Расчет мощности центробежных насосов начинается с гидравлической мощности: плотности жидкости умноженной на гравитационное ускорение, расход и разность высот. Делите гидравлическую мощность по эффективности насоса для оценки мощности вала, а затем учитывайте эффективность работы двигателя и приводной системы для оценки электрической мощности. Отдельно учитывайте эти пределы мощности. Результат применим к определенной рабочей точке и указанным условиям среды жидкости; это не является автоматически соответствующей характеристикой мотора, начальной мощности или годовой потребляемой электроэнергии. При выборе оборудования используйте полный диапазон рабочих режимов и документально подтвержденные характеристики производителя, а не один изолированный расчет.
Определите, какую мощность вам нужно рассчитать
Гидравлический момент — это полезная энергия, передаваемая жидкости при выбранном значении высоты. Момент вращения — это механическая энергия, подаваемая на вал насоса. Электрический ввод — это мощность, потребляемая насосом в направлении от двигателя, а пределы измерения определены. Если включен привод с переменной скоростью, его потери зависят от того, находится ли предельный уровень входного сигнала на подающей стороне двигателя или на выходе от него.
В цитате могут использоваться такие термины, как абсорбированная мощность, тормозная мощность, входная мощность или номинальная мощность. Попросите поставщика определить этот термин и единицу измерения, а не предполагать, что каждое число описывает одну и ту же величину. Оценка мощности на табличке двигателя обычно относится к номинальной механической мощности при указанных условиях. Это не следует воспринимать как точное сравнение с показателями электрической мощности на месте установки, поскольку они являются идентичными величинами.
Департамент энергетики США ресурсы систем насосов предоставить контекст системной эффективности. Расчет полезен только в том случае, если поток, высота, эффективность, рабочее состояние и граница мощности относятся к одному и тому же случаю.
Используйте одни и те же единицы измерения в гидравлическом уравнении
В SI-единицах гидравлическая мощность в ватах равна P = ρgQH. Здесь ρ — плотность жидкости в кг/м³, g — приблизительно 9,81 м/с², Q — расход в м³/с, а H — разность высот в метрах. Делите на 1000 для получения киловатт. Если расход подается в м³/ч, делите его на 3600 перед использованием этой формулы.
Для обычной воды с плотностью около 1000 кг/м³, то же арифметическое выражение можно записать в виде гидродинамической величины kW ≈ Q в м³/ч × H в м ÷ 367. Удобный знаменатель округлен и включает предполагаемую плотность и гравитационное ускорение. Это не универсальная формула для всех жидкостей. Примените полное выражение на основе плотности, если эта предпосылка не подходит для данной жидкости или температуры.
Не смешивайте объем головы с объемом ног в кубических метрах в час или не вводите в уравнение значения в литрах в секунду, ожидая значения в кубических метрах в секунду. В таблице должны отображаться единицы измерения рядом с каждым вводимым значением, а шаги преобразования должны сохраняться. Особенно опасны внушающие доверие числа, если невооруженным глазом не замеченный погрешность в единицах приводит к значению в 1000 или 3600 раз большего размера.
Проработайте пример с ограниченными параметрами
Предположим, что расход воды составляет 36 м³/ч при разности давления 25 м, а плотность воды составляет 1000 кг/м³. Преобразовать расход в 0,010 м³/с. Гидравлическая мощность составляет 1000 × 9,81 × 0,010 × 25 = 2452,5 Вт, или примерно 2,45 кВт. Эти значения являются арифметическим примером и не являются техническими характеристиками модели BORRAPUMP.
Если эффективность работы насоса при указанной нагрузке составит 70%, то мощность вала составит 2,45 ÷ 0,70 ≈ 3,50 кВт. Если эффективность работы двигателя при соответствующей нагрузке составит 90%, то электрический ввод на границе рабочего диапазона двигателя составит примерно 3,50 ÷ 0,90 = 3,89 кВт. При иллюстративной эффективности привода 97%, подача электроэнергии в направлении от этого привода составит около 4,01 кВт.
