Απορροή βρόχινου νερού QR

r 5/2 Πέντε λεπτά βροχή, η οποία στατιστικά πρέπει να αναμένεται μία φορά κάθε 2 χρόνια r 5/100 Βροχή πέντε λεπτών, η οποία στατιστικά πρέπει να αναμένεται μία φορά κάθε 100 χρόνια

Οι τιμές για ορισμένες γερμανικές πόλεις παρατίθενται στο DIN 1986-100 ως παραδείγματα. Οι τιμές διαφέρουν από r 5/2 = 200 έως 250 l / (s ha) ή r 5/100 = 800 l / (s ha) [1 ha = 10.000 τ.μ.]. Πληροφορίες για βροχοπτώσεις μπορείτε να λάβετε από τις τοπικές αρχές ή, εναλλακτικά, από τη Γερμανική Μετεωρολογική Υπηρεσία. Οι τιμές αναφοράς δίνονται στο DIN EN 1986-100 Παράρτημα Α. Εάν δεν υπάρχουν διαθέσιμες τιμές, θα πρέπει να θεωρηθεί r T (n) = 200 l / (s ha). Τα συστήματα σωληνώσεων και τα σχετικά εξαρτήματα του συστήματος αποστράγγισης βροχής πρέπει να διαστασιολογούνται για μέτρια βροχόπτωση για οικονομικούς λόγους και για να διασφαλίζεται η ικανότητα αυτοκαθαρισμού. Η υπολογιζόμενη βροχή εμπίπτει στο πεδίο εφαρμογής του DIN 1986-100 ενός εξιδανικευμένου γεγονότος βροχής (block rain) με σταθερή ένταση βροχής για 5 λεπτά. Η ετήσια διάρκεια (T n ) που θα χρησιμοποιηθεί σε κάθε περίπτωση για την περίπτωση σχεδιασμού καθορίζεται από την εργασία. Φαινόμενα βροχής πάνω από την υπολογιζόμενη βροχή (r 5/2 ) είναι αναμενόμενα όπως έχει προγραμματιστεί.

Καμπύλη αντλίας

Η καμπύλη της καμπύλης της αντλίας είναι καμπύλη και πέφτει από αριστερά προς τα δεξιά στο διάγραμμα καθώς αυξάνεται ο ρυθμός ροής. Η κλίση της χαρακτηριστικής καμπύλης καθορίζεται από τη σχεδίαση της αντλίας και, ειδικότερα, από τη σχεδίαση της πτερωτής. Το χαρακτηριστικό της καμπύλης της αντλίας είναι η αμοιβαία εξάρτηση του ρυθμού ροής και της κεφαλής παροχής. Κάθε αλλαγή στην κεφαλή παροχής οδηγεί πάντα σε αλλαγή στον ρυθμό ροής. Μεγάλος ρυθμός ροής – & gt; χαμηλό κεφάλι Μικρός ρυθμός ροής – & gt; μεγάλο κεφάλι Αν και μόνο το εγκατεστημένο σύστημα σωληνώσεων, λόγω της εγγενούς αντίστασης, υπαγορεύει ποιος ρυθμός ροής μεταφέρεται σε μια δεδομένη έξοδο αντλίας, η εν λόγω αντλία μπορεί να λάβει μόνο ένα σημείο λειτουργίας στη χαρακτηριστική της καμπύλη. Αυτό το σημείο λειτουργίας είναι η τομή της καμπύλης της αντλίας με την αντίστοιχη καμπύλη δικτύου σωληνώσεων. Εκτός από τη χαρακτηριστική καμπύλη Q-H, οι ακόλουθες χαρακτηριστικές καμπύλες μπορούν συχνά να βρεθούν σε φυγοκεντρικές αντλίες:
  • απόδοση
    • Ισχύς άξονα P 2 (Q)
    • Κατανάλωση ενέργειας P 1 (Q) (συχνά με υποβρύχιες αντλίες κινητήρα και αντλίες υγρής λειτουργίας)
  • αποτελεσματικότητα
    • Υδραυλική απόδοση η hydr (Q)
    • Συνολική απόδοση η tot (Q) (συχνά με υποβρύχιες αντλίες κινητήρα και αντλίες υγρού ρότορα)
  • Απαιτείται NPSH NPSH req (Q)
  • Ταχύτητα n (Q)
& nbsp;

