Στο παρακάτω σχήμα θέλουμε να εκλέξουμε μια αντλία με την οποία θα μεταφέρουμε νερό με παροχή Q=60 m3/h από την κάτω δεξαμενή στην πάνω δεξαμενή
Δεδομένα:
Δεδομένα:
Το μήκος των σωληνώσεων αναρρόφησης είναι 200 μέτρα με μία κλειστή καμπύλη και μία βαλβίδα αντεπιστροφής και
το μήκος των σωληνώσεων κατάθλιψης είναι 200 μέτρα με μία κλειστή καμπύλη.
Το ύψος αναρρόφησης είναι hγ1=10 μέτρα και
το ύψος κατάθλιψης είναι hγ2=15 μέτρα .
ΒΑΣΙΚΕΣ
ΕΝΝΟΙΕΣ
Αναρρόφηση:
Το τμήμα του δικτύου από το σημείο που παραλαμβάνει το ρευστό (δεξαμενή) μέχρι την είσοδο της αντλίας (στόμιο αναρρόφησης)
Το τμήμα του δικτύου από το σημείο που παραλαμβάνει το ρευστό (δεξαμενή) μέχρι την είσοδο της αντλίας (στόμιο αναρρόφησης)
Κατάθλιψη:
Το τμήμα του δικτύου από την έξοδο της αντλίας μέχρι το τελικό σημείο προορισμού του ρευστού.
Το τμήμα του δικτύου από την έξοδο της αντλίας μέχρι το τελικό σημείο προορισμού του ρευστού.
Γεωμετρικό
ύψος: είναι η
κατακόρυφη απόσταση του σημείου αναρρόφησης και του σημείου κατάθλιψης
Μανομετρικό
ύψος: είναι το
άθροισμα του γεωμετρικού ύψους και των απωλειών του ρευστού λόγω τριβών
εκφρασμένο σε μέτρα
Το μανομετρικό ύψος είναι : h=hγ+hz όπου:
hγ: γεωμετρικό ύψος, άθροισμα γεωμετρικών υψών αναρρόφησης και κατάθλιψης (hγ1+hγ2)=10+15=25 m
hz: απώλειες λόγω τριβών που οφείλονται στο μήκος των σωληνώσεων, σε καμπύλες, σε βαλβίδες αντεπιστροφής και σε βάνες.
Από τον πίνακα (Πίνακας τριβών σωλήνων) που θα βρείτε παρακάτω, για παροχή 60 m3/h μπορώ να επιλέξω σωληνώσεις από 3΄΄ μέχρι 8΄΄.
hγ: γεωμετρικό ύψος, άθροισμα γεωμετρικών υψών αναρρόφησης και κατάθλιψης (hγ1+hγ2)=10+15=25 m
hz: απώλειες λόγω τριβών που οφείλονται στο μήκος των σωληνώσεων, σε καμπύλες, σε βαλβίδες αντεπιστροφής και σε βάνες.
Από τον πίνακα (Πίνακας τριβών σωλήνων) που θα βρείτε παρακάτω, για παροχή 60 m3/h μπορώ να επιλέξω σωληνώσεις από 3΄΄ μέχρι 8΄΄.
Εγώ επιλέγω διατομή σωλήνων αναρρόφησης και κατάθλιψης 3’’
Θα πρέπει να βρω τις απώλειες του συστήματος hz που οφείλονται στο μήκος των σωληνώσεων, σε καμπύλες που τυχόν έχουν οι σωληνώσεις, σε βαλβίδες αντεπιστροφής και σε βάνες
Για τη διατομή των 3’’ έχω απώλειες μανομετρικού ύψους 19,7 m (βλέπε πίνακα τριβών σωλήνων). Οι τιμές αυτές αναφέρονται σε 100 μέτρα ευθύγραμμων σωλήνων.
