Perhitungan kepala pompa booster bangunan menentukan berapa banyak energi yang harus ditambahkan oleh pompa untuk mengalirkan aliran yang dibutuhkan ke perlengkapan yang paling sulit dilayani. Pada aliran desain, tambahkan kenaikan elevasi, kebutuhan tekanan residu outlet, dan kerugian dari hisap ke perlengkapan; kemudian kurangi tekanan kepala inlet yang dapat digunakan di titik awal yang ditentukan. Ekspresikan setiap istilah dalam satuan yang sama, dan periksa hasilnya terhadap kurva pompa. Ini tidak hanya sekadar tinggi bangunan ditambah faktor keamanan sembarangan. Tugas akhir harus menggunakan jaringan pipa nyata dari proyek, zona tekanan, kondisi pasokan minimum, kebutuhan tekanan perlengkapan, dan aturan plumbing yang diadopsi.
Pilih kedua ujung perhitungan
Sebelum memasukkan angka, gambarlah garis dari sumber air ke perlengkapan kritis. Untuk set yang didukung oleh kota, referensi awal mungkin adalah flange hisap booster di tekanan hisap minimum yang kredibel. Untuk set tangki pecah, mungkin adalah tingkat air tangki terendah yang diizinkan. Referensi akhir biasanya adalah perlengkapan yang paling menuntut atau titik kontrol tekanan lain yang ditentukan. Nyatakan setiap elevasi relatif terhadap datum yang sama.
Ujung awal yang berbeda menghasilkan persamaan yang berbeda tampak tetapi secara fisik setara ketika kerugiannya ditangani secara konsisten. Jika tekanan yang tersedia diukur di pintu masuk layanan bangunan, sertakan meter, perangkat balik aliran, saringan, dan kerugian pipa antara alat ukur tersebut dan inlet pompa. Jika tekanan diukur di hisap pompa saat beroperasi pada aliran desain, jangan kurangi kerugian hulu tersebut lagi. Kesalahan ini dapat menggandakan perhitungan tekanan atau mengabaikan penurunan tekanan yang signifikan.
Itu Peralatan pengatur booster BorraPumps dapat dievaluasi untuk pasokan air bangunan setelah kedua aliran dan kepala ditentukan. Halaman produk-nya meminta tekanan inlet dan outlet karena angka tersebut sama pentingnya dengan aliran pompa yang diminta. Sebuah ISG vertical inline booster pump adalah tipe produk yang berbeda dan harus ditinjau secara terpisah terhadap tugas aktual dan pengaturan instalasi.
Tuliskan keseimbangan kepala dalam satu set satuan
Untuk air di dalam bangunan, pernyataan awal yang berguna adalah:
Kepala pompa yang dibutuhkan = perbedaan elevasi + kepala tekanan residu yang dibutuhkan + kerugian gesekan dan komponen hilang di hilir − kepala tekanan inlet yang dapat digunakan.
Semua istilah harus merujuk pada aliran desain yang sama dan titik yang konsisten. Persamaan energi yang lengkap mencakup perbedaan kepala kecepatan di mana ukuran pipa dan kecepatan membuatnya relevan. Yang Buku sumber daya sistem pompa Departemen Energi Amerika Serikat menggambarkan tekanan, elevasi, kecepatan, dan komponen gesekan dari kepala pompa. Penghitung total head dinamis dari Washington State University juga membedakan tekanan sumber yang tersedia dari angkat, kerugian, dan tekanan yang dibutuhkan di tujuan. Seorang perancang bangunan tetap perlu menghitung komponen proyek yang nyata, bukan menyalin default dari kalkulator.
