Калькулятор расчета мощности насоса для скважины: погружные, поверхностные

Выбираем скважинный насос по параметрам

Чтобы агрегат закрыл все потребности по воде, а вам не пришлось переплачивать, обращайте внимание на характеристики:

Диаметр насоса подбирается под размер скважины. Точнее – под диаметр обсадных труб, которые удерживают внутреннюю поверхность от осыпания. Есть несколько стандартных размеров: для скважин «на песок» — 125 и 170 мм, для артезианских – 90, 110, 125, 159, 170 мм. Насос не должен касаться стенок трубы, иначе он будет перегреваться и быстрее выйдет из строя. К примеру, для скважины диаметром 110 мм подбирайте насос шириной не больше 100 мм.
Высота подъёма – избыточное давление, которое может создать насос. Рассчитывается по принципу 1 бар = 10 метров вверх. Вычисляется от водной поверхности. К результату прибавляется 2-3 бара, чтобы в системе водоснабжения было давление. К примеру, если зеркало воды в скважине находится на уровне 20 м, а кран на втором этаже на уровне 5 м, выбирайте насос с давлением 5 бар (25 м = 2,5 бар, плюс 2,5 бар, чтобы в системе был хороший напор).
Производительность рассчитывается по количеству точек водоразбора. Учитывайте, что она должна быть немного ниже дебита (наполняемости) скважины, чтобы насос не работал всухую. Обычно, дебет указывается в техпаспорте скважины. Если у вас его нет, ниже расскажем, как рассчитать его самостоятельно.

Санитарные приборы	Часовой расход воды,л/с	Мин. диаметр,мм	Рабочее давление,бар(мм вод.столба)	Расход стоков от прибора,л/с
общий	хол.воды	гор.воды	подводки	отвода
Умывальник, рукомойник с водоразборным краном	30	30	—	10	32	0,2(2)	0,15
То же со смесителем	60	40	40	10	32	0,2(2)	0,15
Мойка со смесителем	80	60	60	10	40	0,2(2)	0,6
Ванна со смесителем, в том числе общим для ванны и умывальника	300	200	200	10	40	0,3(3)	1,1
Ванна со смесителем и водогрейной колонкой	300	200	—	15	40	0,3(3)	1,1
Душевая кабина с мелким поддоном и смесителем	100	60	60	10	40	0,3(3)	0,2
Душевая кабина с глубоким поддоном и смесителем	115	80	80	10	40	0,3(3)	0,6
Гигиенический душ(биде) со смесителем и аэратором	75	54	54	10	32	0,5(5)	0,15
Унитаз со смысным бачком	83	83	—	8	85	0,2(2)	1,6
Унитаз со смысным краном	81	81	—	20	85	0,4(4)	1,4
Поливочный кран	1080	1080	720	15	—	0,2(2)	0,3

Для того чтобы напора хватало во всех точках водоразбора, нужен гидравлический расчет. С помощью таблицы можно сложить средний расход потребителей – моек, душевых кабин, туалетов и т.д.

Расчёт насоса для скважины: с формулами и примерами

Расчёт насоса для скважины — одно из основных условий при соблюдении, которого можно гарантировать длительное и бесперебойное использование скважины на участке. Произведя расчёт скважинного насоса, вы сможете соотнести ваши потребности в воде с условиями, в которых будет эксплуатироваться насосное оборудование. Только опираясь на результаты расчёта можно приобрести оптимальную модель насоса для скважины, которая не только удовлетворит все потребности, но и прослужит не один год. Прежде чем непосредственно приступить к расчётам, необходимо детально разобрать все основополагающие факторы выбора скважинного насоса. И первое с чего мы начнем это сам источник воды.

Как известно, пробурить скважину можно либо самостоятельно, либо воспользовавшись услугами специалистов. В этой статье в качестве примера смоделируем ситуацию со вторым вариантом, а именно с готовой скважиной от специализированной организации. В этом случае у вас на руках уже имеется паспорт скважины с детальными характеристиками объекта. И первый параметр, который нас должен заинтересовать — это внешний диаметр обсадной колонны

. Сегодня часто встречаются скважины, диаметр которых варьируется в пределах от 100 до 150 миллиметров. Вам необходимо знать точное значение диаметра скважинной трубы, ведь этот показатель позволит определить поперечный размер будущего насоса.

