Odtok dešťové vody QR

r 5/2 pětiminutový déšť, který je statisticky nutno očekávat jednou za 2 roky r 5/100 Pětiminutový déšť, který je statisticky nutno očekávat jednou za 100 let

Hodnoty pro řadu německých měst jsou uvedeny jako příklady v DIN 1986-100. Hodnoty se liší od r 5/2 = 200 až 250 l / (s ha) nebo r 5/100 = 800 l / (s ha) [1 ha = 10,000 m]. Informace o událostech deště lze získat od místních úřadů nebo alternativně od německé meteorologické služby. Referenční hodnoty jsou uvedeny v příloze A DIN EN 1986-100. Pokud nejsou k dispozici žádné hodnoty, mělo by se předpokládat r T (n) = 200 l / (s ha). Systémy vedení a související komponenty dešťového odvodňovacího systému je třeba z ekonomických důvodů a pro zajištění samočisticí schopnosti dimenzovat na středně silný déšť. Vypočítaný déšť je v rámci DIN 1986-100 idealizovaný déšť (blokový déšť) s konstantní intenzitou deště po dobu 5 minut. Roční počet (T n ), který se má v každém případě použít pro návrhový případ, je určen zadáním. Déšť nad vypočítaným deštěm (r 5/2 ) je třeba očekávat podle plánu.

Křivka čerpadla

Charakteristická křivka čerpadla je zakřivená a klesá v diagramu zleva doprava s rostoucím průtokem. Sklon charakteristické křivky je určen konstrukcí čerpadla a zejména tvarem oběžného kola. Charakteristikou křivky čerpadla je vzájemná závislost průtoku a dopravní výšky. Každá změna dopravní výšky má vždy za následek změnu průtoku. Velký průtok – & gt; nízká hlava Malý průtok – & gt; velká hlava Ačkoli pouze instalovaný potrubní systém v důsledku vlastního odporu určuje, jaký průtok je při daném výkonu čerpadla dopravován, může dané čerpadlo na své charakteristické křivce vždy zaujmout pouze jeden provozní bod. Tento pracovní bod je průsečíkem křivky čerpadla s příslušnou křivkou potrubní sítě. Kromě charakteristiky Q-H lze u odstředivých čerpadel často nalézt následující charakteristiky:
  • výkon
    • Výkon hřídele P 2 (Q)
    • Spotřeba energie P 1 (Q) (často u čerpadel s ponorným motorem a mokroběžných čerpadel)
  • účinnost
    • Hydraulická účinnost η hydr (Q)
    • Celková účinnost η tot (Q) (často u čerpadel s ponorným motorem a čerpadel s mokrým rotorem)
  • NPSH požadováno NPSH req (Q)
  • Rychlost n (Q)
& nbsp;

Výpočet charakteristiky systému

Potřebná dopravní výška čerpadla v nerozvětveném potrubí se získá z BERNOULLIHO rovnice pro jednorozměrné, stacionární proudění nestlačitelného média: p in , p out = tlaky při nasávání nebo vypouštění hladin kapaliny ρ = hustota kapaliny g = tíhové zrychlení (9,81 m/s²) H geo = statický výškový rozdíl mezi hladinou kapaliny v nádobách na sací a výtlačné straně H l, tot = celková ztráta potrubí třením mezi vstupem a výstupem v in , v out = střední průtokové rychlosti v sacích a výtlačných nádobách Podle zákona kontinuity jsou střední rychlosti proudění v sacích a výtlačných nádržích většinou nevýznamně malé a lze je zanedbat, pokud jsou povrchy nádrží relativně velké ve srovnání s povrchy potrubí. V tomto případě je výše uvedený vzorec zjednodušený na: Statická část charakteristiky systému, tedy ta část, která nezávisí na rychlosti proudění a tedy na průtoku, je: U uzavřených systémů je tato hodnota nulová. Celková ztrátová částka je tvořena ztrátami všech součástí sacího a tlakového potrubí. S dostatečně velkými REYNOLDSOVÝMI čísly je úměrná druhé mocnině objemového průtoku. g = tíhové zrychlení (9,81 m/s²) H l, tot = celková ztráta třením mezi vstupem a výstupem v i = střední rychlosti proudění přes plochu průřezu potrubí i A i = charakteristická plocha průřezu potrubí ζ i = koeficient ztráty třením pro trubky, tvarovky atd. Q = průtok k = faktor proporcionality Za uvedených podmínek lze nyní specifikovat parabolu charakteristiky systému: Faktor úměrnosti k se určí z požadovaného pracovního bodu. Průsečík charakteristiky systému s křivkou škrticí klapky specifickou pro čerpadlo (charakteristika čerpadla) představuje skutečný provozní bod.

Charakteristika systému

Charakteristika systému se skládá ze statické a dynamické části. H A = H A, 0 + H v (Q) Vyznačuje se především statickým výškovým rozdílem H Geo mezi hladinami kapalin v sacích a tlakových nádržích a ztrátami třením H v v celém systému proudění kapaliny. Statická složka H A, 0 je nezávislá na průtoku (a tedy na průtoku). Obsahuje geodetický výškový rozdíl i rozdíl tlaků mezi sací a tlakovou nádobou nebo vstupním a výstupním bodem uvažovaného systému. U uzavřených okruhů (např. cirkulace topení) je statická výška vždy nulová. Dynamická část charakteristiky popisuje ztráty potrubí, které závisí na průtoku. V případě turbulentního proudění kapalin NEWTON s konstantními ztrátovými součiniteli komponent systému je výsledkem charakteristická křivka kvadratická parabola. Pokud je známa statická výška a cílový pracovní bod, lze charakteristiky systému zobrazit s dostatečnou přesností.

Výběr čerpadla

Leží-li stanovený pracovní bod topného systému mezi dvěma charakteristikami čerpadla, doporučuje se zvolit tu menší. S tím související snížení průtoku nemá významný vliv na efektivní topný výkon v otopné soustavě. Na druhou stranu existují výhody, jako je snížení hlučnosti, nižší pořizovací náklady a zlepšená ekonomická efektivita. V topné technice je běžné poddimenzování výpočtového objemového průtoku do cca 10 %. Aby nedocházelo ke kavitaci (tvorbě páry uvnitř čerpadla), musí být v sacím hrdle čerpadla vždy dostatečný přetlak (výška na vstupu) v porovnání s tlakem páry dopravního média. U mokroběžných čerpadel je jako míra požadovaného přetlaku uvedena minimální sací výška. Informace NPSH se obecně používají pro motory běžící nasucho.

Návrhový bod systému (cílový provozní bod)

Bod se skládá z objemového průtoku Q a dodávaného množství H. Pro výpočet návrhového bodu se nejprve určí požadovaný objemový průtok (dopravní množství čerpadla). To může záviset na různých parametrech v závislosti na aplikaci (např. potřeba tepla pro topné systémy, množství odpadní vody atd.). Pomocí vypočteného objemového průtoku se určují třecí ztráty potrubí, které spolu se statickou dopravní výškou vedou k celkové dopravní výšce čerpadla. Pokud je pro aplikaci stanoven minimální průtok a toho není dosaženo pro vypočtený průtok, je jmenovitý průtok upraven tak, aby bylo dosaženo minimálního průtoku. Čerpadlo pak běží ve vypnutém režimu (nepřetržitě). Konstrukčním bodem systému je požadovaný provozní bod (cílový provozní bod) pro výběr čerpadla. U standardních čerpadel je obvykle odchylka mezi požadovaným a skutečným provozním bodem. Přípustná odchylka závisí na oblasti použití a je částečně upravena platnými normami. U čerpadel s regulací otáček jsou otáčky čerpadla upraveny tak, aby se přesně přiblížilo cílovému pracovnímu bodu. To umožňuje efektivní provoz, zejména u systémů, které jsou provozovány v různých stavech zatížení (např. topné systémy). V závislosti na konstrukci čerpadla jsou k dispozici další možnosti přizpůsobení křivky čerpadla cílovému provoznímu bodu. Kromě změny rychlosti se široce používají následující metody:
  • Vypněte oběžné kolo
  • Nastavení úhlu lopatek pro axiální čerpadla
  • Omezování
  • Obejít

