Давление и напор воды в чем разница

Подача и Напор Насоса

Подача — Q [м³/ч] — объём воды, подаваемый насосом в единицу времени. Подача насоса определяется рабочей точкой на его характеристике и кроме конструктивных особенностей зависит от частоты вращения рабочего колеса и гидравлической характеристики сети.

Оптимальная подача насоса достигается при максимальном значении коэффициента полезного действия. Фактическую подачу насоса можно определить по напорно-расходной характеристике зная создаваемый напор.

Напор — H [м.вод.ст] — разница давлений между входным и выходным патрубком насоса. Напор насоса слагается из высот, которые необходимо преодолеть жидкости.

H = Hz + (Pв – Pн)/(ρg) + dh + (С²в – С²н)/(2g)

  • Hz – геометрическая высота подъёма, м равная разнице уровней поверхности жидкости в приёмном (верхнем) и подающем (нижнем) резервуарах.
  • (Pв – Pн)/(ρg) – высота, м, соответствующая разности давлений, Па в верхнем и нижнем резервуарах;
  • dh – сумма гидравлических потерь (на трение и в местных сопротивлениях) во всасывающем и напорном трубопроводах, м;
  • (С²в – С²н)/(2g) – высота, м, соответствующая разности кинетической энергии жидкости при скорости движения Св м/с на выходе из напорного трубопровода в верхний резервуар и при скорости Сн, м/c, на входе во всасывающий трубопровод из нижнего резервуара;
  • ρ – плотность жидкости
  • g – ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с²

Если давление приложенное к поверхности жидкости в обоих резервуарах будет одинаковым, например, при открытых резервуарах, и жидкость в обоих резервуарах находится в состоянии покоя, тогда выражение определяющее напор насоса можно упростить:

Из выше приведенных выражений видно, что напор насоса поднимающего воду определяется, высотой подъёма и потерями напора в трубопроводах. В замкнутом циркуляционном кольце, (например системы отопления), напор насоса определяется суммой потерь напора на всех элементах кольца и не зависит от высоты системы и места установки насоса в ней.

Напорно-расходная характеристика — графическое отображение зависимости напора насоса от его подачи в координатах Q [м³/ч] / H [м.вод.ст]. Напорно-расходная характеристика, является основной характеристикой используемой для выбора насосов и приводится в каталогах производителей в виде графиков.

Рабочая точка насоса — точка на пересечении напорно-расходной характеристики с горизонтальной линией, проведённой с точки на оси ординат, которая соответствует развиваемому напору. Чтобы определить фактическую подачу насоса из рабочей точки опускают перпендикуляр на ось подачи (абсцисс).

Таким образом, подачу насоса определяет развиваемый им напор, который в повысительных насосах определяется высотой подъёма и потерями в трубопроводах, а в циркуляционных насосах — гидравлической характеристикой циркуляционного кольца. Так как, в циркуляционном кольце изменение потерь напора пропорционально квадрату изменения расхода проходящего через него, гидравлическая характеристика сети в координатах Q [м³/ч] / H [м.вод.ст], имеет вид параболы.

Высота всасывания — Нвс [м] — при условии забора воды из нижнего резервуара, в котором на зеркало воды действует атмосферное давление, высота всасывания насоса соответствует разнице уровней в метрах, между осью рабочего колеса и уровнем жидкости в нижнем резервуаре, за вычетом потерь напора в трубопроводе, который соединяет нижний резервуар и насос.

Подъём воды с нижнего резервуара происходит за счёт разницы давлений, при этом в рабочем колесе насоса создаётся разрежение, а на воду действует атмосферное давление. Так как атмосферному давлению соответствует столб воды высотою в 10,3 метра, а насос не может создать в рабочем колесе абсолютный вакуум — высота всасывания насоса не может превышать 8 метров.

Кавитационный запас — NPSH [м.вод.ст] — минимальное давление во всасывающем патрубке насоса обеспечивающее безкавитационную работу. Значение кавитационного запаса определяется опытным путём производителями насосов и приводится в виде графика в зависимости от подачи насоса.

Полезная мощность насоса — Nu [Вт] — соответствует энергии передаваемой жидкости в единицу времени.

Мощность на валу насоса — Nw [Вт] — механическая мощность, которая передаётся на вал насоса. Механическая мощность больше полезной, на величину гидравлических потерь и потерь на трение в рабочем колесе.

КПД насоса — η [%] — коэффициент полезного действия характеризующий степень совершенства центробежного насоса и определяется как отношение полезной мощности к мощности на валу.