Важно Осуществляя подбор скважинного насоса по параметрам, помните, что между корпусом насоса и стенками скважины должен быть обеспечен зазор от 1 до 3 сантиметров в зависимости от модели. Пренебрежение данной рекомендацией приведёт к выходу из строя насосного оборудования ещё задолго до окончания гарантийного периода

Но не спешите радоваться — такой насос никто просто так менять не будет, ведь пользователь не обеспечил рекомендуемые условия эксплуатации, что полностью аннулирует все гарантийные обязательства со стороны производителя.

Следующей важной характеристикой скважины является её производительность или дебит

. Дебит — это максимальное количество воды, которое может дать скважина в единицу времени. Соответственно, чем больше дебит источника, тем производительнее насос можно установить.

Сам же дебит имеет два важных значения — статический и динамический уровень жидкости. Статический показатель отображает уровень воды в скважине, когда не производится откачка жидкости. Динамический уровень определяет количество воды в источнике при эксплуатации насоса.

Если в ходе перекачивания воды динамический уровень остаётся неизменным, то смело можно утверждать, что производительность скважины равна производительности выбранного насоса. Если разница между статическим и динамическим уровнем составляет менее одного метра, то разрабатываемый источник воды обладает высокой производительностью, которая превышает характеристики установленного насосного оборудования. Но если при расчете мощности скважинного насоса будет допущена ошибка, и производительность выбранного насоса будет превышать дебит скважины, то динамический уровень жидкости будет постепенно уменьшаться, пока вода вовсе не иссякнет. В результате такого просчёта насос будет работать на «сухую», что пагубно скажется на его эксплуатационном периоде. Более того, все погружные скважинные насосы имеют особую моноблочную конструкцию, где охлаждение электрического двигателя осуществляется за счёт перекачиваемой жидкости, а в случае недостатка воды в скважине электромотор достаточно быстро нагреется и перегорит.

Расчет параметров погружного насоса

Перед выбором погружного насоса рекомендуется произвести расчет таких параметров, как производительность и напор.

Расчет производительности

Для того чтобы оборудование могло полностью удовлетворить нужды жильцов дома в воде, следует правильно сделать расчет производительности насоса перед его покупкой. Общий расход воды можно узнать, если суммировать ее расходы на всех точках потребления в доме. Для упрощения вычислений можно воспользоваться приведенными ниже средними значениями расхода.

После того, как вы просуммируете расходы всех возможных точек водозабора, следует вычислить расчетный расход воды в системе. Этот показатель будет значительно ниже того, что получился при суммировании, поскольку вероятность использования всех водозаборных точек одновременно крайне невысокая. Для вычисления значения также можно использовать таблицу, приведенную далее.

В столбцах с серой заливкой приведены показатели максимального расхода воды при единовременном использовании всех точек забора. В столбцах без заливки (белых) указаны значения расчетного расхода жидкости, которые и будут отражать реальное потребление воды.

Допустим, в дачном доме установлены следующие точки водозабора:

унитаз с расходом – 0,1 л/с;
умывальник со смесителем – 0,12 л/с;
стиралка (автомат) – 0,25 л/с;
кухонная мойка со смесителем – 0,12 л/с;
душевая кабина со смесителем – 0,12 л/с;
водонагреватель – 0,1 л/с.

Суммируя общий расход от всех точек потребления, получим: 0,1 + 0,12 + 0,25 + 0,12 + 0,12 + 0,1 = 0,81 л/с. Но, поскольку возле дома имеется небольшой сад и участок под огород, то к полученному значению следует добавить расход поливочного крана, который равняется 0,3 л/с: 0,81 + 0,3 = 1,11 л/с. Далее, находим в таблице расчетного расхода показатель, близкий к 1,11. Напротив данной цифры стоит 0,58 л/с. Это число отражает реальный расход воды в этом доме. Полученный результат необходимо перевести в м3/ч: 0,58 х 3,6 = 2,008 м3/ч.

