Odpływ wody deszczowej QR

r 5/2 Pięciominutowy deszcz, którego statystycznie należy się spodziewać raz na 2 lata r 5/100 Pięciominutowy deszcz, którego statystycznie należy się spodziewać raz na 100 lat

Jako przykłady podano wartości dla wielu niemieckich miast w normie DIN 1986-100. Wartości różnią się od r 5/2 = 200 do 250 l / (s ha) lub r 5/100 = 800 l / (s ha) [1 ha = 10000 m²]. Informacje o zdarzeniach deszczowych można uzyskać od lokalnych władz lub alternatywnie od Niemieckiej Służby Pogodowej. Wartości odniesienia podano w DIN EN 1986-100 Załącznik A. W przypadku braku wartości należy przyjąć r T (n) = 200 l / (s ha). Ze względów ekonomicznych i w celu zapewnienia zdolności do samooczyszczania systemy przewodów i związane z nimi elementy systemu kanalizacji deszczowej należy zwymiarować pod kątem średniej wielkości opadów. Obliczony deszcz mieści się w zakresie normy DIN 1986-100 jako wyidealizowane zdarzenie deszczowe (deszcz blokowy) o stałym natężeniu deszczu przez 5 minut. Jednoroczność (T n ), która ma być stosowana w każdym przypadku dla przypadku projektowego, jest określona przez zadanie. Zdarzeń deszczu powyżej obliczonego deszczu (r 5/2 ) należy się spodziewać zgodnie z planem.

Krzywa pompy

Krzywa krzywej pompy jest zakrzywiona i opada na wykresie od lewej do prawej wraz ze wzrostem natężenia przepływu. Nachylenie krzywej charakterystycznej zależy od konstrukcji pompy, aw szczególności od konstrukcji wirnika. Cechą charakterystyczną krzywej pompy jest wzajemna zależność natężenia przepływu i wysokości podnoszenia. Każda zmiana głowicy podającej zawsze powoduje zmianę natężenia przepływu. Duże natężenie przepływu – & gt; niska głowa Małe natężenie przepływu – & gt; duża głowa Chociaż tylko zainstalowany system rurociągów, ze względu na opór własny, dyktuje, jaki przepływ jest przenoszony przy danej wydajności pompy, dana pompa może zawsze przyjąć tylko jeden punkt pracy na swojej charakterystyce. Ten punkt pracy stanowi punkt przecięcia krzywej pompy z odpowiednią krzywą sieci rurociągów. Oprócz charakterystyki Q-H, w pompach odśrodkowych często można znaleźć następujące krzywe charakterystyczne:
  • wydajność
    • Moc na wale P 2 (Q)
    • Pobór mocy P 1 (Q) (często z zatapialnymi pompami silnikowymi i pompami mokrymi)
  • wydajność
    • Sprawność hydrauliczna η hydr (Q)
    • Sprawność ogólna η tot (Q) (często z zatapialnymi pompami silnikowymi i pompami z mokrym wirnikiem)
  • NPSH wymagane NPSH wymagane (Q)
  • Prędkość n (Q)
& nbsp;

Obliczanie charakterystyki systemu

Niezbędną wysokość tłoczenia pompy w nierozgałęzionym rurociągu otrzymuje się z równania BERNOULLI dla jednowymiarowych, stacjonarnych przepływów mediów nieściśliwych: p in , p out = ciśnienia podczas zasysania lub odprowadzania poziomów cieczy ρ = gęstość cieczy g = przyspieszenie ziemskie (9,81 m / s²) H geo = statyczna różnica wysokości między poziomem cieczy w zbiorniku po stronie ssawnej i tłocznej H l, tot = całkowita strata tarcia w rurze między wlotem a wylotem v in , v out = średnie prędkości przepływu w zbiornikach po stronie ssącej i tłocznej Zgodnie z prawem ciągłości, średnie prędkości przepływu w zbiornikach po stronie ssącej i ciśnieniowej są przeważnie nieznacznie małe i mogą być pominięte, jeśli powierzchnie zbiorników są stosunkowo duże w porównaniu z powierzchniami rurociągów. W tym przypadku powyższy wzór jest uproszczony do: Część statyczna charakterystyki systemu, czyli część niezależna od prędkości przepływu, a tym samym od natężenia przepływu, to: W przypadku systemów zamkniętych ta wartość wynosi zero. Całkowita wielkość strat składa się ze strat ze wszystkich elementów linii ssącej i ciśnieniowej. Przy wystarczająco dużych liczbach REYNOLDS jest proporcjonalna do kwadratu strumienia objętości. g = przyspieszenie ziemskie (9,81 m / s²) H l, tot = całkowita utrata tarcia między wejściem a wyjściem v i = średnie prędkości przepływu przez pole przekroju rury i A i = charakterystyczna powierzchnia przekroju rury ζ i = współczynnik strat tarcia dla rur, kształtek itp. Q = natężenie przepływu k = współczynnik proporcjonalności W podanych warunkach można teraz określić parabolę charakterystyki systemu: Współczynnik proporcjonalności k jest określany na podstawie pożądanego punktu pracy. Przecięcie charakterystyki systemu z krzywą dławienia specyficzną dla pompy (charakterystyka pompy) przedstawia rzeczywisty punkt pracy.