Příkon čerpadla

Potřeba energie nebo spotřeba energie čerpadla je proto také zobrazena v diagramu jako hydraulické množství čerpadla.
  • Je zobrazena závislost výkonu pohonu čerpadla na průtoku.
  • U mnoha typů čerpadel je maximální požadovaný výkon čerpadla dosažen také při maximálním průtoku.
Pro tento bod je dimenzován hnací motor čerpadla, pokud je čerpadlo provozováno přes celou charakteristickou křivku. Menší čerpadla (např. oběhová čerpadla topení) jsou obvykle vybavena motory, které umožňují provoz přes celou charakteristickou křivku. Tím se snižuje počet typů a ve výsledku je zajištěno jednodušší skladování náhradních dílů. U větších čerpadel se obvykle nabízí několik možností motoru, aby bylo možné zvolit správný pohon podle provozních podmínek. Pokud je vypočtený provozní bod pro čerpadlo např. B. v přední oblasti charakteristické křivky lze hnací motor zvolit menší podle souvisejícího požadavku na výkon. V tomto případě však existuje riziko přetížení motoru, pokud je skutečný provozní bod vyšší než vypočítaný průtok (charakteristika potrubní sítě je plošší). Protože se v praxi vždy dá očekávat posun pracovního bodu, měl by být hnací motor suchoběžného čerpadla navržen tak, aby byl cca o 5 – 20 % větší, než vyžaduje příkon. Při kalkulaci provozních nákladů čerpadla je třeba zásadně rozlišit mechanický příkon čerpadla P2 [kW] (výkon hřídele nebo spojky) a elektrický příkon hnacího motoru P1 [kW]. Posledně uvedené údaje jsou základem pro výpočet provozních nákladů. Pokud je specifikován pouze požadavek na výkon P2, lze jej převést na spotřebu energie P1 vydělením účinnosti motoru. Spotřeba elektrické energie P1 [kW] je uvedena, když čerpadlo a hnací motor tvoří zapouzdřenou jednotku, jako je tomu u tzv. mokroběžných čerpadel. V tomto případě je dokonce běžnou praxí uvádět na typovém štítku čerpadel obě hodnoty P1 a P2. Požadovaný výkon na hřídeli P2 [kW] je uveden pro jednotky, kde jsou čerpadlo a motor spojeny spojkou nebo pevným hřídelovým spojením, tedy pro čerpadla na sucho. To je u těchto konstrukcí čerpadel nezbytné, protože k čerpadlu jsou připojeny nejrůznější konstrukce motorů – od standardního motoru IEC až po speciální motor – s různou spotřebou energie a úrovní účinnosti.

Haltedruckhöhe

Silná závislost na otáčkách čerpadla je obecně rozpoznatelná. Pokud design zůstane nezměněn, odpovídá to: Vysoká rychlost – & gt; Vysoký přídržný tlak Nízká rychlost – & gt; Nízký přídržný tlak Aby byly zohledněny případné nejistoty v návrhu pracovního bodu, je nutné tyto hodnoty při výběru čerpadla zvýšit o bezpečnostní rezervu 0,5 m. Pro výšku přídržného tlaku HH je měřením stanoveno, že při výšce přídržného tlaku HH je přípustná minimální kavitace, která:
  • Dopravní výška čerpadla ve jmenovitém bodě snížena o 3 %
  • Neumožňuje žádné zničení materiálu, které by narušilo funkci a životnost.
Vzhledem k přípustné kavitaci se stále mohou vyskytovat kavitační zvuky, z nichž některé jsou vnímány jako obtěžující. Pro eliminaci zbytkové kavitace je nutné k vypočtené minimální výšce vtoku připočítat přídavek cca + 1 až + 5 m. Tento přídavek závisí na otáčkách a provozním bodu čerpadla.