Подводим итоги: расход воды на данном дачном участке составляет приблизительно 2 м3/ч. Исходя из этого, необходимо подбирать насос с производительностью чуть больше 2 м3/ч.

Расчет напора

Чтобы рассчитать значение напора для погружного насоса, применяется следующая формула: Н _тр = Н_гео + Н _потерь + Н _своб

Н _тр – требуемый напор.
Н_гео – значение перепада высот между самой верхней точкой водозабора и точкой, в которой находится аппарат.
Н _потерь – суммарное значение потерь в трубопроводе. Потери могут вызываться трением воды в магистрали, а также снижением давления в местах изгибов труб и в тройниках. Н _потерь, берется из таблиц, приведенных ниже. Первая таблица предназначена для определения потерь в полимерных трубах, а вторая – в металлических.
Н _своб – это напорная характеристика, определяющая свободный напор на излив. От нее зависит, насколько комфортным будет использование водопровода в доме. Для расчетов берут средний показатель, равный 15-20 м.

Итак, чтобы выполнить расчет напора насоса, имеются следующие данные:

колодец глубиной 30 м;
расстояние до воды от поверхности грунта – 10 м (это статический уровень);
динамический уровень (определяет, насколько опускается зеркало воды при работающем агрегате) – 15 м;
насос установлен на 1 метр ниже динамического, то есть на глубине 16 м.;
объем воды, который будет выкачиваться из колодца – 3 м3/ч;
жилище удалено от источника на 20 м;
труба пластиковая, диаметром 32 мм;
по дому проложена пластиковая труба диаметром 25 мм и длиной 15 метров;
точки водозабора находятся на 2 этаже (в данном случае взята высота 5 метров);
в системе установлено 2 обратных клапана, 3 тройника, 2 угла по 90 градусов и 1 клапан запорного типа.

Сначала нужно вычислить Н_гео. Этот показатель вычисляется путем суммирования динамического уровня и максимальной высоты точки забора воды: Н_гео = 15 + 5 = 20 м. Далее, суммированием рассчитываются потери в системе. В таблице потерь, предназначенной для труб из пластика, необходимо найти строку со значением 3 м3/ч.

Расчет мощности

Следует знать, что расчет мощности агрегата – это достаточно сложный процесс с использованием сложных формул и множества переменных. Поэтому будет разумнее подойти к этому вопросу с другой стороны: сначала нужно вычислить такие параметры аппарата, как производительность и напор, а затем по этим данным подобрать модель насоса. В инструкции к нему и будет указана потребляемая мощность устройства.

Описание вычислительного процесса

Основное назначение насосных станций заключается в заборе воды из источника и ее подаче к приборам потребления. Так как поверхностный насос является шумным устройством, его стараются располагать на некотором удалении от жилых помещений. В связи с этим расстояние от комплексных систем до мест потребления воды может быть достаточно большим. При использовании представленного калькулятора в первую очередь следует указать, какой перепад имеется по высоте между сантехническими приборами и самой станцией. Далее требуется отметить протяженность горизонтальных участков сети водоснабжения жилого строения. Двигаясь по трубопроводам, вода испытывает определенное сопротивление, поэтому отмечается снижение напора и в этих местах.

С уменьшением сечения труб сопротивление повышается. Если диаметр превышает дюйм, то горизонтальные участки можно не брать в расчет. Снижение давления в них не значительно.

Насосная станция находится в подсобном помещении

В калькуляторе имеется пункт, в котором должна быть указана длина участков по горизонтали из трубопроводов с разным сечением. Также придется отметить, из какого материала сделаны элементы, ведь сопротивление изделий может сильно варьироваться. К примеру, стальные аналоги сдерживают поток примерно в 1,5 раза сильнее, чем пластиковые.

На завершающем этапе остается определиться с требуемым давлением в местах потребления воды. Для простых смесителей обычно хватает 1,5 атмосферы, но для специальной техники может потребоваться и более сильный напор. Его значение отражается в паспорте, который поставляется совместно с прибором. Для удобства ответ выводится сразу в трех единицах измерения.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Какой лучше выбрать?