Untuk air bersih di dekat suhu bangunan biasa, 1 psi kira-kira setara dengan 2,31 kaki air. Gunakan densitas fluida yang tepat saat medium atau suhu membuat perkiraan ini tidak sesuai. Konversi hanya istilah tekanan; ketinggian 60 kaki sudah merupakan 60 kaki kepala. Jangan kalikan ketinggian itu dengan 2,31 lagi. Jika bekerja dalam satuan metrik, kepala tekanan dalam meter adalah tekanan dalam pascal dibagi densitas fluida dikalikan percepatan gravitasi.
| Komponen kepala | Informasi yang biasanya dibutuhkan | Pemeriksaan akuntansi |
|---|---|---|
| Ketinggian statis | Ketinggian pompa/sumber dan perlengkapan kritis | Datum yang sama dan zona tekanan yang benar |
| Tekanan perlengkapan sisa | Persyaratan perlengkapan atau peralatan pada aliran desain | Gunakan dasar proyek dan kode yang diterima |
| Kerugian pipa dan fitting | Panjang, diameter dalam, fitting, aliran cabang | Hitung pada jalur aliran yang mengatur |
| Kerugian perangkat | Meter, pencegah aliran balik, filter, katup, PRV | Gunakan data pabrikan pada aliran desain |
| Tekanan inlet yang tersedia | Pengukuran/level air tank atau kasus rendah utilitas | Sebutkan di mana tekanan diukur |
| Perbedaan kecepatan kepala | Area pipa pada kedua batas yang dipilih | Sertakan jika relevan; jangan menetapkan nilai cadangan tetap tanpa dasar |
Tabel ini merupakan daftar periksa, bukan sekumpulan nilai standar. Perancang harus menggunakan gambar teknis aktual, komponen yang telah diuji, dan tekanan perlengkapan sanitasi yang diwajibkan oleh kode yang berlaku. Bagian Materi mekanika fluida dari Universitas Purdue menyediakan konsep dasar kehilangan tinggi tekan dan kurva pompa bagi pembaca yang menginginkan penjelasan lengkap mengenai perhitungan hidraulik.
Temukan perlengkapan sanitasi kritis dan zona tekanan
Perlengkapan sanitasi yang secara fisik berada pada posisi tertinggi sering kali menjadi titik kritis, tetapi tidak selalu. Cabang pipa yang jauh dengan perangkat pembatas dapat memerlukan tinggi tekan lebih besar dibandingkan perlengkapan sanitasi yang sedikit lebih tinggi tetapi berada dekat dengan pipa tegak utama. Bandingkan jalur-jalur yang memiliki kombinasi elevasi, tekanan sisa, dan gesekan paling tidak menguntungkan. Perlengkapan sanitasi komersial dengan laju aliran tinggi di lantai yang lebih rendah dapat menentukan kondisi operasi yang berbeda. Dokumentasikan jalur dan distribusi aliran yang digunakan dalam perhitungan.
Bangunan bertingkat dapat dibagi menjadi zona tekanan bawah dan atas untuk mencegah tekanan berlebihan di lantai bawah. Hitung setiap zona secara terpisah. Menambahkan seluruh ketinggian bangunan pada pompa yang hanya melayani zona atas dapat membuat kebutuhan kinerja pompa tampak lebih besar dari yang sebenarnya; mengasumsikan bahwa satu tekanan keluaran dapat melayani semua lantai tanpa regulator dapat menyebabkan tekanan berlebihan pada perlengkapan sanitasi di lantai bawah. Jika katup pengurang tekanan merupakan bagian dari desain zona, perhitungkan kehilangan tekanan selama pengoperasian dan batas tekanannya, alih-alih menganggapnya sebagai sambungan pipa yang tidak memengaruhi sistem.
Perkiraan laju aliran perlengkapan sanitasi dihitung secara terpisah. Lihat cara menghitung laju aliran pompa booster untuk apartemen untuk mengetahui metode perhitungan berdasarkan perkiraan kebutuhan. Kedua nilai tersebut harus dicantumkan dalam satu jadwal pompa: angka tinggi tekan tanpa informasi laju aliran yang diperlukan tidak dapat menentukan titik operasi pompa.
Kerjakan melalui contoh yang transparan
Pertimbangkan sebuah hipotetis tugas zona atas sebesar 125 gpm. Kenaikan vertikal dari referensi hisap booster ke perlengkapan kritis adalah 75 kaki. Tekanan residu yang dibutuhkan di perlengkapan tersebut diasumsikan sebesar 20 psi, setara dengan sekitar 46,2 kaki air. Kerugian pipa, fitting, dan perangkat di hilir yang dihitung pada 125 gpm total 18 kaki. Tekanan minimum inlet pompa yang diukur saat mengalirkan aliran tersebut adalah 25 psi, atau sekitar 57,8 kaki air. Mengabaikan perbedaan kecil dalam kecepatan-head untuk ilustrasi ini, head pompa yang dibutuhkan adalah 75 + 46,2 + 18 − 57,8 = 81,4 kaki.