Εμείς θα πρέπει να βρούμε το πραγματικό μήκος των σωλήνων που έχουμε λόγω των απωλειών:
400μέτρα (συνολικό μήκος σωληνώσεων) +
(2*5μέτρα) (2 κλειστές καμπύλες σωλήνωσης)+
5μέτρα (1 βαλβίδα αντεπιστροφής)=
400+10+5=415 μέτρα για τις 3’’
Χρησιμοποιώντας την απλή μέθοδο των τριών:
Στα 100μέτρα έχω απώλειες 19,7μέτρα, στα 415μέτρα πόσο θα έχω;
Για την διατομή των 3’’ οι απώλειες λόγω τριβών είναι: 100/415=19,7/Χ άρα Χ=81,76 μέτρα δηλαδή hz=81,76 μέτρα
άρα το μανομετρικό ύψος θα είναι:
h=hγ+hz=25+81,76=106,76 μέτρα, hγ=hγ1+hγ2
Από τους πίνακες αντλιών του Βακαλόπουλου που θα βρείτε παρακάτω, για Q=60m3/h και h=106,76 μέτρα βλέπω ότι δεν υπάρχει αντλία που να μου καλύπτει τις παραπάνω απαιτήσεις με σωλήνες εισαγωγής και εξαγωγής 3’’.
Γι’αυτό θα χρησιμοποιήσω αντλία με εισαγωγή 4’’ και εξαγωγή 3’’.
Για την διατομή των 3’’ οι απώλειες λόγω τριβών είναι: 100/415=19,7/Χ άρα Χ=81,76 μέτρα δηλαδή hz=81,76 μέτρα
άρα το μανομετρικό ύψος θα είναι:
h=hγ+hz=25+81,76=106,76 μέτρα, hγ=hγ1+hγ2
Από τους πίνακες αντλιών του Βακαλόπουλου που θα βρείτε παρακάτω, για Q=60m3/h και h=106,76 μέτρα βλέπω ότι δεν υπάρχει αντλία που να μου καλύπτει τις παραπάνω απαιτήσεις με σωλήνες εισαγωγής και εξαγωγής 3’’.
Γι’αυτό θα χρησιμοποιήσω αντλία με εισαγωγή 4’’ και εξαγωγή 3’’.
Αν χρησιμοποιήσουμε αντλητικό με σωλήνα αναρρόφησης 4’’ και σωλήνα κατάθλιψης 3’’ τότε:
Για τη διατομή των 3’’ έχω απώλειες μανομετρικού ύψους 19,7 και για τη διατομή των 4’’ έχω απώλειες μανομετρικού ύψους 4,9 (Πίνακας τριβών σωλήνων). Οι τιμές αυτές αναφέρονται σε 100 μέτρα ευθύγραμμων σωλήνων.
Εμείς θα πρέπει να βρούμε το πραγματικό μήκος των σωλήνων που έχουμε:
για την αναρρόφηση των 4’’
200μέτρα σωλήνα αναρρόφησης+5μέτρα (κλειστή καμπύλη)+6μέτρα (ανεπίστροφη βαλβίδα) = 211 μέτρα για τις 4’’
για την κατάθλιψη των 3’’
200μέτρα σωλήνα κατάθλιψης+5μέτρα (κλειστή καμπύλη) = 205 μέτρα για τις 3’’
Για τη διατομή των 3’’ έχω απώλειες μανομετρικού ύψους 19,7 και για τη διατομή των 4’’ έχω απώλειες μανομετρικού ύψους 4,9 (Πίνακας τριβών σωλήνων). Οι τιμές αυτές αναφέρονται σε 100 μέτρα ευθύγραμμων σωλήνων.
Εμείς θα πρέπει να βρούμε το πραγματικό μήκος των σωλήνων που έχουμε:
για την αναρρόφηση των 4’’
200μέτρα σωλήνα αναρρόφησης+5μέτρα (κλειστή καμπύλη)+6μέτρα (ανεπίστροφη βαλβίδα) = 211 μέτρα για τις 4’’
για την κατάθλιψη των 3’’
200μέτρα σωλήνα κατάθλιψης+5μέτρα (κλειστή καμπύλη) = 205 μέτρα για τις 3’’
Χρησιμοποιώντας την απλή μέθοδο των τριών:
Για την αναρρόφηση των 4’’: 100/211=4,9/ΧàΧ=10,34 μέτρα δηλαδή
hz αναρρόφησης=10,34 μέτρα
h=hγ1+hz αναρρόφησης=10+10,34=20,34 μέτρα
Για την κατάθλιψη των 3’’: 100/205=19,7/ΧàΧ=40,39 μέτρα δηλαδή
hz κατάθλιψης=40,39 μέτρα
h=hγ2+hz κατάθλιψης=15+40,39=55,39 μέτρα
Σύνολο απωλειών hz =55,39+20,34=75,73 μέτρα
Παρακάτω βλέπουμε τις διάφορες αντλίες από το εργοστάσιο κατασκευής αντλιών Βακαλόπουλος
Από τον πίνακα (αντλία τύπου Β/80-200) για Q=60m3/h και h=75,73 μέτρα, εκλέγουμε αντλία τύπου Β/80-200/2Β ισχύος 30 Hp
η οποία έχει παροχή Q=60m3/h για μανομετρικό ύψος 88 μέτρα
ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Στη μελέτη μου χρησιμοποίησα τους πίνακες αντλιών από την εταιρεία «Βακαλόπουλος». Θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω τους πίνακες από άλλες εταιρείες.