Номинальный диаметр — DN — численное обозначение внутреннего диаметра присоединительных патрубков насоса общее для всех трубопроводных элементов. Номинальный диаметр насоса не имеет размерности, но его значение приблизительно равно внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода.

Ряд условных проходов DN (Ду) трубопроводных элементов регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)». Альтернативным обозначением номинального диаметра DN, распространённым в странах постсоветского пространства, был условный диаметр.

Номинальное давление — PN [бар] — наибольшее избыточное давление воды с температурой в 20°C, при котором допускается длительная работа насоса.

Альтернативным обозначением номинального давления, распространённым в странах постсоветского пространства, было условное давление. Ряд номинальных давлений PN (Ру) трубопроводных элементов регламентирован ГОСТ 26349-84 «Давления номинальные (условные)».

Читайте также:  Как подключить датчик света к лампочке

В чем разница между напором и давлением

Трудно представить себе цивилизованную жизнь без наличия систем отопления и водоснабжения. Это могут быть как центральные, так и автономные системы, предназначенные для обеспечения конкретного сооружения или комплекса. И в первом и во втором случае принципы их устройства практически ничем не отличаются, поскольку подчинены одним и тем же законам физики. Для полноценного представления характера функционирования конкретной системы, необходимого для устранения возможных проблем либо определения ключевых параметров при проектировании следует различать понятия напора и давления.

Понятие давления

С точки зрения физики под давлением понимается величина, характеризующая воздействие силы, приложенной перпендикулярно поверхности, на единицу площади данной поверхности. В международной системе единиц данная величина измеряется в паскалях, но на практике для ее характеристики чаще используют такую величину как атмосфера. Данная единица характеризует воздействие 1 килограмма на 1 квадратный сантиметр поверхности, которое равно 101325 паскалей.

Применимо к водоснабжению давление является ключевым параметром, характеризующим эффективность водопровода. Практически все устройства, подключенные к системе, не будут нормально работать без обеспечения стабильности указанного показателя. При этом, негативно на устройствах отражается как недостаточное, так и избыточное его значение.

Нормальным и достаточным считается давление в трубопроводе в диапазоне от 2,5 до 3,5 атмосферы, но идеальное значение должно составлять 4 атмосферы. Более того, это значение является минимальным необходимым для некоторых устройств, например, джакузи.

Понятие напора

Помимо давления в области гидравлики и гидродинамики используется понятие напор, которое также определяется как давление жидкости, но выражается линейным значением высоты столба жидкости над определенным расчетным уровнем. Единицей измерения указанной величины в международной системе единиц является метр. В физике различают 4 вида напора: статический (свободный), геометрический, динамический (скоростной) и потерянный.

При выполнении расчетов, необходимых при проектировании водопровода, учитывается именно свободный напор, который показывает наименьшую высоту точки забора воды над уровнем земли. На эту высоту необходимо обеспечить подъем воды, преодолевая сопротивление самого трубопровода. В строительстве норматив свободного напора является 10 метров для первого этажа здания. В случае многоэтажных конструкций для каждого этажа, начиная со второго, к показателю 1 этажа прибавляется 4 метра.

При этом проект водопровода обязательно должен учитывать необходимость обеспечения 2 крайних режимов функционирования:

  1. Обеспечение требуемого значения в условиях максимального потребления воды.
  2. Обеспечение ограниченного напора в условиях полного отсутствия потребления.

Достижение указанных условий напрямую влияет на выбор насосного оборудования, материала и диаметра трубопровода.

Сходство понятий напора и давления

Исходя из определений напора и давления, данные величины являются взаимосвязанными. В частности, последнее является результатом произведения напора (высоты столба жидкости), плотности конкретной жидкости и величины ускорения свободного падения.

Наглядно сходство указанных параметров демонстрирует устаревшая на сегодняшний день система водоснабжения, при которой давление в трубопроводах достигалось путем установки водонапорных башен. В верхней части башен размещались емкости, которые наполнялись водой в период низкого потребления и помогали насосу обеспечить необходимые параметры в периоды пикового расхода.

Отличия между напором и давлением

На бытовом уровне рассматриваемые показатели часто отождествляют, понимая под напором наглядное представление о давлении в виде линейного значения высоты. И это не лишено логики, поскольку даже в самом определении напора содержится фраза «…напор – это давление жидкости…». Вместе с тем, узкие специалисты, в частности производители насосного оборудования, различают указанные понятия.