Υπολογισμός του χαρακτηριστικού συστήματος

Η απαραίτητη κεφαλή παροχής μιας αντλίας σε μη διακλαδισμένο αγωγό λαμβάνεται από την εξίσωση BERNOULLI για μονοδιάστατες, σταθερές ροές ασυμπίεστων μέσων: p σε , p έξω = πιέσεις κατά την αναρρόφηση ή την εκκένωση των επιπέδων υγρού ρ = πυκνότητα υγρού g = επιτάχυνση βαρύτητας (9,81 m / s²) H geo = στατική διαφορά ύψους μεταξύ της στάθμης υγρού των δοχείων αναρρόφησης και πίεσης H l, tot = συνολική απώλεια τριβής σωλήνα μεταξύ εισόδου και εξόδου v σε , v έξω = μέσες ταχύτητες ροής στα δοχεία αναρρόφησης και πίεσης Σύμφωνα με το νόμο της συνέχειας, οι μέσες ταχύτητες ροής στις δεξαμενές αναρρόφησης και πίεσης είναι ως επί το πλείστον ασήμαντες και μπορούν να παραβλεφθούν εάν οι επιφάνειες της δεξαμενής είναι σχετικά μεγάλες σε σύγκριση με αυτές των αγωγών. Στην περίπτωση αυτή, ο παραπάνω τύπος απλοποιείται ως εξής: Το στατικό τμήμα του χαρακτηριστικού του συστήματος, δηλαδή το τμήμα που δεν εξαρτάται από την ταχύτητα ροής και επομένως από τον ρυθμό ροής, είναι: Για κλειστά συστήματα, αυτή η τιμή είναι μηδέν. Το συνολικό ποσό απώλειας αποτελείται από τις απώλειες όλων των εξαρτημάτων των γραμμών αναρρόφησης και πίεσης. Με αρκετά μεγάλους αριθμούς REYNOLDS είναι ανάλογο με το τετράγωνο της ροής όγκου. g = επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,81 m / s²) H l, tot = συνολική απώλεια τριβής μεταξύ εισόδου και εξόδου v i = μέσες ταχύτητες ροής μέσω της περιοχής διατομής του σωλήνα i A i = χαρακτηριστική περιοχή διατομής σωλήνα ζ i = συντελεστής απώλειας τριβής για σωλήνες, εξαρτήματα κ.λπ. Q = ρυθμός ροής k = συντελεστής αναλογικότητας Υπό τις συνθήκες που αναφέρθηκαν, η παραβολή του χαρακτηριστικού συστήματος μπορεί τώρα να καθοριστεί: Ο συντελεστής αναλογικότητας k προσδιορίζεται από το επιθυμητό σημείο λειτουργίας. Η τομή του χαρακτηριστικού συστήματος με την ειδική καμπύλη γκαζιού για την αντλία (χαρακτηριστικό αντλίας) αντιπροσωπεύει το πραγματικό σημείο λειτουργίας.

Χαρακτηριστικό συστήματος

Το χαρακτηριστικό του συστήματος αποτελείται από ένα στατικό και ένα δυναμικό μέρος. H A = H A, 0 + H v (Q) Χαρακτηρίζεται κυρίως από τη στατική διαφορά ύψους H Geo μεταξύ των επιπέδων υγρού στις δεξαμενές αναρρόφησης και πίεσης καθώς και από τις απώλειες τριβής H v σε ολόκληρο το σύστημα ροής υγρού. Η στατική συνιστώσα H A, 0 είναι ανεξάρτητη από την ταχύτητα ροής (και επομένως από τον ρυθμό ροής). Περιέχει τη γεωδαιτική διαφορά ύψους καθώς και τη διαφορά πίεσης μεταξύ του δοχείου αναρρόφησης και πίεσης ή του σημείου εισόδου και εξόδου του υπό εξέταση συστήματος. Με κλειστά κυκλώματα (π.χ. κυκλοφορία θέρμανσης) το στατικό ύψος είναι πάντα μηδέν. Το δυναμικό μέρος του χαρακτηριστικού περιγράφει τις απώλειες του σωλήνα, οι οποίες εξαρτώνται από τον ρυθμό ροής. Στην περίπτωση τυρβώδους ροής ρευστών NEWTON με σταθερούς συντελεστές απώλειας των στοιχείων του συστήματος, η χαρακτηριστική καμπύλη καταλήγει σε τετραγωνική παραβολή. Εάν το στατικό ύψος και το σημείο λειτουργίας στόχου είναι γνωστά, τα χαρακτηριστικά του συστήματος μπορούν να εμφανιστούν με επαρκή ακρίβεια.

