Немного теории о самовсасывающих насосах

     Часто заказчики спрашивают и спорят: «Почему же это самовсасывающие насосы не могут работать для подачи воды с глубины более 9 метров?». Они путают самовсасывающий насос и самовсасывающий насос с выносным эжектором.
     Насосы с выносным эжектором более сложны в конструкции. При выносном устройстве эжектора отдельно от насоса устанавливается дополнительный бак, в который поступает вода. В нем создается необходимый напор для работы и дополнительное разряжение, чтобы облегчить нагрузку насоса. Сам эжектор подключается в погружаемой части трубопровода. Для его работы необходимо прокладывать две трубы в скважину, что накладывает некоторые ограничения на минимально допустимый диаметр скважины.

	Насосы со встроенным или выносным эжектором: Pedrollo JDW (смотреть файл pdf. >>> ) Calpeda NG (смотреть файл pdf. >>> ) Speroni AP-APM 75-100 (смотреть файл pdf. >>> ) Speroni AP-APM 150-200 (смотреть файл pdf. >>> ) Speroni CAM 150-200 (смотреть файл pdf. >>> )

     Такое конструктивное решение снижает КПД системы до 30-35%, однако позволяет добывать воду из глубоких скважин до 50 метров, а также существенно снижает шум работающей насосной станции.
     Но вернёмся  к самовсасывающим насосам. Из истории известно, что в 1640 г. итальянский герцог Тосканский решил соорудить фонтан на при своём дворце. Для подачи воды из озера был построен трубопровод и насос большой длины, каких до этого еще не строили. Но оказалось, что система не работает — вода в ней поднималась только до 10,3 м над уровнем водоёма.

     Никто не мог объяснить, почему так происходит, пока ученик Галилея — Э. Торичелли не высказал мысль, что вода в системе поднимается под действием тяжести атмосферы, которая давит на поверхность озера. Столб воды высотой в 10,3 м в точности уравновешивает это давление, и поэтому выше вода не поднимается. Торичелли взял стеклянную трубку с одним запаянным концом и другим открытым и заполнил ее ртутью. Потом он зажал отверстие пальцем и, перевернув трубку, опустил ее открытым концом в сосуд, наполненный ртутью. Ртуть не вылилась из трубки, а только немного опустилась. Столб ртути в трубке установился на высоте 760 мм над поверхностью ртути в сосуде. Вес столба ртути сечением в 1 см2 равен 1,033 кг, т. е. в точности равен весу столба воды такого же сечения высотой 10,3 м. Именно с такой силой атмосфера давит на каждый квадратный сантиметр любой поверхности, в том числе и на поверхность нашего тела.
Точно также, если в опыте с ртутью вместо неё в трубку налить воды, то столб воды будет высотой 10,3 метра.
     Из физики известно:
     Давление столба жидкости (Р) равно произведению ускорения свободного падения (g), плотности жидкости (ρ) и высоты столба жидкости (h):
                                             P = ρ x g x h

Из этой формулы видно, что чем меньше атмосферное давление (P), тем на меньшую высоту может подняться жидкость (т.е. чем выше над уровнем моря, например в горах, тем с меньшей глубины может всасывать насос). Также из этой формулы видно, что чем меньше плотность жидкости, тем с большей глубины можно её выкачивать, и наоборот, при большей плотности глубина всасывания уменьшится.

     Почему же в расчетах получился столб жидкости высотой 10,3 м, а насосы всасывают только с 9 метров?
Ответ достаточно простой:
- во-первых, расчет выполнен при идеальных условиях,
- во-вторых, любая теория не дает абсолютно точных значений, т.к. формулы эмпирические.
- и в-третьих, всегда существуют потери: во всасывающей линии, в насосе, в соединениях.
Исходя из этого  - не возможно в обычных водяных насосах создать разряжение, достаточное для того, чтобы вода поднялась выше 9 метров.

      Итак, какие выводы из всего этого можно сделать:
1. Насос не всасывает жидкость, а лишь создает разряжение на своём входе (т.е. уменьшает атмосферное давление во всасывающей магистрали). Вода выдавливается в насос атмосферным давлением.
2. Чем больше плотность жидкости (например, при большом содержании в ней песка), тем меньше высота всасывания.
3. Рассчитать высоту всасывания (h) можно, зная, какое разряжение создает насос и плотность жидкости по формуле:

                                           h = P / ( ρ* g) - x,

где P – атмосферное давление, ρ - плотность жидкости. g – ускорение свободного падения, x – величина потерь (м).

     Эта формула может использоваться для расчета высоты всасывания при нормальных условиях и температуре до +30°С.
Также хотим обратить внимание, что высота всасывания зависит
- от вязкости жидкости,
- длины и диаметра трубопровода
- температуры жидкости.

Если увеличить температуру жидкости до +60°С, высота всасывания уменьшается почти в два раза., так как возрастает давление насыщенных паров в жидкости. В любой жидкости всегда присутствуют пузырьки воздуха. Наверное, все видели, как при закипании сначала появляются маленькие пузырьки, которые затем увеличиваются, и происходит кипение. То есть. при кипении, давление в пузырьках воздуха становится больше, чем атмосферное. Давление насыщенных паров и есть давление в пузырьках. Увеличение давления насыщенных паров приводит к тому, что жидкость закипает при более низком давлении. А насос, как раз и создает в магистрали пониженное атмосферное давление.
То есть при всасывании жидкости при высокой температуре, существует возможность её закипания в трубопроводе. А никакие насосы не могут всасывать кипящую жидкость.

Гор.: 044 2213696, МТС - 095 1017755 , Киевстар - 098 1017788, Life  - 093 1017788,

электронный адрес gidromash@ukr.net