Για την αναρρόφηση των 4’’: 100/211=4,9/ΧàΧ=10,34 μέτρα δηλαδή
hz αναρρόφησης=10,34 μέτρα
h=hγ1+hz αναρρόφησης=10+10,34=20,34 μέτρα
Για την κατάθλιψη των 3’’: 100/205=19,7/ΧàΧ=40,39 μέτρα δηλαδή
hz κατάθλιψης=40,39 μέτρα
h=hγ2+hz κατάθλιψης=15+40,39=55,39 μέτρα
Σύνολο απωλειών hz =55,39+20,34=75,73 μέτρα
Παρακάτω βλέπουμε τις διάφορες αντλίες από το εργοστάσιο κατασκευής αντλιών Βακαλόπουλος
Από τον πίνακα (αντλία τύπου Β/80-200) για Q=60m3/h και h=75,73 μέτρα, εκλέγουμε αντλία τύπου Β/80-200/2Β ισχύος 30 Hp
η οποία έχει παροχή Q=60m3/h για μανομετρικό ύψος 88 μέτρα
ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Στη μελέτη μου χρησιμοποίησα τους πίνακες αντλιών από την εταιρεία «Βακαλόπουλος». Θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω τους πίνακες από άλλες εταιρείες.
Ισχύς κινητήρα
Η ονοµαστική ισχύς του κινητήρα που θα κινήσει την αντλία είναι µεγαλύτερη από την εισερχόµενη ισχύ της αντλίας κατά ένα ποσοστό που λέγεται περιθώριο ασφάλειας και κατά τις απώλειες της µετάδοσης κίνησης (αν υπάρχουν) από τον κινητήρα στην αντλία.
Το περιθώριο ασφαλείας κυµαίνεται µεταξύ 40% και 10% και είναι µεγαλύτερο στις µικρές αντλίες και µικρότερο στις µεγάλες. Επιλέγεται από τον κατασκευαστή της αντλίας µε βάση την πρακτική του, εκτός αν καθορισθεί από τον αγοραστή της αντλίας.
Εάν αναµένονται υπερβολικές διακυµάνσεις ροής, η ονοµαστική ισχύς του κινητήρα πρέπει να επιλέγεται για τη µέγιστη δυνατή παροχή της αντλίας από τις καµπύλες λειτουργίας.
Η ονοµαστική ισχύς του κινητήρα που θα κινήσει την αντλία είναι µεγαλύτερη από την εισερχόµενη ισχύ της αντλίας κατά ένα ποσοστό που λέγεται περιθώριο ασφάλειας και κατά τις απώλειες της µετάδοσης κίνησης (αν υπάρχουν) από τον κινητήρα στην αντλία.
Το περιθώριο ασφαλείας κυµαίνεται µεταξύ 40% και 10% και είναι µεγαλύτερο στις µικρές αντλίες και µικρότερο στις µεγάλες. Επιλέγεται από τον κατασκευαστή της αντλίας µε βάση την πρακτική του, εκτός αν καθορισθεί από τον αγοραστή της αντλίας.
Εάν αναµένονται υπερβολικές διακυµάνσεις ροής, η ονοµαστική ισχύς του κινητήρα πρέπει να επιλέγεται για τη µέγιστη δυνατή παροχή της αντλίας από τις καµπύλες λειτουργίας.
Από
Τάσος Αντωνάκης, Ηλεκτρολόγος Μηχανικός-Καθηγητής της 1ης ΕΠΑΣ ΟΑΕΔ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ
