Ako vypočítať výkon vodného čerpadla?

Ak chcete vypočítať výkon vodného čerpadla, skontrolujte hladinu vody v nádrži základnej nádrže, aby ste sa presvedčili, že je plná, a vyprázdnite druhú nádrž alebo cieľovú nádrž.

Čerpadlo je základné, ale dôležité mechanické zariadenie, ktoré dodáva silu na pohyb tekutiny pri špecifickom prietoku. Ako každé zariadenie, ktoré funguje (prenáša energiu na vzdialenosť), jeho účinnosť sa meria vo výkone. Napriek tomu, že watty a kilowatty sú bežnejšími jednotkami merania výkonu, konská sila sa v Európe stále bežne používa pre vysokovýkonné elektrické zariadenia. V tejto súvislosti sa 1 konská sila rovná 746 wattom.

Rýchly vzorec

Vodná sila = minimálny výkon potrebný na prevádzku vodného čerpadla
TDH = Total Dynamic Head = Vertikálna vzdialenosť pohybu kvapaliny (v stopách) + strata trením z potrubia
Q = prietok kvapaliny v galónoch za minútu
SG = špecifická hmotnosť kvapaliny (rovná sa 1, ak čerpáte vodu)
Vodná konská sila = ${\ frac {tdh*q*sg} {3960}}$
Skutočný požadovaný výkon = (vodný výkon) / (účinnosť čerpadla).
- Účinnosť zapíšte ako desatinné miesto (50% → 0,5).

Ako zistím hladinu vody vo vrte pomocou ponorného vodného čerpadla v podzemí?

Metóda 1 z 2: Výpočet vodnej konskej sily pre plánovaný projekt

1

Rozhodnite sa pre požadovaný prietok. Potreby vášho projektu určujú potrebný prietok kvapaliny z čerpadla. Napíšte túto hodnotu v galónoch za minútu (gpm). Túto hodnotu nebudete hneď používať, ale určí, ktoré čerpadlá a potrubia zvažujete.
Príklad: Záhradník má zavlažovací plán, ktorý vyžaduje prietok 10 galónov za minútu.
2

Zmerajte výšku, ktorú potrebuje voda na cestu. Toto je zvislá vzdialenosť od vrcholu hladiny vody (alebo vrcholu hladiny vody v prvej nádrži) k konečnému cieľu vody. Ignorujte akúkoľvek horizontálnu vzdialenosť. Ak sa hladina vody časom zmení, použite maximálnu očakávanú vzdialenosť. Toto je „čerpací zdvih“, ktorý bude vaše čerpadlo musieť vygenerovať.
Príklad: Keď je záhradnícka nádrž na vodu takmer prázdna (najnižšia očakávaná hladina), hladina vody je 50 metrov pod oblasťou záhrady, ktorú je potrebné zalievať.
3
Odhadnite straty trením z potrubia. Okrem minimálneho tlaku potrebného na pohyb vody na určitú vzdialenosť musí vaše čerpadlo prekonať aj silu trenia, keď sa voda pohybuje potrubím. Veľkosť trenia závisí od materiálu potrubia, vnútorného priemeru a dĺžky, ako aj od typu ohybov a tvaroviek, ktoré používate. Tieto hodnoty vyhľadajte v tabuľke strát trenia potrubia, ako je táto. Napíšte celkovú stratu trením v chodidlách (čo znamená počet stôp, ktoré „stratíte“ z čerpacieho zdvihu v dôsledku trenia).
Príklad: Záhradník sa rozhodne použiť plastové rúrky s priemerom 1" a potrebuje 75 stôp potrubia (vrátane horizontálnych dĺžok). Tabuľka strát trením v potrubí mu hovorí, že 1“ plastové rúrky spôsobia stratu 6,3 stopy hlavy na každý 100 ft dĺžky potrubia.
$75 stôp*{\ frac {6,3 stôp _ {{hlava}}} {100 stôp}} = 4,7 stôp _ {{hlava}}$
Tiež vyhľadá stratu trením z každého príslušenstva v potrubí. U 1" plastu jeden 90° kolenový konektor a tri závitové tvarovky prispievajú k celkovej strate 15 m.
Keď to celé zrátame, celková strata trením je 4,7 + 15 = 19,7 m, teda asi 20 stôp.
- Tieto grafy často obsahujú aj odhad rýchlosti vody na základe prietoku a potrubí, ktoré používate. Najlepšie je udržiavať rýchlosť pod 5 stôp / s, aby ste predišli „vodnému rázu “, opakovaným klopavým vibráciám, ktoré môžu poškodiť vaše zariadenie.
4