Contoh ini adalah demonstrasi aritmatika, bukan aturan untuk bangunan tertentu. Nilai perlengkapan 20 psi, kerugian 18 kaki, dan inlet 25 psi diasumsikan—bukan diambil dari spesifikasi BorraPumps atau diklaim sebagai batas kode. Jika pompa mengambil hisapan dari tangki vented daripada saluran kota bertekanan, kondisi tekanan inlet berubah dan hasilnya bisa jauh lebih besar. Jika 25 psi diukur di hulu perangkat backflow alih-alih di flange hisap, kerugian tekanannya harus diperhitungkan sebelum mengurangkan head inlet yang tersedia.
Jangan menerapkan “head tambahan 10%” secara umum hanya karena input tidak pasti. Identifikasi input mana yang tidak pasti, cari pengukuran atau kurva kerugian produk yang dapat diandalkan, dan gunakan margin desain yang didokumentasikan secara eksplisit jika insinyur memutuskan bahwa diperlukan. Margin tersembunyi yang besar dalam aliran dan head dapat mendorong pompa menjauh dari wilayah operasi yang efisien.
Hitung kerugian pada aliran desain
Gesekan pipa tergantung pada aliran, diameter, panjang, kekasaran, dan sifat fluida. Kerugian fitting dan katup tergantung pada komponen aktual dan konfigurasi pemasangannya. Kerugian tekanan untuk meter atau perangkat backflow harus berasal dari data produk yang dipilih pada aliran yang relevan. Kerugian yang diukur pada aliran yang lebih rendah tidak secara langsung berlaku untuk kasus aliran puncak. Jika beberapa pompa berjalan bersamaan, aliran header hisap dan buang berbeda dari setiap aliran cabang individual; jangan menerapkan aliran total-set ke setiap cabang.
Untuk bangunan yang sudah ada, pembacaan gauge saat beban dapat membantu menyesuaikan perhitungan teoretis, tetapi satu pasang pembacaan tidak merupakan kurva pompa lengkap. Catat aliran, pompa yang beroperasi, tekanan inlet, tekanan buang, tingkat tangki jika ada, dan lokasi sensor pada waktu yang sama. Katup tertutup atau tersumbat, saringan tersumbat, atau regulator tekanan yang rusak dapat membuat perbedaan tekanan yang diukur menyesatkan. Perbaiki cacat tersebut sebelum menentukan pompa pengganti yang lebih besar.
Periksa kurva pompa dan sistem secara bersamaan
Pompa sentrifugal tidak memberikan head tetap pada setiap aliran. Bacalah kurva dari pemasok pada aliran yang dibutuhkan, trim impeller atau kecepatan, dan kondisi cairan. Titik operasi sebenarnya adalah tempat kurva pompa bertemu dengan kurva sistem. Catatan Purdue tentang titik operasi pompa menjelaskan persilangan ini. Head maksimum yang dikutip pada aliran nol bukan head desain pada aliran puncak proyek.
Untuk rangkaian bertingkat, periksa kondisi satu pompa dengan permintaan rendah, kondisi puncak multi-pompa, dan kondisi kegagalan jika redundansi dijanjikan. Pompa paralel berbagi head diferensial yang kira-kira sama sementara kontribusi alirannya bergantung pada kurva mereka. Menggandakan aliran katalog satu pompa pada head sembarangan tidak dapat diandalkan. Jika kontrol kecepatan variabel digunakan, verifikasi rentang kecepatan penuh yang diharapkan, aliran minimum, batas motor, dan posisi sensor kontrol. Titik set tekanan tidak sama dengan head pompa: pengontrol membaca titik tertentu dalam sistem pipa sementara pompa menambahkan perbedaan tekanan antara hisap dan buangnya.
Itu panduan tugas/siaga pompa booster menjelaskan bagaimana kebutuhan kasus kegagalan mengubah kurva yang harus diperiksa. Untuk bangunan dengan layanan 24 jam, insinyur mungkin memerlukan satu pompa untuk menanggung puncak dengan yang lain tidak tersedia; dalam proyek lain, layanan darurat yang dikurangi dapat diterima. Ini adalah keputusan proyek, bukan properti universal dari rangkaian dua pompa.