Перед тем как выбрать водяной насос для дома, следует сравнить преимущества и недостатки двух их основных видов:

Поверхностные насосы	Погружные
Устанавливаются стационарно. Проще в обслуживании.	Для ремонтно‑профилактических работ требуют подъема из скважины или колодца на поверхность.
Нуждаются в двух трубопроводах: всасывающем и нагнетания.	Работают только на нагнетание.
Максимальная высота всасывания — 10 м. Реальная, с учетом потерь в трубопроводе и запаса на понижение уровня воды в колодце — не более 7~8 м.	Подъем с глубины ниже 10 м.
Нуждаются в заполнении жидкостью перед первым пуском или после ремонтных работ.	Готовы к работе сразу после погружения.
Существует опасность перегрева мотора при длительной работе.	Погруженный в воду насос охлаждается как наружной водой извне, так и прокачиваемой изнутри.
Необходимость консервации на зиму для летнего варианта водопровода.	На зиму достаточно слить воду из системы.
Работа сопровождается шумом.	Бесшумны.

Таким образом, для подъема воды из колодца проще использовать поверхностный насос или насосную станцию, а из скважины — погружной роторный либо центробежный.

Потребный напор насоса для водопровода без гидроаккумулятора

Схема водопровода без гидроаккумулятора.

Если в водопроводной системе нет гидроакумулятора, то единственным устройством, создающим давление, является насос. В таком случае расчет потребного напора очень прост: нужно сложить полученные выше напоры: H = Hвыс + Hсопр + Hпотр = 20 + 5 + 30 = 55 м.

Водопроводная система без гидроаккумулятора может быть уместной в системах полива, в небольших дачных домах, где проживают сезонно или пользуются водой редко. При частом и регулярном потреблении воды насос то и дело будет включаться/выключаться восстанавливая необходимое давление в водопроводе. Такой режим работы уменьшает срок службы насоса. Чтобы сгладить потребление воды, используется гидроаккумулятор.

Расчёт и Подбор центробежного Насоса по параметрам

Заполните ниже приведенную форму, и в результате online расчёта будет подобран список центробежных насосов соответствующих заданным параметрам.

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Подбор центробежного насоса

Для подбора центробежного насоса используют графическую зависимость напора от подачи, которая индивидуальна для каждой модели и приводится в каталогах производителей.

Методика подбора центробежного насоса зависит от возложенных на него задач. Чтобы подобрать повысительный насос — задаются подачей и с оси абсцисс проводят перпендикуляр на кривую характеристики насоса, полученная рабочая точка определит напор при заданной подаче.

Циркуляционный насос подбирают, накладывая на характеристику насоса, гидравлическую характеристику циркуляционного кольца, отображающую зависимость потерь напора от протекающего расхода. Рабочая точка будет находиться в точке пересечения характеристик насоса и циркуляционного кольца.

Если заданным параметрам соответствует несколько моделей, выбирают менее мощный насос работающий в режиме с большим КПД. Подбирая центробежный насос для сети с изменяющимся расходом воды, лучше отдать предпочтение модели с более пологой напорной характеристикой и широким диапазоном подачи.

Шумовые характеристики, часто становятся преобладающим параметром при подборе насосов для установки в жилых домах. В таких случаях рекомендуется выбрать насос с электродвигателем меньшей мощности и частотой вращения не более 1500 оборотов в минуту.

Расчёт центробежного насоса

Расчёт центробежного насоса заключается в определении двух параметров, необходимых для работы системы — подачи и напора. В зависимости от схемы установки подход к вычислению заданных параметров должен быть различным.

Расчёт повысительного насоса для системы водоснабжения выполняется по нагрузке часа максимального водопотребления, а напор определяют разницей между заданным давлением на входе в систему водоснабжения и давлением на вводе водопровода.

Давление на вводе в систему водоснабжения равно сумме избыточного давления у верхней водоразборной точки, высоты водяного столба от насоса до верхней точки и потерь напора на участке от повысительного насоса до верхней точки. Избыточное давление у верхней водоразборной точки обычно принимают 5-10 м.вод.ст.