В данном примере каждая эффективность рассчитывается исключительно для демонстрации процесса ее расчета. При выборе оборудования необходимо использовать фактические данные от поставщика для указанных параметров нагрузки, скорости и условий эксплуатации. Не копируйте примерные значения эффективности в рабочем документе для закупок и не называйте их «доказанной эффективностью». Приращения должны также соответствовать неопределенности исходных данных, а не подразумевать лабораторную точность.
Получить головку из системных требований
Для работы требуется использование дифференциального насоса, а не только высоты здания или максимальной производительности насоса по каталогу. Требование может включать изменение высоты, потери из-за трения и разницу давления между установленными границами системы. Руководство по расчету рабочего давления насоса рассказывает о том, как собираются данные.
Для измерения давления в пределах одной помпы места установки измерительных приборов, высотные различия, плотность жидкости и разница в уровне могут влиять на преобразование показаний давления в показания уровня разности давления. Записывайте метод и источники данных. Самостоятельно полученное значение измерительного прибора не всегда позволяет определить уровень разности давления в работе помпы при значительной давлении всасывания.
Этот ИС центробежная насосная установка для очистки воды это путь запроса данных кривой и мощности модели, предлагаемой для заказа. Описание семейства или размер двигателя не указывают на эффективность или мощность вала для каждого рабочего режима. Запросите фактический вал и скорость, указанные в заявке.
Использование эффективности в рабочем режиме
Эффективность работы насоса изменяется в зависимости от потока, скорости вращения, конфигурации вала и других эксплуатационных условий. Максимальная эффективность, указанная в брошюре, может быть достигнута в другом месте, чем заявленная производителем. Используйте соответствующую кривую и различайте измеренные значения, прогнозы поставщиков и предварительные предположения. Руководство по чтению кривых помогает найти нужную информацию.
Энергоэффективность двигателей и приводных механизмов также зависит от их собственных эксплуатационных условий. Одна и та же маркировка или данные из каталога не всегда отражают все случаи работы при полной нагрузке. Когда оценка энергопотребления влияет на решение о покупке, необходимо получить соответствующую информацию о энергоэффективности с учетом ожидаемого эксплуатационного режима и указать ограничения. Не следует суммировать несвязанные значения максимальной мощности и заявлять о гарантированном показателе от нуля до нуля в зависимости от нагрузки.
| Количество | Граница вычисления | Необходимая информация |
|---|---|---|
| Гидравлический привод | Энергия, переносимая в жидкость | Плотность, расход и разность высот |
| Мощность вала насоса | Механическая энергия, поступающая в насос | Гидравлическая мощность и эффективность работы насоса с заданным рабочим режимом |
| Электрический вход для двигателя | Электрическая энергия, поступающая в мотор | Мощность вала и эффективность двигателя при соответствующем режиме нагрузки |
| Ввод данных о поставках по управлению движением | Электрическая энергия, поступающая в привод | Потребность в двигателе и применимые потери при его работе |
| Потребление энергии | Мощность интегрирована в течение всего срока эксплуатации | Реалистичный профиль нагрузки и времени работы |
Таблица выделяет категории продуктов, которые не должны быть взаимозаменяемыми. Она не предусматривает возможности выбора мотора и не подтверждает его эффективность. К выбору необходимо также учитывать кривую производительности и соответствующие требования к оборудованию.
Проверка мощности в пределах разрешенного диапазона работы
Один расчет мощности насоса может не отразить максимального потребления мощности в процессе эксплуатации. Проверьте кривую потребляемой мощности в пределах предполагаемого диапазона скорости и расхода жидкости, включая возможные комбинации управления. Форма кривой мощности зависит от конструкции насоса; не принимайте за факт, что у каждого центробежного насоса максимальное потребление мощности приходится на одно и то же место.
Изменение системы может изменить точку работы. Открытие пути с более низкой сопротивляемостью, изменение положения клапана, установка параллельной помпы или изменение заданного значения могут повлиять как на расход, так и на мощность. Обсуждение этого вопроса в журнале Hydraulic Institute НПШ и рабочие зоны это также имеет значение, поскольку электроприемлемая величина мощности не является доказательством того, что гидравлическая рабочая точка приемлема.