Tinjau kondisi pasokan minimum dan maksimum
Kasus tekanan inlet rendah biasanya menentukan head pompa minimum yang diperlukan untuk mempertahankan layanan lantai atas. Kasus tekanan inlet tinggi mungkin mengatur tekanan berlebih pada buang dan perilaku kontrol. Saluran utama kota dapat berfluktuasi sesuai waktu dan operasi utilitas. Tanyakan kondisi utilitas dan ukur kondisi situs yang ada selama periode yang representatif jika memungkinkan. Jika pasokan berupa tangki, gunakan kedua tingkat air rendah dan tinggi dan periksa sistem kontrol di kedua ekstrem.
Kondisi hisap juga memengaruhi risiko kavitasi dan perlindungan air rendah. Pompa yang dipilih hanya berdasarkan head pembuangan tetap bisa tidak cocok jika saluran masuk tidak dapat memasok aliran yang diperlukan. Periksa Net Positive Suction Head Available terhadap persyaratan pompa kandidat menggunakan suhu air aktual dan susunan hisap proyek. Hindari menjalankan booster dari pasokan kota yang tidak memadai atau tangki yang tidak dapat mengisi kembali volume penyimpanannya seperti yang diharapkan.
Apa saja yang harus disertakan dalam pertanyaan pemasok yang lengkap
Nyatakan laju alir desain dan head diferensial yang diperlukan secara bersamaan, beserta batasan perhitungannya. Sertakan tekanan masuk minimum dan maksimum, tekanan yang diperlukan pada sensor kontrol atau fixture kritis, suhu dan kualitas air, ukuran pipa, susunan tangki, ekspektasi tugas/siaga (duty/standby), tegangan dan frekuensi, dimensi pemasangan, serta skema kontrol yang dimaksudkan. Mintalah kurva titik tugas dan data kelistrikan, serta minta titik pengoperasian untuk setiap kasus pentahapan. Bagian Range booster pasokan air BorraPumps dapat digunakan untuk mencocokkan jenis produk kandidat, tetapi pencocokan akhir memerlukan kondisi-kondisi ini.
Untuk hotel, beberapa pola penggunaan dapat memengaruhi zona aliran dan tekanan simultan; lihat panduan pemilihan booster hotel daripada menyalin contoh ini mentah-mentah. Pertahankan estimasi aliran, perhitungan head, and konfigurasi set pompa sebagai keputusan dokumentasi terpisah agar perubahan pada satu masukan dapat dilacak melalui jadwal pengadaan.
Pertanyaan yang sering diajukan
Apakah head pompa hanya ketinggian bangunan?
Tidak. Ketinggian elevasi hanyalah salah satu komponennya. Tekanan sisa pada perlengkapan, kehilangan tekanan pada pipa dan komponen, serta tekanan masuk yang tersedia juga berpengaruh pada laju aliran yang ditentukan.
Bisakah saya mengurangi tekanan air dari jaringan kota dengan tinggi bangunan?
Hanya setelah tekanan dikonversi menjadi head dan titik pengukuran tekanan ditentukan. Gunakan tekanan suplai minimum yang realistis pada laju aliran desain; sertakan kehilangan tekanan antara titik pengukuran dan saluran masuk pompa.
Mengapa kurva pompa menunjukkan nilai head yang berbeda?
Kepala yang dihasilkan oleh pompa sentrifugal berubah sesuai dengan aliran dan kecepatan. Pilih pada titik operasi yang diperlukan, bukan dari label kepala maksimum.
Apakah titik setel tekanan pembuangan adalah head total pompa?
Tidak. Titik setel adalah tekanan pada satu sensor. Kepala pompa adalah energi yang ditambahkan antara hisap dan buang, dinyatakan sebagai panjang kolom fluida.
Pembelajaran lebih lanjut
Kuliah NPTEL IIT Kharagpur tentang kurva karakteristik pompa menjelaskan mengapa head yang dipilih harus diperiksa pada aliran yang dihitung; hal itu tidak menggantikan perhitungan perpipaan khusus proyek.