Расчёт подпиточного насоса для системы отопления выполняют исходя из максимально допустимого времени заполнения системы и её ёмкости. Время заполнения системы отопления обычно принимают не более 2 часов. Напор подпиточного насоса определяется разницей между давлением выключения насоса (система заполнена) и давлением в месте подключения подпиточной линии.

Расчёт циркуляционного насоса для системы отопления выполняют исходя из тепловой нагрузки и расчётного температурного графика. Подача насоса пропорциональна тепловой нагрузке и обратно пропорциональна расчётной разнице температур в подающем и обратном трубопроводе. Напор циркуляционного насоса определяется только гидравлическим сопротивлением системы отопления, который должен указываться в проекте.

Кавитацией называют образование в толще движущейся жидкости пузырьков пара при снижении гидростатического давления и схлопывание этих пузырьков в толще где гидростатическое давление повышается.

В центробежных насосах кавитация образуется на входной кромке рабочего колеса, в месте с максимальной скоростью потока и минимальным гидростатическим давлением. Схлопывание пузырька пара происходит во время его полной конденсации, при этом в месте схлопывания возникает резкое увеличение давления до сотен атмосфер. Если в момент схлопывания пузырёк находился на поверхности рабочего колеса или лопатки, то удар приходится на эту поверхность, что вызывает эрозию метала. Поверхность метала подверженная кавитационной эрозии носит выщербленный характер.

Кавитация в насосе сопровождается резким шумом, треском, вибрацией и что особенно важно, падением напора, мощности, подачи и КПД. Материалов, имеющих абсолютную устойчивость против кавитационного разрушения не существует, поэтому работа насоса в кавитационном режиме не допускается

Минимальное давление на входе в центробежный насос называют кавитационным запасом NPSH и указывается производителями насосов в техническом описании.

Расчёт параметров центробежных насосов

Пример подбора оборудования для скважины

Чтобы выбор насоса для скважины был сделан правильно, можно воспользоваться следующим примером.

Схема определения высоты подъема насоса.

Исходные данные для скважины:

общая глубина составляет 100 м;
динамический водяной уровень – 70 м;
водяной статический уровень составляет 75 м;
диаметр водяной скважины равен 133 мм;
дебит равен 3 м³/ч;
глубина монтажа фильтра – 95 м;
блок управления оборудованием от скважины находится на расстоянии в 25 м;
от скважины до входа в дом расстояние составляет 20 м;
для оформления устья скважины используется оголовок;
самая высокая точка для водозабора находится в 8 м от поверхности грунта (3-й этаж дома);
электропитание осуществляется от сети в 220 В, система используется однофазная, есть вероятность просадок до 190 В.

Подбор насоса для скважины осуществляется таким образом:

Сначала надо учесть количество точек водоразбора при допустимом ограничении дебита в 2,6 м³/ч. Это составляет 5-6 открытых одновременно кранов, производительность которых средняя. Даже для большого дома этого количества вполне достаточно.
Глубина для установки насоса в скважину составляет 72 м.
Для потребителя комфортное давление на самой верхней точке должно составлять 2,5 бар. Если учесть потерю давления при подъеме в 1 бар, то значение в 1,5 для верхней точки является вполне приемлемым.
Для водоподъемной трубы суммарная протяженность в данном случае будет составлять 92 м, а для питающего кабеля до пульта управляющего оборудования длина равна 97 м.
Диаметр троса равен 5 мм, его длина равна – 72 м + 2 м + 4*2 м (для тросовых петель) = 82 м.
Для водопроводной трубы из пластика диаметр лучше принимать равным 40 мм, при этом суммарные потери будут составлять примерно 4 м, если скорость потока составит 0,8 м/с.
Потери при работе фильтров составят примерно 10 м, то есть около 1 бар.
Необходимый суммарный напор равен Н=1,5*10,2+70+(10+4) = 99 м.

Какое насосное оборудование должно быть?