Так, давление – это показатель, который должен быть обеспечен в трубопроводе для нормального функционирования системы водоснабжения. Но в расчетах требуемых параметров насосного оборудования оперировать смысловым значением указанного параметра достаточно проблематично. Поэтому, используется параметр напора.

При подборе параметров насоса учитывается статический напор, его падение на трубопроводе, а также количество потребителей воды из системы.

Статический напор в данном случае рассчитывается как высота, на которую необходимо поднять воду из скважины в вертикальном направлении и, при необходимости, протолкнуть в горизонтальной плоскости к потребителям. 1 метр вертикального подъема приравнивается к 10 метрам горизонтального перемещения. Полученную величину необходимо откорректировать на величину потерь из-за трения о внутреннюю поверхность труб и изгибов труб. Эти показатели определяются по специальным таблицам в зависимости от материала и диаметра трубы.

По полученным в результате расчетов данным подбираются параметры насоса с учетом запаса производительности в размере 20-30%. Выполнить такой расчет, основываясь исключительно на показателе давления, практически невозможно. А после того, как произведены вычисления напора насоса, который будет способен создать необходимое давление на выходе, осуществляется выбор материала и диаметра труб, предназначенных для монтажа всей системы водоснабжения.

Давление скважинных насосов – оптимальные значения и способы их регулирования в системе водоснабжения

Грамотный подход к устройству автономной системы водоснабжения в частном доме – это не только комфортное принятие душа и полив насаждений в саду, но и противопожарная защита строения, его отопление и многое другое. Чаще всего автономное водоснабжение обеспечивается с помощью скважины и погружного насоса достаточной мощности или насосной станции. При их подборе важен целый ряд критериев. Один из них – давление скважинных насосов, которое они могут создавать в системе.

Содержание

Напор и давление насоса – разница и взаимосвязь ↑

Напор насоса – это параметр, который в обязательном порядке рассчитывается и учитывается при покупке прибора. Под ним понимается энергия, которая передается жидкости от движущегося элемента насоса (крыльчатка, винт) и помогает преодолеть ей сопротивление труб, подняться по ним.

Обратите внимание! Величина измерения напора – метры водяного столба.

Необходимый напор прибора складывается из высот и расстояний, которые необходимо преодолеть жидкости в системе, чтобы ее излив в максимальной точке разбора был достаточным. При этом на каждый метр горизонтально проложенных труб приходится 10 м напора.

Читайте также:  Состав исполнительной документации при сдаче объекта

Давление жидкости в системе водоснабжения – это сила, с которой она давит на стенки труб при движении. Измеряется в барах. Иногда используются и атмосферы, но здесь имеется небольшая погрешность – 1 бар = 1,0197 атмосфер. Прибор, поднимающий воду на высоту 10 м, создает на выходе давление в 1 бар. Это так называемое давление нагнетания насоса.

Таким образом, если в вашем доме необходимо поднять воду на высоту 30 м, то насос должен создавать давление минимум в 3 бар. Если насосное оборудование подобрано неправильно, в системе возникли неполадки, то показатель может отклониться от нормального. Что же делать тогда?

Изменение давления в автономной системе водоснабжения ↑

Прежде чем выявлять отклонения давления в трубопроводе, необходимо узнать об оптимальных величинах.

Показатели для комфортного водопотребления ↑

Считается, что для комфортного потребления воды в частном доме достаточно 2,5-4 бар. Допустимо повышение давления до 6 бар. В характеристиках к каждому сантехническому изделию указывают минимальную и максимально допустимую величину этого показателя. Слишком высокое давление может привести к быстрому износу и выходу из строя особо чувствительной сантехники.

Если насос создает на выходе давление в 2 бара, то этого вполне достаточно для привычных процедур: принятия душа, умывания, мытья посуды, стирки и т. д. Но вот для джакузи или полива больших участков, понадобится 4 бара.

Учтите и тот момент, что домочадцы и гости могут использовать одновременно несколько точек водоразбора. По этой причине в каждой из них рекомендуется поддерживать значение в 1,5 бара.

Низкое давление в системе водоснабжения ↑

Давление может понизиться по многим причинам. Некоторые из них:

  • Активное водопотребление в жаркое время года.
  • Малый дебит скважины. В этом случае не происходит своевременного восполнения в ней запасов воды.
  • Использование слишком мощного насоса.

Способов решения проблем несколько. Это может быть замена имеющегося насоса (коррекция его мощности), установка повысительного насоса, установка насосной станции с гидроаккумулятором. Первые два способа не решат проблему, если она заключается в малом дебите скважины. В этом случае рекомендуется использовать расширительный мембранный бак.

Мембранный бак для поддержания давления в системе ↑

Мембранный бак (гидроаккумулятор) предназначен для поддержания оптимального давления в напорной системе водоснабжения загородного дома. Добавьте к нему реле давления – вот вам и насосная станция. Обратите внимание, гидроаккумулятор не создает, а именно поддерживает давление, создаваемое насосом.

Что представляет собой мембранный бак? Это емкость, внутреннее пространство которой разделено на две части мембраной. Одна часть заполнена воздухом, а в другую подается вода.

Когда вода заполняет предназначенную для нее половину, то имеет место сжимание воздуха во второй камере. Это продолжается до тех пор, пока на определенном значении не сработает реле давления и не отключит насос. Контролировать состояние системы можно с помощью манометра.

Когда в точке водоразбора открывается кран, воздух начинает давить на мембрану бака, выталкивая из него имеющуюся воду.

Обратите внимание, что в этот момент насос не работает! Он запускается автоматически в тот момент, когда давление в расширительном баке падает до заданного значения.

Использование гидроаккумулятора позволяет накапливать запас воды до тех пор, пока ее уровень в скважине не восстановится до рабочей отметки, когда насос беспрепятственно сможет ее выкачивать. В связи с этим мембранный бак имеет различные объемы. Выбирая изделие, ориентируйтесь на свои потребности в воде, мощность установленного насоса и данные в паспорте скважины.

Как понизить давление в системе водоснабжения ↑

Иногда давление в системе может быть слишком сильным. Такая ситуация возникает в случаях, когда при мощном насосе потребление воды скудное, точек ее забора мало. Решить проблему помогут редукционные клапаны или, как их называют в простонародье, редукторы. Путем снижения давления в трубопроводе они предотвращают возникновение гидроударов и существенно продляют срок эксплуатации установленной сантехники.

Редукторы врезаются в систему соответственно направлению движения воды. Они имеют два патрубка – входной и выходной. К первому вода поступает под большим давлением, а из второго – выталкивается с меньшей силой. Такой эффект достигается за счет выравнивания усилий установленной внутри редуктора надстроечной пружины и мембраны.

Таким образом, приобретая насос или устанавливая целую насосную станцию, необходимо тщательно производить расчеты. Учтите объем потребления воды, количество точек водопотребления, глубину скважины, ее дальность от дома и т.д. Неправильные или несвоевременные подсчеты приведут вас к незапланированным и в большинстве случаев необоснованным тратам.

Не можете справиться самостоятельно? Пригласите специалистов. Они выполнят не только все расчеты, но и помогут подобрать гидротехническое оборудование, установят его должным образом.

Видео: выбор и установка насоса ↑

Давление и напор воды – в чем может быть подвох?

Суть в том, что давление горячей воды в квартире составляет 5.5-7.5 атм, холодной

2.5 атм. Казалось бы, напор горячей воды должен быть архибольшой, но на деле он меньше, чем холодной. В чем может быть причина, где искать неполадку?

darkstar , здравствуйте еще раз
Вы вот слово “давление” пишете – это понятно. Потом слово “напор” – а это не “народное” ли назвние давления? Непонятно.

darkstar написал :
В чем может быть причина, где искать неполадку?

Да где угодно,вплоть до обратного клапана,встроенного в счетчик.

Давление – это то, что показывает маномер, а под “напором” обычно понимают пользователи, когда открывают кран, т.е. поток воды.

ДОКА написал :
Да где угодно,вплоть до обратного клапана,встроенного в счетчик.

Да нет никакого счетчика.

darkstar написал :
В чем может быть причина, где искать неполадку?

Как можно давать советы не зная, какая у вас схема.
Где-то заужено сечение засором – где это может быть – вам на месте виднее.

Читайте также:  Объект повышенной опасности определение

А Вы посмотрите на давление при открытом кране. Если существенно падает – значит заужение идет ДО манометра. Если нет – значит после. Причина “малого напора” при большом давлении может быть только одна: где-то узко.

А как должно падать давление “по правильному”? У нас оно падает не более 10%. Кстати, манометр стоит на фильтре тонкой очистки. Я не пойму, что там сначала идет – фильтр или манометр?

Манометры на фильтре- никакого класса точности. Могут показывать все что угодно

J.Walker написал :
А Вы посмотрите на давление при открытом кране. Если существенно падает – значит заужение идет ДО манометра. Если нет – значит после. Причина “малого напора” при большом давлении может быть только одна: где-то узко.

Спасибо за советы! Наконец разобрался – оказалось, что почему-то вентиль редуктора был выкручен, т.е. он установлен на пониженное давление. Подкрутил и все исправилось. Теперь буду переставлять его не после, а до фильтра тонкой очистки (с манометром).

darkstar написал :
Теперь буду переставлять его не после, а до фильтра тонкой очистки

А вот это не правильно! Убьете редуктор.

Johnson26 написал :
А вот это не правильно! Убьете редуктор.

А что там убивать? Седло пружинного клапана? Кстати, фильтр грубой очистки остается. Что же, по-вашему я должен два манометра ставить – до и после редуктора? Еще вопрос: в конструкции редуктора с противоположной стороны от регулировочного винта есть пластмассовая пробочка (для слива воды, что ли). Так нельзя ли тогда эту пробку поставить на фильтр тонкой очистки вместо манометра, а сам манометр вместо нее? Будет ли он показывать давление до клапана или после него?

Как увеличить напор воды из трубы?

Имеется входная труба 1 1/2 дюйма(полтора дюйма), и выходная труба 1/2 дюйма (полдюйма) – т.е. в три раза меньше.

Давление воды 4атм.

В колонке(1 1/2 дюйма) ведро 15л набирается за 1.5минуты

В доме (1/2 дюйма) ведро воды 15л набирается за 3минуты

Вопрос – как увеличить напор(расход, количество литров в секунду)?

Или даже так: можно ли увеличить выход воды не меняя всю трубу от колонки до дома.

Во, даже картинку нарисовал, чтобы разобраться.

Вопрос два: Сильно ли изменится расход (вроде бы так в гидравлике называется кол-во л/с) в случаях 1-4?

Вопрос три: Имеет ли смысл после узкой трубы ставить 1-5м широкой трубы (случай 3 и 4) для увеличения расхода?

P.s. Я понимаю что изгибы трубы тоже влияют на расход (читал где-то), но мне бы по-проще как-то объяснить, чтобы понять. Потому что я долгое время считал давление основным показателем влияющим на количество воды в единицу времени, а оно оказывается у меня постоянное (4атм) и на входе и на выходе. ((((

P.p.s. Ещё есть подозрение что труба от колонки до дома сильно заросла ржавчиной и имеет диаметр куда меньше заявленных выше 1/2 дюйма.

Коммент для минусов добавил.

Дубликаты не найдены

ну для начала не стоит путать понятия расхода и напора, расход это объем жидкости в ед. времени ( л/с, м3/час), а напор это давление ( м вод.ст.).

Расход зависит от диаметра трубопровода и скорости движения.

Напор зависит от источника давления (насоса) и чем больше сопротивлений в трубопроводе (отводов, сужений трубопровода) тем он становится меньше по ходу движения жидкости.

и собственно ответ на вопрос:

Если твой насос (источник давления) достаточно мощный и дает хороший напор, то все четыре варианта картинки пофигу, количество литров в секунду будет выдавать труба одинаково, только с узкой трубой скорость потока будет больше, а с большой трубой скорость меньше.

И равен этот расход будет производительности насоса.

во первых вы путаете давление и напор, у этих понятий хоть и одинаковая величина но смысл разный. напор можно применить только к движущейся воде.

второе вы путает мощность с типом насоса. можно поставить дохера мощный насос но создаваемое им давление можно заткнуть пальцем с другой стороны игрушечный насос может создавать давление в сотни бар.

опятьже производительность насоса это вообще не расход.

во первых вы путаете давление и напор, у этих понятий хоть и одинаковая величина но смысл разный. напор можно применить только к движущейся воде.

второе вы путает мощность с типом насоса. можно поставить дохера мощный насос но создаваемое им давление можно заткнуть пальцем с другой стороны игрушечный насос может создавать давление в сотни бар.
опятьже производительность насоса это вообще не расход.

В примере под понятием “мощный насоса” имелось ввиду источник давления, другими словами насос с большим напором (или давлением если о насосах объемного типа говорить). И опять же, производительность насоса в закрытой системе насос – труба – потребитель, это есть не что иное как расход жидкости в этой трубе (мы говорим о номинальном режиме работы насоса, не усложняя частотными регулированиями, перепусками на насосе, выходах на номинальный режим работы центробежного насоса и т.д.)

Оцените статью
Добавить комментарий