ИЗМЕРЕНИЕ НАПОРА НАСОСА
Измерение давления и определение напора насоса.
Определение рабочей точки насоса.
Что нужно учитывать при измерении давления.
  • ЧТО ТАКОЕ ПОЛНЫЙ НАПОР НАСОСА.
  • СВЯЗЬ ДАВЛЕНИЯ И НАПОРА.
  • ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ.
  • ТРЕБОВАНИЯ К УСТАНОВКЕ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ.
  • ОШИБКИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ДАВЛЕНИЯ.
ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ПРАВИТЛЬНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ.
Точность измерений зависит от следующих факторов
  1. Исправность приборов. Приборы должны быть поверены аттестованы.
  2. Правильности их установки приборов.
  3. Правильность выбора прибора с точки зрения диапазона измерения.
ПОЛНЫЙ НАПОР НАСОСА
  • Для начала давайте вспомним уравнение Бернулли. Полная энергия потока жидкости обладает кинетической и потенциальной энергией. Кинетическая энергия определяется скоростным напором потенциальная энергия гидростатическим напором и высотой подъема h. В случае идеальной жидкости полная энергия остается постоянной.
  • Полный напор насоса определяется следующей формулой это разница полного напора на выходе из насоса и на входе в насос.
СВЯЗЬ ДАВЛЕНИЯ И НАПОРА
Проблема при измерении напора манометром
Даже если маркировка манометра указывает метры, он в реальности измеряет давление.
Если плотность жидкости разная, то какой напор вашего насоса???
p – давление, Па
Н – напор, м
ρ – плотность жидкости, кг/м3

Нам необходимо знать напор насоса для того чтобы понять в каком режиме он работает. Но измеряем мы давление. Поэтому необходимо понимать связь давления и напора. Связь напора и давления определяется следующей формулой. Если мы имеем дело с жидкостями разной плотности при одном и том же давлении напор т.е. высота столба жидкости будут разными. Давайте рассмотрим три варианта - вода плотность 1000 кг/м3, дизельное топливо, плотность 845 кг/м3 и пульпа, плотность 1200 кг/м3. При давлении 5 бар высота столба жидкости будет разной.
p = 5 бар= 500 кПа
ρвода = 1000 кг/м3 Hвода = 50,96 м
ρдизтопливо = 845 кг/м3 Hдиз.топливо = 60,3 м
ρпульпа = 1200 кг/м3 Hпульпа = 42,47 м
При одном и том же давлении высота столба жидкости разная

Напор насоса не зависит от плотности жидкости поэтому при одном и том же напоре давления будут разными.
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ИХ СВЯЗЬ
1 бар = 100 000 Па.
1МПа = 10 бар.
1 кгс/см2 = 98066,5 Па ~100 000 Па

Упрощенные зависимости давления и напора.
Для воды температурой 20 С.
1 кгс/см2 = 10 м
1 бар = 10 м
1 МПа=10 бар = 10 кгс/см2 = 100 м.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ.
МАНОМЕТРЫ.
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ.
ЦИФРОВЫЕ МАНМЕТРЫ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ЗАПИСИ ПОКАЗАНИЙ.

Измерения давления насоса на всасывющей и нагнетательной линии должны быть выполнены как можно ближе к насосу. Если невозможно сделать измерения на линии всасывания, то необходимо сделать отметку об этом в журнале измерений, но измерение давления в линии нагнетания является обязательным.
Попытаться оценить величину давления на входе косвенным методом.
МАНОМЕТРЫ
Механические манометры в которых в качестве чувствительного элемента выступает С образная трубка Бурдона до настоящего времени наиболее распространенный прибор измерения давления.
Основная проблема – точность показаний манометра.
Необходимо использовать только поверенные приборы.
Но и это не является гарантией правильных показаний.
При проведении аудита необходимо перепроверить показания установив другой манометр.
Механические манометры чувствительны к скачкам давления и гидроударам.
На рисунке показана нередкая ситуация. Манометр что то показывает но можно ли верить этим показаниям большой вопрос.
При пуске насоса необходимо закрывать линию идущую к манометру. Для исключения гидроудара особенно при первом пуске.
После заполнения насоса удостовериться, что в линии нет воздуха при необходимости выпустить воздух.


Датчики давления.
Датчики давления являются более надежными приборами измерения давления.
Места установки приборов для измерения давления.
Помимо исправности приборов на результат большое влияние оказывает место установки приборов. Зачастую этим пренебрегают и получают неверные результаты.
L1 L2 - два диаметра трубопровода.

Необходимо выбрать базовую плоскость для сравнения от которой будут определятся все геодезические высоты установки приборов измерения давления.
При измерении давления на общем коллекторе необходимо учесть потери в трубопровода от насоса до общего коллектора и разницу в высоте установке манометра относительно мановакууметра на входе в насос относительно плоскости сравнения .
Формула вычисления напора насоса. ГОСТ 6134. "Насосы динамические методы испытаний".
Hи - напор насоса, разница полных напоров на выходе и входе в насос.
Qи - подача насоса измеренная, м3/ч.
pМ1 - показание манометра на всасывающем трубопроводе, Па
pМ2 - показание манометра на напорном трубопроводе, Па.
Z= (Zм2 - Zм1 ) - - расстояние по вертикали между отметками положения приборов измерения давления на выходе и входе в насос, м.;
ρ - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3
d1, d2 - внутренний диаметр соответственно подводящего и отводящего трубопроводов в местах измерения давления, м;

Определение давления косвенными способами
Давление на входе в насос.
Если жидкость подается в насос из резервуара и всасывающий трубопровод достаточно короткий с малым сопротивлением, то высоту уровня жидкости в резервуаре относительно оси рабочего колеса насоса.
Можно принять напор Нвсас как напор на входе в насос или рассчитать давление на входе в насос с использованием величины Нвсас по формуле:
рвх = ρgНвсас
Например:
Нвсас = 2 м, рвх = ρgНвсас =1000*9,81*2=19620 Па =0,2 кгс/см2
Если всасывающая линия не имеет большого сопротивления!!!


Ошибки при измерении давления и определении напора насоса.
  1. Отсутствие приборов измерения давления. Измерение давления только на нагнетании.
  2. Неисправные приборы.
  3. Неверная установка приборов.
  4. Пренебрежение скоростным напором.
  5. Ошибки при установке приборов измерения давления.
  6. Воздух в трубках, подвода от трубы до манометров.
  7. Выбор приборов с неверным диапазоном измерения. Величина давления должна находится в диапазоне ¾ шкалы.
  8. Пульсации стрелки манометра в широком диапазоне. (необходимо применить демпфирующее устройство)
Измерение давления на входе и на выходе насоса.
Давление необходимо измерять на входе и на выходе насоса!!!
Очень часто давление на входе в насосе не измеряется. Особенно это важно для низконапорных насосов.
Место установки приборов измерения давления L1=2Dвх L2 = 2Dнагн
Неверно установленная прокладка между фланцами.
Измеренный напор насоса меньше реального.
Измеренный напор насоса меньше реального.
В районе заусенца скорость жидкости больше а давление ниже по сравнению с давлением в потоке. В районе заусенца растет скорость жидкости и снижается давление. Это может повлиять на точность измерений. Показания манометра будут меньше. Для того чтобы это исключить необходимо контролировать визуально качество выполненного отверстия.
Манометры и вакуумметры должны быть надежно закреплены и подсоединены к точкам измерения, расположенным на фланцах насоса или рядом с фланцами. Трубопроводы имеют спиральную форму для гашения колебаний давления.
В целях безопасности перед этими приборами следует установить запорные и выпускные клапаны как показано на рисунке.
СКОРОСТНОЙ НАПОР.
Нужно ли учитывать скоростной напор при определении полного напора насоса. При испытаниях насоса на стенде разность скоростных напоров на выход и входе в насос необходимо учитывать.
Поскольку это разность на входе и выходе, то если диаметры входного и выходного патрубков одинаковые, то скоростные напоры будут равными и разность будет равна нулю.
При испытаниях на объекте необходимо оценить величину скоростного напора. особенно это важно если диаметры трубопроводов меньше чем диаметр патрубка насоса.
Скоростной напор насоса вычисляется по следующей формуле.
Стоит ли учитывать скоростной напор насоса?
Пример расчета скоростного напора насоса.
Насос имеет всасывающий трубопровод диаметром 300 мм и нагнетательный 250 мм.
Рассчитаем скоростной напора для двух трубопроводов разных диаметров.
Исходные данные
Q=1000 м3/ч
d1 =300 мм
d2 =250 мм.
В скоростной напор насоса составляет 0,84 м.
Когда нужно рассчитывать скоростной напор.
У заказчик считает, что насос не додает напор. Такой вывод делается по показанию манометра на выходе. Заказчик предъявляет претензию производителю. Или у заказчика есть свой испытательный стенд, на котором он провидит входные испытания насосов. После испытаний приходит к выводку о том, что насос недодает напор. Одна из причин может быть - неверно спроектированный испытательный стенд. А именно, нагнетательный трубопровод недостаточного диаметра. Нагнетательный трубопровод имеет один и тот же диаметр на все типоразмеры насосов. Это приводит к тому, что скорость и соответственно скоростной напор достигают больших значений. Например, рассчитаем скоростной напор при подаче 1000 м3/ч при диаметре трубопровода 100 мм. При этих условиях скоростной напор составит 63 м!!!
Скоростной напор необходимо вычислять в том сечении трубопровода где установлен манометр.
Выбор манометра. Диапазон измерения.
Правильность измерения также зависит от правильности выбора  прибора а именно диапазона измерений. Частая ошибка выбор прибора таким образом, что измеряема величина находится в начале шкалы. Например, напор насоса 50 м т.е. 0,5 МПа а прибор выбран с диапазоном измерения до 5 МПа.
Правило выбора диапазона измерения манометра-  измеряемые значения должны находится в диапазоне 3/4 от шкалы прибора.
Другие темы курса "Аудит насосов".
Порядок проведения аудита насосных систем.
Измерение подачи насоса на объекте.
Измерение расхода насоса на объекте.
Измерение мощности насоса.
Измерение электрических параметров на объекте.
Проверка результатов измерений насоса.
Перекрестная проверка результатов испытаний.
Способы снижения энергопотребления в насосных системах
Как снизить энергопотребление насосной системы.
Испытания насоса на закрытую задвижку.
Испытание насоса при нулевой подаче.
Удельное энергопотребление.
Удельная энергия насоса.
Стоимость жизненного цикла насоса.
Стоимость владения насосом.
ДРУГИЕ КУРСЫ О НАСОСАХ.
Курсы по насосному оборудованию
  • Регулирование насосов.
    Частотное регулирование. Параллельная работа насосов, Дроссельное регулирование (регулирование задвижкой). Подрезка рабочего колеса. Комбинированные способы регулирования насосов. Воздух в насосе.
    Перейти
  • Кавитация.
    Кавитационный запас насоса. Виды кавитационных запасов (критический, допускаемый). Располагаемый кавитационный запас системы. Условие работы насоса без кавитации. Способы устранения кавитации.
    Перейти
  • Эксплуатация насосов.
    Монтаж насоса. Фундаменты. Всасывающие и нагнетательные трубопроводы. Монтаж трубопроводов. Усилия от трубопроводов на патрубки насосов. Пуск и останов насосов. Фильтры на входе в насос.
    Перейти
  • Типы насосов. Насосы по API 610.
    Основные типы насосов по конструкции. Типы насосов по API 610. Требования стандарта API 610.
    Перейти
  • Уплотнения в насосах. Уплотнения по API 682.
    Сальникове уплотнения. Торцовые уплотнения. Одинарные уплотнения. Двойные уплотнения. Выбор уплотнения.
    Перейти
  • Надежность насосов.
    Причины поломок насосов. Причины выхода из строя подшипников, уплотнений. Обслуживание и ремонт. Обеспечение надежной работы насосов. Как сократить количество ремонтов насосов.
    Перейти
  • Подшипники в насосах.
    Подшипники качения. Подшипники скольжения. Способы смазки. Причины выхода из строя.
    Перейти
  • Аудит насосных систем.
    Обследование насосных систем. Измерение параметров насосов на объекте (подача, напор, мощность). Способы увеличения эффективности насосной системы.
    Перейти
Made on
Tilda