Επιλογή αντλίας

Εάν το καθορισμένο σημείο λειτουργίας ενός συστήματος θέρμανσης βρίσκεται μεταξύ δύο χαρακτηριστικών της αντλίας, συνιστάται να επιλέξετε το μικρότερο. Η σχετική μείωση του ρυθμού ροής δεν έχει σημαντικές επιπτώσεις στην αποτελεσματική απόδοση θέρμανσης στο σύστημα θέρμανσης. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν πλεονεκτήματα όπως μειωμένη συμπεριφορά θορύβου, χαμηλότερο κόστος απόκτησης και βελτιωμένη οικονομική απόδοση. Στην τεχνολογία θέρμανσης, η υποδιαστασιολόγηση της υπολογιζόμενης παροχής όγκου έως και 10% είναι συνηθισμένη. Για να αποφευχθεί η σπηλαίωση (σχηματισμός ατμού στο εσωτερικό της αντλίας), πρέπει πάντα να υπάρχει επαρκής υπερπίεση (ύψος εισόδου) στο ακροφύσιο αναρρόφησης της αντλίας σε σύγκριση με την τάση ατμών του μέσου μεταφοράς. Για αντλίες υγρής λειτουργίας, η ελάχιστη κεφαλή αναρρόφησης καθορίζεται ως μέτρο της απαιτούμενης υπερπίεσης. Οι πληροφορίες NPSH χρησιμοποιούνται γενικά για κινητήρες ξηρής λειτουργίας.

Σημείο σχεδιασμού της αντλίας

Καθορίζεται από τον ρυθμό ροής και την κεφαλή παροχής στην αντίστοιχη ταχύτητα λειτουργίας. Κατά την άντληση υψηλού ιξώδους μέσων, τα χαρακτηριστικά της αντλίας και επομένως και το σημείο σχεδιασμού μετατοπίζονται σε σύγκριση με τη χαρακτηριστική καμπύλη που καταγράφεται με το νερό.

Σημείο σχεδιασμού του συστήματος (σημείο λειτουργίας στόχου)