Charakterystyka systemu

Charakterystyka systemu składa się z części statycznej i dynamicznej. H A = H A, 0 + H v (Q) Charakteryzuje się głównie statyczną różnicą wysokości H Geo między poziomami cieczy w zbiorniku ssawnym i ciśnieniowym oraz stratami tarcia H v w całym układzie przepływu cieczy. Składowa statyczna H A, 0 jest niezależna od natężenia przepływu (a tym samym od natężenia przepływu). Zawiera geodezyjną różnicę wysokości oraz różnicę ciśnień między zbiornikiem ssawnym i ciśnieniowym lub punktem wejścia i wyjścia rozpatrywanego systemu. Przy obiegach zamkniętych (np. obieg grzewczy) wysokość statyczna wynosi zawsze zero. Część dynamiczna charakterystyki opisuje straty w rurach, które zależą od natężenia przepływu. W przypadku turbulentnego przepływu płynów NEWTON przy stałych współczynnikach strat elementów układu, krzywa charakterystyczna daje parabolę kwadratową. Jeśli znana jest wysokość statyczna i docelowy punkt pracy, charakterystyka systemu może być wyświetlana z wystarczającą dokładnością.

Wybór pompy

Jeżeli określony punkt pracy instalacji grzewczej leży pomiędzy dwiema charakterystykami pompy, zaleca się wybór mniejszej. Związane z tym zmniejszenie natężenia przepływu nie ma znaczącego wpływu na efektywną moc grzewczą w systemie grzewczym. Z drugiej strony istnieją zalety, takie jak zmniejszony poziom hałasu, niższe koszty zakupu i lepsza efektywność ekonomiczna. W technice grzewczej niedoszacowanie obliczonego strumienia objętości do ok. 10% jest powszechne. Aby uniknąć kawitacji (tworzenie się pary wewnątrz pompy), w króćcu ssawnym pompy musi być zawsze wystarczające nadciśnienie (wysokość wlotu) w porównaniu z ciśnieniem pary medium transportowego. W przypadku pomp pracujących na mokro minimalna wysokość ssania jest określona jako miara wymaganego nadciśnienia. Informacje NPSH są zwykle używane w przypadku silników suchobiegowych.

Punkt projektowy pompy

Jest on określany przez natężenie przepływu i wysokość podnoszenia przy odpowiedniej prędkości roboczej. Podczas pompowania mediów o dużej lepkości, charakterystyka pompy, a tym samym również punkt projektowy, przesuwa się w porównaniu z krzywą charakterystyki zarejestrowaną dla wody.

Punkt projektowy systemu (docelowy punkt pracy)

Punkt składa się ze strumienia objętości Q i wydajności H. Aby obliczyć punkt obliczeniowy, najpierw określa się wymagany przepływ objętościowy (wydajność pompy). Może to zależeć od różnych parametrów w zależności od zastosowania (np. zapotrzebowanie na ciepło dla systemów grzewczych, ilość ścieków itp.). Za pomocą obliczonego strumienia objętości wyznaczane są straty tarcia rurociągu, które razem z podnoszeniem statycznym dają sumaryczną wysokość podnoszenia pompy. Jeżeli dla aplikacji jest określone minimalne natężenie przepływu, a nie jest to osiągane dla obliczonego natężenia przepływu, znamionowe natężenie przepływu jest dostosowywane tak, aby osiągnąć minimalne natężenie przepływu. Pompa pracuje wtedy w trybie wyłączenia (nieciągła). Punkt projektowy systemu to pożądany punkt pracy (docelowy punkt pracy) dla doboru pompy. W przypadku pomp standardowych zwykle występuje odchylenie między pożądanym a rzeczywistym punktem pracy. Dopuszczalne odchylenie zależy od obszaru zastosowania i jest częściowo regulowane przez obowiązujące normy. W przypadku pomp z regulacją prędkości prędkość pompy jest modyfikowana tak, aby dokładnie osiągnąć docelowy punkt pracy. Umożliwia to wydajną pracę, szczególnie w przypadku systemów, które pracują w różnych stanach obciążenia (np. systemy grzewcze). W zależności od konstrukcji pompy dostępne są dalsze opcje dostosowania charakterystyki pompy do docelowego punktu pracy. Oprócz zmiany prędkości szeroko stosowane są następujące metody:
  • Wyłącz wirnik
  • Regulacja kąta łopatek dla pomp osiowych
  • Ograniczanie
  • Omiń