Принимая во внимание все указанные данные, скважину можно снабдить таким насосным оборудованием:

Насос на 1,1 кВт, кабель питания на 4*6 м³, при этом потери напряжения составят 2%.
Насос на 1,5 кВт, кабель питания на 4*6 м³, потери напряжения составят 3,1%.
Насос на 1,5 кВт, кабель питания на 3*6 м³, потери напряжения составят 2,9% по всей длине.
Насос на 1,4 кВт, кабель питания на 3*6 м³, потери по длине составят 2,7%.

Для представленной системы лучше всего брать гидроаккумулятор на 150 л для 3-х первых вариантов. Дома рекомендуется ставить стабилизатор напряжения на 5 кВт.

Выбор насоса под скважину на воду – процесс ответственный. Учитывается не только характеристика самого насосного оборудования, но и многочисленные параметры. Это и длина троса, наличие гидроаккумулятора и прочих элементов системы

Во время выбора внимание надо уделить расходу воды для дома и участка. Только в этом случае насос можно считать полностью подходящим для конкретной скважины

Правильный подбор скважинного насоса обеспечит бесперебойное водоснабжение в коттедже и надежную работу самого оборудования. Какими критериями руководствуются при выборе насоса для скважины, и какие характеристики устройства станут определяющими при этом, — на эти и некоторые сопутствующие вопросы найдутся ответы в статье

Для устройства эффективного водоснабжения загородного дома нужно не только изготовить скважину, но и оснастить подземное сооружение необходимым оборудованием, главным составляющим которого является устройство для подъема воды с глубины на поверхность. Правильный подбор скважинного насоса обеспечит бесперебойное водоснабжение в коттедже и надежную работу самого оборудования. Какими критериями руководствуются при выборе насоса для скважины, и какие характеристики устройства станут определяющими при этом, — на эти и некоторые сопутствующие вопросы найдутся ответы в статье.

Сопротивление

Помимо необходимости в выталкивании воды на определенную высоту, насос должен быть способен преодолеть сопротивление, создающееся в трубопроводе. Слишком узкая труба усилит сопротивление и производительность системы будет падать, а слишком широкая потребует излишних затрат. Следует оптимально подобрать диаметр водовода для отсутствия лишнего сопротивления.

Для расчета сопротивления ознакомьтесь с графиком потери напора для трубы конкретного вида и диаметра: так вы сможете высчитать потери при определенном объеме воды. Если график отсутствует или не хочется считать, воспользуйтесь простой рекомендацией, приведенной ниже:

Рекомендованный диаметр трубы ПНД:

подача до 1,5 м3/час – 25 мм
подача до 3 м3/час – 32 мм

Основные положения гидравлического расчета

Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.

Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний, по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:

Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:

ламинарный поток (Re<2300), при котором носитель-жидкость движется тонкими слоями, практически не смешивающимися друг с другом;
переходный режим (2300<Re<4000), который характеризуется нестабильной структурой потока, когда отдельные слои жидкости перемешиваются;
турбулентный поток (Re>4000) – устойчивый режим, при котором в каждой отдельной точке потока происходит изменение его направления и скорости, что в итоге приводит к выравниванию скорости движения потока по объему трубы.

Критерий Рейнольдса зависит от напора, с которым насос перекачивает жидкость, вязкости носителя при рабочей температуре и геометрических размеров используемой трубы (d, длина). Данный критерий является параметром подобия для течения жидкости,поэтому, используя его, можно осуществлять моделирование реального технологического процесса в уменьшенном масштабе, что удобно при проведении испытаний и экспериментов.

Проводя расчеты и вычисления по уравнениям, часть заданных неизвестных величин можно взять из специальных справочных источников. Профессор, доктор технических наук Ф. А. Шевелев разработал ряд таблиц для проведения точного расчета пропускной способности трубы. Таблицы включают значения параметров, характеризующих как сам трубопровод (размеры, материалы), так и их взаимосвязь с физико-химическими свойствами носителя. Кроме того, в литературе приводится таблица приближенных значений скоростей движения потока жидкости, пара,газа в трубе различного сечения.

Расчет мощности насоса для скважины

Выбираем скважинный насос по параметрам

Расчёт насоса для скважины: с формулами и примерами