Το σημείο αποτελείται από τη ροή όγκου Q και τον ρυθμό παροχής H. Για τον υπολογισμό του σημείου σχεδιασμού, προσδιορίζεται πρώτα η απαιτούμενη ροή όγκου (ρυθμός παροχής της αντλίας). Αυτό μπορεί να εξαρτάται από διαφορετικές παραμέτρους ανάλογα με την εφαρμογή (π.χ. ζήτηση θερμότητας για συστήματα θέρμανσης, ποσότητα λυμάτων κ.λπ.). Με τη βοήθεια της υπολογισμένης ογκομετρικής ροής προσδιορίζονται οι απώλειες τριβής του αγωγού, οι οποίες μαζί με τη στατική κεφαλή έχουν ως αποτέλεσμα τη συνολική κεφαλή της αντλίας. Εάν ορίζεται ελάχιστος ρυθμός ροής για την εφαρμογή και αυτό δεν επιτυγχάνεται για τον υπολογισμένο ρυθμό ροής, ο ονομαστικός ρυθμός ροής προσαρμόζεται έτσι ώστε να επιτυγχάνεται ο ελάχιστος ρυθμός ροής. Στη συνέχεια, η αντλία λειτουργεί σε λειτουργία απενεργοποίησης (ασυνεχώς). Το σημείο σχεδιασμού του συστήματος είναι το επιθυμητό σημείο λειτουργίας (στόχος λειτουργίας) για την επιλογή της αντλίας. Στις τυπικές αντλίες, υπάρχει συνήθως μια απόκλιση μεταξύ του επιθυμητού και του πραγματικού σημείου λειτουργίας. Η επιτρεπόμενη απόκλιση εξαρτάται από την περιοχή εφαρμογής και ρυθμίζεται εν μέρει από τα ισχύοντα πρότυπα. Στην περίπτωση αντλιών ελεγχόμενης ταχύτητας, η ταχύτητα της αντλίας τροποποιείται έτσι ώστε να προσεγγίζεται ακριβώς το σημείο λειτουργίας του στόχου. Αυτό επιτρέπει την αποτελεσματική λειτουργία, ιδιαίτερα με συστήματα που λειτουργούν σε διαφορετικές καταστάσεις φορτίου (π.χ. συστήματα θέρμανσης). Ανάλογα με το σχεδιασμό της αντλίας, υπάρχουν και άλλες διαθέσιμες επιλογές για την προσαρμογή της καμπύλης της αντλίας στο σημείο λειτουργίας στόχου. Εκτός από την αλλαγή της ταχύτητας, χρησιμοποιούνται ευρέως οι ακόλουθες μέθοδοι:
  • Απενεργοποιήστε την πτερωτή
  • Ρύθμιση γωνίας λεπίδας για αξονικές αντλίες
  • Στραγγαλισμός
  • Παράκαμψη

Συνολικό κεφάλι

Η κεφαλή παροχής ορίζεται ως η αποτελεσματική μηχανική δύναμη που ασκείται από την αντλία στο αντλούμενο μέσο και εκφράζεται ως μονάδα βάρους με την τοπική σταθερά βαρύτητας. Σε σταθερή ταχύτητα και σταθερή ροή, είναι ανεξάρτητο από την πυκνότητα του ρευστού, αλλά εξαρτάται από το ιξώδες του.