Sčítajte čerpací zdvih a stratu trením. Vertikálna vzdialenosť, ktorú musí voda prekonať, plus straty trením z potrubia robia „celkovú dynamickú hlavu“ alebo TDH. Toto je celkové tlakové zaťaženie, ktoré musí čerpadlo prekonať.
Príklad: TDH = vertikálna vzdialenosť + strata trením = 50 ft + 20 ft = 70 m
5

Ak pumpujete čokoľvek okrem vody, vyhľadajte špecifickú hmotnosť. Základné vody konská sila vzorec predpokladá, že sa čerpanie vody. Ak čerpáte inú kvapalinu, vyhľadajte jej „špecifickú hmotnosť“ online alebo v technickej príručke. Tekutiny s vyššou špecifickou hustotou sú hustejšie a na pretlačenie potrubím vyžadujú viac konských síl.
Príklad: Keďže záhradník čerpá vodu, nemusí nič hľadať. Špecifická hmotnosť vody je 1.
6

Zadajte tieto hodnoty do vzorca vodnej konskej sily. Vodný výkon alebo minimálny výkon potrebný na chod čerpadla sa rovná ${\ frac {tdh*q*sg} {3960}}$ , kde TDH je celková dynamická hlava v stopách, Q je prietok v gpm a SG je špecifická hmotnosť (1 pre vodu). Zadajte všetky hodnoty, ktoré ste našli, do tohto vzorca, aby ste našli vodnú silu pre váš projekt.
Príklad: Záhradné čerpadlo musí prekonať TDH 70 stôp a produkovať prietok Q 10 g / min. Pretože čerpá vodu, SG sa rovná 1.
Vodná konská sila = ${\ frac {tdh*q*sg} {3960}} = {\ frac {70*10*1} {3960}} =$ ~ 0,18 konskej sily.
7
Vydeľte konskú silu účinnosťou pumpy. Teraz viete, koľko konských síl potrebujete na prevádzku čerpadla. Žiadne mechanické zariadenie však nie je 100% účinné pri prenose energie. Keď ste si vybrali čerpadlo, skontrolujte v jeho údajoch informácie o účinnosti čerpadla a napíšte ho ako desatinné miesto. Rozdeľte vodnú konskú silu o túto hodnotu a nájdite skutočnú konskú silu motora, ktorý potrebujete pre svoje čerpadlo.
Príklad: Na vykonanie práce 0,18 koňskej sily by čerpadlo s 50% (alebo 0,5) účinnosťou v skutočnosti vyžadovalo ${\ frac {0,18} {0,5}} =$ a Motor 0,36 hp.
- Väčšina moderných čerpadiel má účinnosť 50 až 85%, ak sa používajú podľa určenia. Ak nemôžete nájsť hodnotenie účinnosti svojej pumpy, môžete predpokladať, že skutočná potrebná motorová sila sa ${\ frac {waterhp} {0,5}}$ medzi $WaterHP0,5 {\ displaystyle {\ frac {WaterHP} {0,5}}}$ a ${\ frac {waterhp} {0,85}}$

Nájdite skutočnú konskú silu motora — Rozdeľte vodnú konskú silu o túto hodnotu a nájdite skutočnú konskú silu motora, ktorý potrebujete pre svoje čerpadlo.

Metóda 2 z 2: Meranie vodnej sily čerpadla

1
Skontrolujte hladinu vody v nádrži spodnej nádrže. Toto je nádrž, ktorá dodáva vodu pre vaše čerpadlo. Hladina vody v nádrži sa bude rovnať aj hladine vody v potrubí, takže je to hladina, z ktorej čerpadlo práve čerpá.
- Ak čerpáte zo studne, buď zmerajte hĺbku priamo, alebo vyhľadajte odhad hladín podzemnej vody vo vašej oblasti (v tomto ročnom období). Tieto informácie môžu často poskytnúť vládne agentúry, ako napríklad USGS.
2
Vyprázdnite cieľovú nádrž. Cieľová nádrž je druhá nádrž, do ktorej čerpadlo čerpá vodu zo základnej nádrže. Uistite sa, že je prázdny a správne pripojený k čerpadlu.
- Ak tu bežne nemáte nádrž, jednoducho položte veľké vedro na zber vody na toto meranie. Použite vedro známej veľkosti v galónoch.
3
Zmerajte zvislú vzdialenosť medzi týmito dvoma miestami. Pomocou stupnice alebo pravítka zmerajte zvislú vzdialenosť medzi hladinou vody v nádrži spodnej nádrže a vstupom vody v cieľovej nádrži. Napíšte vzdialenosť v stopách.
- Povedzme napríklad, že hladina vody v prvej nádrži je prevýšená o 120 metrov nižšie ako cieľová nádrž.
- Pri tomto kroku nezáleží na tom, akú vodorovnú vzdialenosť voda prejde.
4