Zapotrzebowanie mocy pompy

Zapotrzebowanie na moc lub pobór mocy pompy jest zatem również pokazane na wykresie, takim jak hydrauliczna wydajność pompy.
  • Pokazano zależność mocy napędu pompy od natężenia przepływu.
  • W przypadku wielu typów pomp maksymalne zapotrzebowanie mocy pompy osiągane jest również przy maksymalnym natężeniu przepływu.
Silnik napędowy pompy jest przystosowany do tego punktu, jeśli pompa pracuje na całej charakterystyce. Mniejsze pompy (np. pompy obiegowe ogrzewania) są zwykle wyposażone w silniki umożliwiające pracę na całej charakterystyce. Zmniejsza to liczbę typów, a w rezultacie zapewnia prostsze przechowywanie części zamiennych. W przypadku większych pomp zazwyczaj oferowanych jest kilka opcji silnika, aby można było wybrać odpowiedni napęd w zależności od warunków pracy. Jeśli obliczony punkt pracy pompy wynosi np. B. w przedniej części krzywej charakterystycznej można wybrać mniejszy silnik napędowy zgodnie z powiązanym zapotrzebowaniem na moc. W takim przypadku jednak istnieje ryzyko przeciążenia silnika, jeśli rzeczywisty punkt pracy jest przy wyższym natężeniu przepływu niż obliczono (charakterystyka sieci rurociągów jest bardziej płaska). Ponieważ w praktyce zawsze należy oczekiwać przesunięcia punktu pracy, silnik napędowy pompy pracującej na sucho powinien być o ok. 5 – 20% większy niż wymaga tego zapotrzebowanie na moc. Przy obliczaniu kosztów eksploatacji pompy należy dokonać podstawowego rozróżnienia pomiędzy zapotrzebowaniem mocy mechanicznej pompy P2 [kW] (moc na wale lub moc sprzęgła) a poborem mocy elektrycznej silnika napędowego P1 [kW]. Te ostatnie informacje są podstawą do kalkulacji kosztów operacyjnych. Jeśli określono tylko zapotrzebowanie na moc P2, można je przeliczyć na pobór mocy P1 dzieląc go przez sprawność silnika. Pobór mocy elektrycznej P1 [kW] określa się, gdy pompa i silnik napędowy tworzą jedną hermetyczną jednostkę, jak ma to miejsce w przypadku tzw. pomp pracujących na mokro. W takim przypadku powszechną praktyką jest nawet wskazywanie obu wartości P1 i P2 na tabliczce znamionowej pompy. Wymagana moc na wale P2 [kW] jest podana dla jednostek, w których pompa i silnik są sprzężone poprzez sprzęgło lub sztywne połączenie na wale, tj. dla pomp pracujących na sucho. Jest to konieczne w przypadku tych konstrukcji pomp, ponieważ do pompy dołączone są najróżniejsze konstrukcje silników – od silników standardowych IEC po silniki specjalne – o różnym poborze mocy i poziomach wydajności.

Dodatnia wysokość ssania netto (NPSHr)

Powszechnie dostrzegalna jest silna zależność od prędkości pompy. Jeśli projekt pozostaje niezmieniony, odpowiada to: Wysoka prędkość -> Wysokie ciśnienie trzymania Niska prędkość -> Niskie ciśnienie trzymania W celu uwzględnienia ewentualnych niejasności w projektowaniu punktu pracy wartości te należy przy doborze pompy zwiększyć o margines bezpieczeństwa 0,5 m. W przypadku wysokości ciśnienia trzymania HH z definicji metrologicznie określa się, że minimalna kawitacja jest dopuszczalna na wysokości ciśnienia trzymania HH, która:
  • Wysokość podnoszenia pompy w punkcie nominalnym zmniejszona o 3%
  • Nie dopuszcza do żadnych zniszczeń materialnych, które mogłyby pogorszyć funkcjonalność i żywotność.
Ze względu na dopuszczalną kawitację mogą nadal występować odgłosy kawitacyjne, z których niektóre są odbierane jako irytujące. Aby wyeliminować kawitację resztkową, konieczne jest dodanie naddatku około + 1 do + 5 m do obliczonej minimalnej wysokości wlotu. Dodatek ten zależy od prędkości i punktu pracy pompy.