Obliczanie natężenia przepływu pompy wodnej
Na podstawie projektowanej objętości wody i liczby pomp można obliczyć projektowe natężenie przepływu pojedynczej pompy. Wzór obliczeniowy jest następujący:
Q = Qcałkowity / n
Gdzie,
P-Projektowe natężenie przepływu pojedynczej pompy (m3/h);
Qcałkowity-Średnie godzinne tempo realizacji projektu (m.in3/h);
n-Liczba pomp.
Warto wspomnieć, że w projektach o małych przepływach zwykle stosuje się dwie pompy, jedną pracującą, drugą w trybie gotowości; w projektach o dużych przepływach można zastosować trzy pompy, dwie pracujące i jedną w trybie gotowości.
Podczas pracy obie pompy pracują jednocześnie. Jeżeli pompa pracująca ulegnie awarii, zostaje zastąpiona przez pompę rezerwową. Uszkodzoną pompę można zdemontować w celu naprawy. Dlatego inwestycja w pompę rezerwową jest bardziej ekonomiczna niż pompa pracująca i pracująca w konfiguracji rezerwowej.
Na koniec należy zauważyć, że w przypadku stosowania wielu pomp należy wybierać w miarę możliwości pompy tego samego modelu, aby ułatwić konserwację i zarządzanie.
Obliczanie wysokości podnoszenia pompy
Jak dobrze wiadomo, całkowita wysokość podnoszenia pompy zależy od trzech czynników: wysokości ssania pompy, wysokości podnoszenia pompy i straty ciśnienia w rurociągu. Dlatego też po określeniu natężenia przepływu pompy, średnicy rury i układu rurociągu można określić wysokość projektową pompy.
H Większe lub równe h1 + h2 + h3 + h4
Gdzie,
H-Całkowita wysokość podnoszenia pompy (m);
h1 – Strata ciśnienia rury ssącej (m), ogólnie obejmująca wylot dzwonu ssącego, kolano 90 stopni, odcinek prosty, zawór, reduktor itp.;
h2 – Strata ciśnienia na rurze tłocznej (m), ogólnie obejmująca reduktor, zawór zwrotny, zawór, krótką rurę, kolano (lub trójnik) 90 stopni, odcinek prosty itp.;
h3 – Różnica pomiędzy najniższym poziomem wody roboczej w studzience a najwyższym wymaganym poziomem wody podnoszącej (m);
h4 – Głowa bezpieczeństwa (m), którą można oszacować na 0,5–1,0 m, szacując wysokość głowy. Należy jednak zachować ostrożność podczas stosowania tej wartości w szczegółowych obliczeniach, aby uniknąć odchyleń od punktu pracy.
Warto zauważyć, że w przypadku projektów oczyszczania ścieków główną funkcją pompy jest podnoszenie elewacji, a nie dostarczanie wody na duże odległości. Rurociąg dostarczający wodę jest na ogół krótki, a straty tarcia wzdłuż rurociągu są znikome.
Dlatego stratę ciśnienia należy obliczyć jedynie na podstawie lokalnej utraty rezystancji. Specyficzny wzór obliczeniowy jest następujący:
hx=ξx·[(Vx^2)/(2g)]
Gdzie,
x-1, 2 (1 rura ssawna, 2 rura tłoczna);
h-suma lokalnych strat ciśnienia (m);
ξ-suma lokalnych współczynników oporu;
v-prędkość przepływu w rurze (obliczona na podstawie natężenia przepływu pompy i średnicy rury);
g-przyspieszenie grawitacyjne, 9,81 m/s².
Należy zauważyć, że w przypadku zastosowania pompy głębinowej można pominąć stratę ciśnienia na rurze ssącej h1 (1 rura ssąca).
Zasady doboru pompy
Generalnie producenci pomp udostępniają krzywe charakterystyki przepływu-wzniesienia (H-Q) i krzywe wydajności-przepływu (η-Q) dla każdej produkowanej przez siebie pompy. Dla każdego konkretnego projektu obliczana jest wymagana wysokość pompy (Hc) i natężenie przepływu (Qc), reprezentowane przez konkretny punkt współrzędnych C na powyższym schemacie.
Zasady doboru pompy są następujące:
1) Krzywa H-Q wybranej pompy musi jednocześnie spełniać wymagania zarówno dotyczące natężenia przepływu, jak i wysokości podnoszenia.
Idealnie byłoby, gdyby punkt C znajdował się na krzywej, ale w rzeczywistych projektach jest to rzadkie. W takich przypadkach wysokość punktu pracy pompy musi być nieco wyższa niż wysokość projektowa, przy jednoczesnym zapewnieniu wydajności (krzywa H-Q wybranej pompy musi być nieco wyższa niż wymagany punkt C).
2) Ogólnie rzecz biorąc, punkt pracy pompy nie będzie punktem najwyższej wydajności, ale powinien być blisko niego, aby zapewnić wydajną pracę (Qc powinno znajdować się w pobliżu szczytu krzywej η-Q).
Ponadto, ponieważ poziom wody w zbiorniku zmienia się podczas pracy pompy, pompa lub zespół pompowy powinien podczas tych zmian pracować w swojej-strefie wysokiej wydajności.