Zapnite čerpadlo. Zapnite zariadenie a začne pumpovať vodu. Spustite stopky súčasne.
5
Zmerajte prietok. Keď je vaše čerpadlo v prevádzke, môžete zmerať objemový prietok: objem vody prepravenej za jednotku času. Všimnite si túto rýchlosť v galónoch za minútu.
- Čerpadlu napríklad trvá naplnenie 10-litrovej nádoby 30 sekúnd. To znamená, že prietok je ${\ frac {10 \ gallons} {30 \ seconds}}*60 {\ frac {seconds} {minute}} = 20 {\ frac {gallons} {minute}}$ . Obvykle sa to píše 20 gpm za „galóny za minútu“.
6
Vyhľadajte špecifickú hmotnosť tekutiny. Špecifická hmotnosť je meranie hustoty: čím je tekutina hustejšia, tým viac energie potrebuje na čerpanie. Voda má špecifickú hmotnosť 1. Ak čerpáte inú tekutinu, vyhľadajte ju v technickej tabuľke špecifickej hmotnosti.
- Tento príklad bude používať vodu, takže špecifická hmotnosť je 1.
7
Odhadnite konskú silu z týchto hodnôt. Vodný výkon čerpadla je zhruba rovnaký ako H ∗ Q ∗ SG3960 {\ displaystyle {\ frac {H*Q*SG} {3960}}}} ${\ frac {h*q*sg} {3960}}$ , kde H je zvislá vzdialenosť, ktorou voda prejde v stopách, Q je prietok rýchlosť v galónoch za minútu a SG je špecifická hmotnosť tekutiny.
- V tomto prípade čerpadlo pracuje pri ${\ frac {120 stôp*20 gpm*1} {3960}} =$ 0,65 konských síl.
- V skutočnosti vo svojej pumpe pravdepodobne spotrebujete viac energie, ako je táto. Vaše čerpadlo tiež prekonáva silu trenia v potrubiach a nejaký výkon je zbytočný kvôli neefektívnosti motora. Tento výsledok môžete zdvojnásobiť, ak chcete hrubý odhad spotreby energie, alebo sledovať skutočné množstvo paliva alebo elektriny, ktoré váš motor používa, alebo si pozrite úplné výpočty vyššie.

Tipy

Špecifickú hmotnosť je pre väčšinu kvapalín možné ľahko nájsť v tabuľkách fyziky. Špecifickú hmotnosť však môžete merať aj pomocou hustomera.
Existuje niekoľko mechanických prístrojov, ktoré môžu merať prietok tekutiny. Patria sem Venturiho trubica a Pitotova trubica.
Nezabudnite, že 1 jednotka konskej sily je 746 wattov. V závislosti od vašich okolností bude možno potrebné previesť z jedného z týchto meraní na druhé.
Rovnako ako čerpadlá, ani samotné motory nie sú 100% účinné. Uistite sa, že vybrať motor s výstupným konských síl, ktorý spĺňa požiadavky vášho čerpadla. Ak dodáte svojmu motoru minimálny výkon, ktorý ste vypočítali (alebo ekvivalentné watty elektriny), straty spôsobené neefektívnosťou znížia výkon motora pod minimálnu hodnotu.
Vo vzorci konských síl môžete pre mierne presnejší výsledok použiť „3956“ namiesto „3960“. Online kalkulačky vodných koní môžu poskytnúť dve mierne odlišné odpovede v závislosti od toho, akú hodnotu používajú.

Hladina vody v nádrži sa bude rovnať aj hladine vody v potrubí, takže je to hladina, z ktorej čerpadlo práve čerpá.

Varovania

Čerpadlá môžu čerpať vodu iba do určitej výšky (aj keď ju potom môžu tlačiť nahor, ako to jej sila umožňuje). V praxi je táto maximálna výška asi 22,5 metra na hladine mora a zhruba o 1 meter menšia na každých 1000 ft nadmorskej výšky. Uistite sa, že sací prvok čerpadla je umiestnený v tejto vzdialenosti nad vodou.
Výkonné čerpadlové systémy môžu zahŕňať komponenty s veľmi vysokým tlakom a vysokým napätím. Nainštalujte ich iba pod skúseným dohľadom.

Prečítajte si tiež: Ako zvýšiť tlak vody v studni?

Ako vypočítať výkon vodného čerpadla?

Rýchly vzorec

Kroky

Metóda 1 z 2: Výpočet vodnej konskej sily pre plánovaný projekt

Metóda 2 z 2: Meranie vodnej sily čerpadla

Tipy

Varovania

Otázky a odpovede

Komentáre (13)

Prečítajte si tiež: