☎ 8 800 302-58-17Рассчитать

Производительность поршневого насоса

Производительность поршневого насоса — объём жидкости, который насос подаёт за единицу времени. Расчёт учитывает рабочий объём цилиндров, частоту ходов, действие насоса и объёмный КПД.

РЕЗУЛЬТАТ
—
Введите исходные данные
МЕТОДИКА
Q = z · kд · (πD²/4) · s · n · ηv · 60
Введите исходные данные
  • Теоретическая подача получена из рабочего объёма цилиндров; действительная подача уменьшена на объёмный КПД.
  • Для двойного действия принято два рабочих хода за оборот; объёмный КПД вводится по паспорту или испытаниям.
  • Утечки, сжимаемость жидкости и влияние клапанов учитываются только введённым объёмным КПД.

Применение

Подача нужна для проверки соответствия насоса расходу потребителя, подбора трубопровода и оусловияки времени заполнения или дозирования.
  • дозирование и подача жидкости под высоким давлением
  • плунжерные и поршневые насосные установки
  • питание котлов и технологических аппаратов
  • гидравлические испытания
По результату можно понять, сколько воды или раствора насос реально перекачает за час, а не только какой объём имеет его цилиндр.

Методика и ограничения

Поршневой насос перемещает жидкость за счёт возвратно-поступательного движения поршня или плунжера в рабочей камере. За один рабочий ход поршень вытесняет объём, приблизительно равный площади сечения цилиндра, умноженной на длину хода. Для цилиндра диаметром D этот объём пропорционален πD²s/4. Теоретическая подача растёт с числом цилиндров и частотой ходов. При двустороннем действии рабочая жидкость подаётся на двух ходах, поэтому коэффициент действия в формуле увеличивает рабочий объём примерно вдвое. Действительная подача меньше теоретической. Причины — утечки через зазоры и клапаны, неполное заполнение цилиндра, сжимаемость жидкости и газа, задержка закрытия клапанов, износ и изменение свойств жидкости.

Эти явления объединяются в введённом объёмном КПД ηv. Он не является общим КПД насоса и не учитывает мощность привода или механические потери. При переводе миллиметров в метры и минут в часы формула даёт подачу в м³/ч. Для поршневого насоса характерна пульсация подачи. Даже при постоянной средней производительности мгновенный расход меняется по циклу. В реальной установке проверяют наличие воздушного колпака, демпфера пульсаций, предохранительного клапана и достаточного диаметра всасывающей линии.

Частоту ходов ограничивает не только требуемый расход, но и инерция клапанов, кавитационный запас, шум и износ уплотнений. Калькулятор выполняет предварительную оусловияку средней подачи. Он не заменяет паспортную характеристику, расчёт привода и проверку давления. Для дозирования важно учитывать конусловиятрацию раствора и допустимую точность, для питательных насосов — температуру и кавитацию, для вязких жидкостей — фактическое заполнение цилиндра. Выбранную подачу сопоставляют с рабочей точкой системы и допускаемым диапазоном производителя. При оформлении расчёта фиксируют исходный режим, единицы измерения, источник справочных свойств и принятые ограничения.

Если меняется температура, расход, материал, геометрия или схема подключения, результат пересматривают, потому что коэффициенты и рабочие параметры могут измениться. Число, полученное калькулятором, нельзя автоматически переносить на другой объект без проверки. Для выбора изделия сравнивают не только основной результат, но и допустимые режимы, потери, запас, регулирование, монтаж и обслуживание. В отчёте полезно привести формулу, подстановку, округление и итоговую проверку. Такой порядок делает расчёт воспроизводимым и помогает быстро найти причину расхождения с фактической работой системы. Результат следует использовать в пределах заявленного диапазона и принятых исходных условий.

Пример

Задача: 2 цилиндра, одностороннее действие, D = 80 мм, s = 120 мм, n = 60 ход/мин, ηv = 85 %

Площадь цилиндра около 0,00503 м².
Теоретическая подача: 2 · 0,00503 · 0,12 · 60 · 60 ≈ 4,34 м³/ч.
С учётом 0,85 действительная подача ≈ 3,69 м³/ч.

Задача: Тот же насос переведён на двустороннее действие

При прочих равных рабочий объём за оборот принимается вдвое больше, поэтому расчётная средняя подача будет примерно 7,38 м³/ч.
Конструктивные особенности штока и фактический КПД нужно проверить по паспорту.

Нормативные ориентиры

  • ГОСТ 17398-72 — насосы; термины и определения, включая подачу, напор и рабочие параметры.
  • ГОСТ 6134-2007 — насосы динамические; общие технические требования и методы испытаний насосов.
  • СП 31.13330.2021 — водоснабжение; требования к насосным станциям и оборудованию систем водоснабжения.

Вопросы и ответы

Чем производительность отличается от объёма цилиндра?

Объём цилиндра — это количество жидкости за один рабочий ход. Производительность учитывает ещё число цилиндров, частоту ходов, действие насоса и потери заполнения.

Поэтому один и тот же цилиндр может давать разный расход при разных оборотах и КПД. Перед окончательным решением обязательно сверяйте исходные данные с паспортом оборудования, условиями объекта и рабочим проектом. Результат является предварительной оусловиякой и требует проверки всех смежных режимов.

Почему фактическая подача ниже расчётной?

В формуле используется объёмный КПД, который объединяет утечки, неполное заполнение, газ в жидкости и работу клапанов.

При износе, высокой вязкости, неправильном всасывании или наличии воздуха этот коэффициент снижается. Перед окончательным решением обязательно сверяйте исходные данные с паспортом оборудования, условиями объекта и рабочим проектом. Результат является предварительной оусловиякой и требует проверки всех смежных режимов.

Можно ли увеличить подачу только частотой ходов?

Теоретически подача растёт с частотой, но у насоса есть паспортный предел.

Быстрые циклы повышают потери, ударные нагрузки, пульсации и риск кавитации. Частоту выбирают совместно с производителем и проверкой привода. Перед окончательным решением обязательно сверяйте исходные данные с паспортом оборудования, условиями объекта и рабочим проектом. Результат является предварительной оусловиякой и требует проверки всех смежных режимов.