Απαίτηση ισχύος της αντλίας

Η απαίτηση ισχύος ή η κατανάλωση ισχύος της αντλίας φαίνεται επομένως επίσης σε ένα διάγραμμα όπως ο ρυθμός υδραυλικής παροχής της αντλίας.
  • Εμφανίζεται η εξάρτηση της ισχύος κίνησης της αντλίας από τον ρυθμό ροής.
  • Με πολλούς τύπους αντλιών, η μέγιστη απαίτηση ισχύος της αντλίας επιτυγχάνεται με τη μέγιστη παροχή.
Ο κινητήρας μετάδοσης κίνησης της αντλίας έχει σχεδιαστεί για αυτό το σημείο εάν η αντλία λειτουργεί σε ολόκληρη τη χαρακτηριστική καμπύλη. Οι μικρότερες αντλίες (π.χ. αντλίες κυκλοφορίας θέρμανσης) είναι συνήθως εξοπλισμένες με κινητήρες που επιτρέπουν τη λειτουργία σε ολόκληρη τη χαρακτηριστική καμπύλη. Αυτό μειώνει τον αριθμό των τύπων και, ως εκ τούτου, εξασφαλίζεται απλούστερη αποθήκευση των ανταλλακτικών. Για μεγαλύτερες αντλίες, συνήθως προσφέρονται πολλές επιλογές κινητήρα, έτσι ώστε να μπορεί να επιλεγεί η σωστή μετάδοση κίνησης σύμφωνα με τις συνθήκες λειτουργίας. Εάν το υπολογιζόμενο σημείο λειτουργίας για μια αντλία είναι π.χ. Β. Στην μπροστινή περιοχή της χαρακτηριστικής καμπύλης, ο κινητήρας μετάδοσης κίνησης μπορεί να επιλεγεί ώστε να είναι μικρότερος σύμφωνα με τη σχετική απαίτηση ισχύος. Σε αυτήν την περίπτωση, ωστόσο, υπάρχει κίνδυνος υπερφόρτισης του κινητήρα εάν το πραγματικό σημείο λειτουργίας είναι σε υψηλότερο ρυθμό ροής από τον υπολογισμένο (το χαρακτηριστικό του δικτύου σωληνώσεων είναι πιο επίπεδο). Εφόσον στην πράξη είναι πάντα αναμενόμενη μια μετατόπιση στο σημείο λειτουργίας, ο κινητήρας μετάδοσης κίνησης μιας αντλίας ξηρής λειτουργίας θα πρέπει να σχεδιαστεί έτσι ώστε να είναι περίπου 5 – 20% μεγαλύτερος από την απαιτούμενη ισχύ. Κατά τον υπολογισμό του κόστους λειτουργίας μιας αντλίας, πρέπει να γίνει μια βασική διάκριση μεταξύ της απαιτούμενης μηχανικής ισχύος της αντλίας P2 [kW] (ισχύς άξονα ή ισχύς ζεύξης) και της κατανάλωσης ηλεκτρικής ισχύος του κινητήρα μετάδοσης κίνησης P1 [kW]. Οι τελευταίες πληροφορίες αποτελούν τη βάση για τον υπολογισμό του λειτουργικού κόστους. Εάν προσδιορίζεται μόνο η απαίτηση ισχύος P2, αυτή μπορεί να μετατραπεί στην κατανάλωση ισχύος P1 διαιρώντας την με την απόδοση του κινητήρα. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας P1 [kW] καθορίζεται όταν η αντλία και ο κινητήρας μετάδοσης κίνησης αποτελούν μια ενθυλακωμένη μονάδα, όπως συμβαίνει με τις λεγόμενες αντλίες υγρής λειτουργίας. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι ακόμη κοινή πρακτική να αναγράφονται και οι δύο τιμές P1 και P2 στην πινακίδα της αντλίας. Η απαιτούμενη ισχύς άξονα P2 [kW] καθορίζεται για μονάδες όπου η αντλία και ο κινητήρας συνδέονται μέσω ζεύξης ή σύνδεσης άκαμπτου άξονα, δηλαδή για αντλίες ξηρής λειτουργίας. Αυτό είναι απαραίτητο με αυτά τα σχέδια αντλιών, επειδή τα πιο ποικίλα σχέδια κινητήρων – από τον τυπικό κινητήρα IEC έως τον ειδικό κινητήρα – με τα διαφορετικά επίπεδα κατανάλωσης ισχύος και απόδοσης συνδέονται με την αντλία.

Καθαρό θετικό ύψος αναρρόφησης (NPSHr)

Η ισχυρή εξάρτηση από την ταχύτητα της αντλίας είναι γενικά αναγνωρίσιμη. Εάν το σχέδιο παραμένει αμετάβλητο, αυτό αντιστοιχεί σε: Υψηλή ταχύτητα -> Υψηλή πίεση συγκράτησης Χαμηλή ταχύτητα -> Χαμηλή πίεση συγκράτησης Για να ληφθούν υπόψη τυχόν αβεβαιότητες στο σχεδιασμό του σημείου λειτουργίας, αυτές οι τιμές πρέπει να αυξηθούν κατά 0,5 m περιθώριο ασφαλείας κατά την επιλογή της αντλίας. Για το ύψος πίεσης συγκράτησης HH, προσδιορίζεται εξ ορισμού μετρολογικά ότι επιτρέπεται ελάχιστη σπηλαίωση στο ύψος πίεσης συγκράτησης HH, η οποία:
  • Η κεφαλή παροχής της αντλίας στο ονομαστικό σημείο μειώθηκε κατά 3%
  • Δεν επιτρέπει καμία καταστροφή υλικού που θα μπορούσε να βλάψει τη λειτουργία και τη διάρκεια ζωής.
Λόγω της επιτρεπόμενης σπηλαίωσης, μπορούν ακόμα να προκύψουν θόρυβοι σπηλαίωσης, μερικοί από τους οποίους εκλαμβάνονται ως ενοχλητικοί. Για να εξαλειφθεί η υπολειπόμενη σπηλαίωση, είναι απαραίτητο να προσθέσετε ένα περιθώριο περίπου + 1 έως + 5 m στο υπολογιζόμενο ελάχιστο ύψος εισόδου. Αυτή η προσθήκη εξαρτάται από την ταχύτητα και το σημείο λειτουργίας της αντλίας.