Все про поверхностный насос: устройство, виды, советы по выбору и ввод в эксплуатацию

Поверхностный насос предназначен для обеспечения здания водой. Также его применяют для полива участка. Устройство устанавливается в скважине, колодце, водоеме и т.д. Оно способно поднимать воду с различной глубины. Этот показатель зависит от модели, разновидности оборудования, а также использования дополнительных приспособлений.

Итак, с какой глубины поверхностный насос может поднять воду?

Параметры подъема воды

Так, чаще всего оборудование способно поднимать воду с такой глубины:

  • 7.5 метров. С такой глубины воду поднимают самые простые самовсасывающие устройства. Такие модели имеют наиболее доступную стоимость. Они отличаются небольшим потреблением электроэнергии и при этом хорошей производительностью.
  • 9 метров. Большинство моделей способны поднять воду из скважины или колодца с данной глубины. Это простейшее устройство, при использовании которого не применяется никаких дополнительных приспособлений.
  • До 40 метров. В данном случае используется поверхностный насос с эжектором. Это специальное приспособление, которое крепится к концу шланга. При этом стоит учитывать, что чем больше глубина, тем меньше производительность оборудования. Одновременно с этим растет потребляемая мощность и, как следствие, энергозатраты.

При глубине колодца или скважины более 25 метров специалистами рекомендуется приобретать скважные насосы, так как в данном случае стоимость оборудования фактически уравнивается. На глубине более 30 метров выгоднее приобретать скважные устройства, так как они потребляют гораздо меньше электроэнергии, нежели поверхностные с эжектором.

При этом важно учитывать расстояние от дома до колодца или скважины. Каждые 1000 см соответствуют 100 см глубины колодца. При большом расстоянии от строения до водоема от покупки традиционного поверхностного насоса лучше отказаться, так как его использование будет нецелесообразным. В данном случае применяется оборудование с эжектором. Такие устройства способны работать на большой глубине.

Максимальная глубина подъема воды ограничена законами физики. В большинстве случаев модели рассчитаны на транспортировку жидкости с глубины 7-8 метров. Стоит заметить, что большинство производителей перестраховываются и занижают максимальную глубину всасывания. Это связано с неправильной эксплуатацией устройства.

Большинство поверхностных насосов имеют производительность 3-5 м3/час. Они создают напор 45-60 метров водного столба, то есть фактически 4,5-6 Бар. В данном случае следует учитывать высоту строения. Для высоких коттеджей следует приобретать модели с максимальным напором воды.

Также при выборе следует обращать внимание на технические характеристики устройств. Важно, чтобы производительность устройства была чуть ниже производительности самой скважины. Это уберегает оборудование от преждевременного выхода из строя. Стоит учитывать, что производительность скважины в песчаной породе ниже, производительности артезианской скважины. 

Ежедневные вопросы по поводу того, почему же насосы не могут всасывать жидкость с глубины более 9 метров сподвигли меня написать статью об этом.
Для начала немного истории:
В 1640 г. в Италии герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца. 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.


Все про поверхностный насос: устройство, виды, советы по выбору и ввод в эксплуатацию

Никто не мог объяснить, в чем тут дело, 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.


Все про поверхностный насос: устройство, виды, советы по выбору и ввод в эксплуатацию

Точно также, если в опыте с ртутью вместо неё в трубку налить воды, то столб воды будет высотой 10,3 метра. Именно поэтому и не делают водяных барометров, т.к. они были бы слишком громоздкими.


Все про поверхностный насос: устройство, виды, советы по выбору и ввод в эксплуатацию

Давление столба жидкости (Р) равно произведению ускорения свободного падения (g), плотности жидкости (ρ) и высоты столба жидкости:


Все про поверхностный насос: устройство, виды, советы по выбору и ввод в эксплуатацию

Атмосферное давление на уровне моря (Р) принять считать равным 1 кг/см2 (100 кПа).
Примечание: на самом деле давление равно 1,033 кг/см2.

Плотность воды при температуре 20°С равна 1000 кг/м3.
Ускорение свободного падения – 9,8 м/с2.

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.

Например, ту же ртуть, при идеальных условиях, можно поднять с высоты не более 760 мм.
Предвижу вопрос: почему 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.
Т.е. не возможно в обычных водяных насосах создать разряжение, достаточное для того, чтобы вода поднялась выше.

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, — плотность жидкости. g – ускорение свободного падения, x – величина потерь (м).

Примечание: формула может использоваться для расчета высоты всасывания при нормальных условиях и температуре до +30°С.
Также хочется добавить, что высота всасывания (в общем случае) зависит от вязкости жидкости, длины и диаметра трубопровода и температуры жидкости.

Например при увеличении температуры жидкости до +60°С, высота всасывания уменьшается почти в два раза.
Это происходит потому, что возрастает давление насыщенных паров в жидкости.
В любой жидкости всегда присутствуют пузырьки воздуха.
Думаю, все видели, как при закипании сначала появляются маленькие пузырьки, которые затем увеличиваются, и происходит кипение. Т.е. 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.
Т.е. при всасывании жидкости при высокой температуре, существует возможность её закипания в трубопроводе. А никакие насосы не могут всасывать кипящую жидкость.
Вот, в общем, и всё.

А самое интересное, что все это мы все проходили на уроке физики при изучении темы «атмосферное давление».
Но раз вы читаете эту статью, и почерпнули что-то новое, то именно «проходили» 😉

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.