Výpočet prietoku vodného čerpadla
Na základe projektovaného objemu vody a počtu čerpadiel možno vypočítať návrhový prietok jedného čerpadla. Vzorec výpočtu je nasledujúci:
Q = Qcelkom / n
kde,
Q-Návrhový prietok jedného čerpadla (m3/h);
Qcelkom-Priemerný hodinový prietok projektu (m3/h);
n-Počet čerpadiel.
Stojí za zmienku, že pre projekty s malými prietokmi sa vo všeobecnosti používajú dve čerpadlá, jedno v prevádzke a jedno v pohotovostnom režime; pre projekty s veľkými prietokmi možno použiť tri čerpadlá, dve v prevádzke a jedno v pohotovostnom režime.
Počas prevádzky bežia obe čerpadlá súčasne. Ak čerpadlo v prevádzke zlyhá, nahradí sa záložným čerpadlom. Pokazené čerpadlo je možné odstrániť a opraviť. Preto je investícia do záložného čerpadla ekonomickejšia ako konfigurácia v prevádzke a v pohotovostnom režime.
Nakoniec je potrebné poznamenať, že pri použití viacerých čerpadiel by sa mali čo najviac vyberať čerpadlá rovnakého modelu, aby sa uľahčila údržba a správa.
Výpočet hlavy čerpadla
Ako je dobre známe, celková dopravná výška čerpadla je určená tromi faktormi: sacia výška čerpadla, výška čerpania a tlaková strata potrubia. Preto po určení prietoku čerpadla, priemeru potrubia a usporiadania potrubia je možné určiť konštrukčnú výšku čerpadla.
H Väčšie alebo rovné h1 + h2 + h3 + h4
kde,
H-Celková výška čerpadla (m);
h1 - Strata hlavy sacieho potrubia (m), vo všeobecnosti vrátane ústia sacieho zvonu, 90-stupňového kolena, priamej časti, ventilu, reduktora atď.;
h2 - Strata hlavy výtlačného potrubia (m), vo všeobecnosti vrátane reduktora, spätného ventilu, ventilu, krátkeho potrubia, 90-stupňového kolena (alebo T), rovného úseku atď.;
h3-Rozdiel medzi najnižšou pracovnou hladinou vody v žumpe a najvyššou požadovanou hladinou zdvíhacej vody (m);
h4-Bezpečnostná výška (m), ktorú možno pri odhade výšky odhadnúť na 0,5 m~1,0 m. Pri použití tejto hodnoty v podrobných výpočtoch je však potrebné postupovať opatrne, aby sa predišlo odchýlke od prevádzkového bodu.
Stojí za zmienku, že pri projektoch čistenia odpadových vôd je hlavnou funkciou čerpadla zvyšovať nadmorskú výšku a nie dodávať vodu na veľké vzdialenosti. Potrubie na dodávku vody je vo všeobecnosti krátke a strata trením pozdĺž potrubia je zanedbateľná.
Stratu hlavy je preto potrebné vypočítať iba na základe lokálnej straty odporu. Konkrétny vzorec výpočtu je nasledujúci:
hx=ξx·[(Vx^2)/(2g)]
kde,
x-1, 2 (1 sacie potrubie, 2 výtlačné potrubie);
h-súčet miestnych strát hlavy (m);
ξ-súčet miestnych koeficientov odporu;
v-rýchlosť prúdenia v potrubí (vypočítaná na základe prietoku čerpadla a priemeru potrubia);
g-gravitačné zrýchlenie, 9,81 m/s².
Je potrebné poznamenať, že ak sa použije ponorné čerpadlo, tlaková strata sacieho potrubia h1 (1 sacie potrubie) sa nemusí brať do úvahy.
Zásady výberu čerpadla
Výrobcovia čerpadiel vo všeobecnosti poskytujú krivky nadmorskej výšky-prietokovej charakteristiky (H-Q) a krivky prietoku-účinnosti (η-Q) pre každé čerpadlo, ktoré vyrábajú. Pre každý konkrétny projekt sa vypočíta požadovaná výška čerpadla (Hc) a prietok (Qc), reprezentované špecifickým súradnicovým bodom C vo vyššie uvedenom diagrame.
Pri výbere čerpadla platia tieto zásady:
1) Krivka H-Q zvoleného čerpadla musí súčasne spĺňať požiadavky na prietok aj dopravnú výšku.
V ideálnom prípade by mal bod C padnúť na krivku, ale v skutočných projektoch je to zriedkavé. V takýchto prípadoch musí byť dopravná výška čerpadla o niečo vyššia ako konštrukčná výška, pričom musí byť zaistený prietok (krivka H-Q zvoleného čerpadla musí byť o niečo vyššia ako požadovaný bod C).
2) Vo všeobecnosti nebude prevádzkový bod čerpadla bodom jeho najvyššej účinnosti, ale mal by byť blízko neho, aby sa zabezpečila efektívna prevádzka (Qc by mala byť blízko vrcholu krivky η-Q).
Okrem toho, keďže hladina vody v nádrži sa počas prevádzky čerpadla mení, čerpadlo alebo čerpacia jednotka by mali počas týchto zmien fungovať v rámci svojej-zóny vysokej účinnosti.