При выборе двигателя необходимо учитывать весь спектр условий применения: допустимую рабочую мощность, режим работы, окружающую среду, источник питания, способ запуска, ограничения оборудования и применимые требования. Не следует рассматривать произвольный процентный показатель, добавленный к показательной мощности вала, как единое правило выбора. Попросите поставщика и ответственного электрического конструктора подтвердить соответствие предлагаемого двигателя фактическому диапазону.
Необходимо отделять начальное потребление от текущей мощности
При ускорении двигателя на выходе из режима постоянного пуска могут наблюдаться существенно иные электрические условия, чем при его работе в режиме постоянного пуска. Поэтому работа с мощностью в киловаттах в одиночку не позволяет определить параметры генератора, подающего устройство, защитного устройства или системы запуска. Получить соответствующую информацию о пуске и оценить ее с помощью фактической схемы питания и управления.
Этот Руководство по начальной мощности электродвигателя насоса В этой статье рассматриваются вопросы, связанные с питанием генератора. Для проверки работоспособности генератора необходимо изучить временную характеристику и восстановление напряжения, а также стабильную нагрузку. Даже если мотор механически исправен, при неправильном выборе питания или схеме пуска он все равно может не запускаться нормально.
Электрические измерения и изменения требуют квалифицированного персонала и соответствующих процедур. Не следует основывать расчет входной мощности трехфазного источника питания только на показателях тока без учета соответствующих параметров напряжения, коэффициента мощности, предела эффективности и условий измерения. В тех случаях, когда значение фактического потребления энергии имеет решающее значение, правильное применение метода измерения мощности обеспечивает более достоверные данные, чем упрощенная оценка только по показателям тока.
Оценка потребления электроэнергии по операционному профилю
Электрическая энергия в кВт·ч — это мощность в кВт умноженная на время в часах для постоянного интервала мощности. При изменении режима работы рассчитывайте интервалы отдельно или интегрируйте измеренную мощность за время. Напомпывающая 4 кВт в течение 6 часов насосная установка потребляет 24 кВт в течение этого интервала; этот показатель ничего не говорит о оставшихся часах без графика работы.
Включайте в расчет сцепимые насосы, переменный расход, периоды ожидания и вспомогательные нагрузки, если они попадают в указанные пределы измерения. При расчете затрат сохраняйте видимость тарифных и эксплуатационных предпосылок. Отдельно отслеживайте теоретическую годовую оценку от измеренного потребления и не обещайте экономии исключительно на основе разницы между номинальными показателями двух двигателей.
Повышение квалификации
В уроке “Mod-01 Lec-15 Характеристики центробежного насоса” в NPTEL объясняется взаимосвязь между характеристиками насоса и эксплуатационными условиями. Используйте этот урок для поддержки интерпретации кривых, а затем используйте данные поставщика для конкретных моделей для работы с таблицами с показателями мощности и выбора оборудования.
Часто задаваемые вопросы
Имеет ли гидравлическая мощность значение номинальной мощности двигателя?
Нет. Гидравлическая мощность описывает энергию, передаваемую в жидкость. Мощность вала включает потери насоса, а электрический ввод — потери в пределах заявленного предела мощности двигателя и трансмиссии. Выбранный двигатель должен соответствовать всему комплексу оборудования.
Можно ли использовать максимальную эффективность насоса?
Только если это относится к измеряемой точке работы. В противном случае используйте соответствующую эффективность для точки нагрузки или четко укажите предварительное предположение и замените его данными поставщика перед выбором.
Значит ли более высокая мощность двигателя более высокая потребляемая электроэнергия?
Не только по себестоимости. Фактический расход зависит от нагрузки, эффективности работы, условий эксплуатации, управления и времени. Однозначные значения в таблицах технического паспорта не указывают на измеренный расход или годовые эксплуатационные расходы.
Может ли этот расчет обеспечить мощность генератора?
Он может предоставлять информацию о стабильной нагрузке, но не решает проблемы запуска двигателя, временной реакции напряжения, других нагрузок или требований к управлению. Эти вопросы требуют отдельного анализа для конкретного генератора и системы запуска.
Что должен предоставить поставщик для проверки?
Запросите специальную для данной нагрузки кривую, кривую поглощённой мощности, информацию о КПД, предположения по объёму и скорости жидкости, данные о предлагаемом моторе и утверждённый диапазон рабочих температур. Сохраните эти документы вместе с окончательным расчётом.