять подачу и повреждать рабочее колесо.

  • проектирование насосной установки с открытой ёмкостью
  • проверка положения насоса относительно резервуара
  • поиск причины кавитации на всасывании
Понятно объясняет, почему насос нельзя бездумно поставить выше бака: при нехватке давления вода может закипать прямо во входе насоса, даже если она холодная.

Методика и ограничения

Высота всасывания ограничена не только геометрией трубопровода, но и давлением, доступным на входе рабочего колеса. Для открытой ёмкости абсолютное давление над жидкостью создаёт напор pбар/(ρg). Часть этого напора расходуется на давление насыщенного пара pпар, при котором в жидкости может начаться образование паровых пузырьков. Дополнительно вычитают требуемый кавитационный запас насоса NPSHтр, потери во всасывающей линии и принятый резерв. В форме калькулятора получается Hвс,max = (pбар−pпар)/(ρg) − NPSHтр − hвс − запас. Все давления в этой проверке должны быть абсолютными.

Манометрическое давление нельзя напрямую подставлять вместо атмосферного, а давление пара зависит от температуры жидкости. При повышении температуры pпар быстро растёт, поэтому допустимая высота всасывания уменьшается. С увеличением высоты над уровнем моря падает атмосферное давление и запас также сокращается. Плотность влияет на перевод давления в метры столба жидкости, поэтому для растворов и масел нельзя без проверки использовать плотность воды. Положительное значение результата означает, что свободная поверхность может находиться ниже насоса на рассчитанную высоту при принятых условиях. Отрицательное значение не означает ошибку формулы: оно показывает необходимость установить насос ниже уровня жидкости, создать подпор или уменьшить потери.

Рабочий подбор выполняют по кривым насоса на реальном расходе, где NPSHтр может отличаться от значения в каталоге для другой точки. Проверяют диаметр всасывающей трубы, сетчатый фильтр, количество колен, эксусловиятриковые переходы, герметичность и отсутствие подсоса воздуха. На практике оставляют эксплуатационный запас и подтверждают режим испытанием. Особенно внимательно проверяют насосы, работающие с горячей водой, летучими жидкостями и длинными всасывающими линиями. Входной патрубок должен быть заполнен без воздушных карманов, а арматура на всасывании не должна создавать лишнее сопротивление.

При параллельной работе насосов NPSH и потери оусловияивают для фактического распределения расходов. Если резервуар закрытый, вместо атмосферного давления используют абсолютное давление газа над жидкостью. Для самовсасывающих насосов также учитывают время заполнения и ограничения производителя. Исходные данные фиксируют для расчётного режима и затем сверяют с фактическими измерениями. При изменении режима, среды или схемы результат пересчитывают, а окончательное решение подтверждают проектом, паспортом оборудования и наладкой на объекте.

Пример

Задача: pбар = 101325 Па, pпар = 2300 Па, ρ = 998 кг/м³, NPSHтр = 2,5 м, потери 0,8 м, запас 0,5 м

Доступный напор по давлениям ≈ 10,12 м.
Максимальная высота ≈ 10,12−2,5−0,8−0,5 = 6,32 м.

Задача: Получился результат −1,2 м

Насос нельзя устойчиво расположить на 1,2 м выше свободной поверхности при этих условиях.
Ищут подпор: опускают насос или повышают уровень жидкости, уменьшают потери и проверяют NPSH другого насоса.

Нормативные ориентиры

  • ГОСТ 6134-2007 — насосы динамические; параметры, требования и методы испытаний насосов.
  • ГОСТ 31839-2012 — насосы и агрегаты насосные для перекачивания жидкостей; общие требования и обозначения.
  • СП 31.13330.2021 — водоснабжение; требования к насосным установкам и водопроводным системам.

Вопросы и ответы

Что такое NPSH простыми словами?

Это запас давления на входе насоса относительно давления, при котором жидкость начинает образовывать пар.

Если фактического запаса мало, возникает кавитация: шум, вибрация, падение подачи и повреждение рабочего колеса.

Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.

Итог используют как предварительную оусловияку, а не как замену проектной проверке.

Почему нельзя использовать давление по манометру?

Манометр показывает давление относительно атмосферы, а кавитационная проверка требует абсолютного давления.

Сначала определяют давление над свободной поверхностью, затем учитывают давление пара и переводят разность в метры жидкости.

Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.

Итог используют как предварительную оусловияку, а не как замену проектной проверке.

Можно ли компенсировать малую высоту большим насосом?

Нет, увеличение мощности не устраняет нехватку давления на всасывании и может повысить требуемый NPSH.

Сначала улучшают условия входа: подпор, диаметр линии, потери и температуру жидкости.

Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.

Итог используют как предварительную оусловияку, а не как замену проектной проверке.

Что включать в потери всасывающей линии?

Прямую трубу, вход из ёмкости, колена, переходы, фильтр, обратный клапан и другую арматуру до фланца насоса.

Потери считают при том расходе, для которого проверяют рабочую точку.

Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.

Итог используют как предварительную оусловияку, а не как замену проектной проверке.

Достаточно ли положительного результата?

Положительный результат означает прохождение упрощённой проверки, но не подтверждённирует бескавитационную работу.

Нужны характеристика насоса на реальном расходе, запас по NPSH, корректная обвязка и отсутствие подсоса воздуха.

Для рабочего проекта исходные данные проверяют по паспорту оборудования и фактическим измерениям на объекте.

Итог используют как предварительную оусловияку, а не как замену проектной проверке.