Многие операторы считают, что чем ниже напор откачивания воды, тем меньше нагрузка на электродвигатель. Под влиянием этой ошибочной точки зрения при выборе насоса они часто выбирают модели с очень высоким напором. Однако для центробежных насосов, после определения модели насоса, величина потребляемой мощности прямо пропорциональна фактическому расходу насоса. При этом расход насоса уменьшается с увеличением напора — следовательно, чем выше напор, тем меньше расход и тем меньше потребляемая мощность. Напротив, чем ниже напор, тем больше расход и тем больше мощность, которую потребляет электродвигатель.
Для предотвращения перегрузки электродвигателя обычно требуется, чтобы фактический напор, при котором насос используется для откачивания воды, не был ниже 60% номинального напора. Поэтому при использовании насоса с высоким напором для откачивания воды при слишком низком напоре электродвигатель легко перегружается и нагревается, а в тяжелых случаях может сгореть. Если необходимо использовать насос в экстремальных условиях, на выпускной трубе обязательно следует установить затвор (или закупорять выпускной отверстие деревянными или другими материалами) для регулировки расхода воды, что позволит уменьшить расход и предотвратить перегрузку электродвигателя. При этом нужно постоянно контролировать температуру электродвигателя: если обнаруживается перегрев, следует немедленно уменьшить расход через выпускное отверстие или остановить насос.
Этот момент часто вызывает недопонимание: некоторые операторы считают, что закупорка выпускного отверстия и принудительное уменьшение расхода увеличат нагрузку на электродвигатель. На самом деле все обстоит наоборот. На выпускных трубах стандартных мощных центробежных насосов для ирригации и дренажа всегда устанавливаются затворы. Чтобы уменьшить нагрузку на электродвигатель при запуске агрегата, сначала закрывают затвор, а после запуска электродвигателя постепенно его открывают — именно по этой причине.
Многие операторы полагают, что таким образом можно увеличить фактический напор. Однако фактический напор насоса = полный напор — потери напора. После определения модели насоса полный напор является постоянным; потери напора возникают преимущественно из-за сопротивления трубопровода. Чем меньше диаметр трубы, тем больше сопротивление, следовательно, тем больше потери напора. Поэтому при уменьшении диаметра трубы фактический напор насоса не только не увеличивается, но и уменьшается, что приводит к снижению эффективности насоса.
Аналогично, при использовании насосов с малым диаметром с трубами крупного диаметра для откачивания воды фактический напор насоса не уменьшается; наоборот, из-за уменьшения сопротивления трубопровода потери напора сокращаются, что приводит к небольшому увеличению фактического напора. Некоторые операторы также считают, что при использовании насосов с малым диаметром с трубами крупного диаметра нагрузка на электродвигатель значительно увеличится, так как, по их мнению, увеличение диаметра трубы приведет к увеличению давления воды в выпускной трубе на импеллер насоса, а следовательно, к значительному увеличению нагрузки на электродвигатель. Они не замечают, что величина гидростатического давления жидкости зависит только от высоты напора, а не от площади поперечного сечения трубы. При постоянном напоре и неизменных размерах импеллера насоса давление, действующее на импеллер, остается постоянным независимо от диаметра трубы. Только увеличение диаметра трубы уменьшает сопротивление потоку воды, что приводит к небольшому увеличению расхода и соответствующему небольшому увеличению энергопотребления. Однако при условии, что напор находится в пределах номинальных значений, насос может нормально работать независимо от диаметра трубы, при этом также можно уменьшить потери в трубопроводе и повысить эффективность насоса.
При таком монтаже в подающем трубопроводе скапливается воздух, что снижает вакуум в трубе и насосе, уменьшает напор всасывания насоса и снижает расход воды. Правильный способ монтажа: горизонтальный участок должен иметь небольшой наклон в сторону источника воды, не должен быть горизонтальным, и тем более не должен наклоняться вверх.
(1) Расстояние между всасывающим отверстием подающего трубопровода и дном/стенками резервуара для воды меньше диаметра всасывающего отверстия. Если на дне резервуара есть пескоструй и другие загрязнения, а расстояние между всасывающим отверстием и дном резервуара меньше 1,5 диаметра отверстия, это приведет к нарушению процесса всасывания воды или всасыванию пескоструя и посторонних предметов, что закупоряет всасывающее отверстие.
(2) Глубина погружения всасывающего отверстия подающего трубопровода недостаточна. Это приводит к образованию вихрей на поверхности воды вокруг всасывающего отверстия, что влияет на процесс всасывания и уменьшает расход воды. Правильный способ монтажа: глубина погружения для средних и малых насосов должна быть не менее 300–600 мм, а для крупных насосов — не менее 600–1000 мм.
При таком соединении вода, проходя через изгиб, поступает в импеллер неравномерно. Если диаметр подающего трубопровода больше диаметра всасывающего отверстия насоса, следует установить эксцентрическое переходное соединительное устройство. Горизонтальная часть эксцентрического переходного соединителя должна быть сверху, а наклонная — снизу. В противном случае в трубопроводе скапливается воздух, что уменьшает расход воды или делает невозможным всасывание воды, а также вызывает ударные звуки и другие нештатные явления. Если диаметр подающего трубопровода равен диаметру всасывающего отверстия насоса, между всасывающим отверстием насоса и изгибом трубы следует установить прямую трубу, длина которой должна быть не менее 2–3 диаметров трубы.
Большое количество изгибов в подающем трубопроводе увеличивает локальное сопротивление потоку воды. Кроме того, изгибы должны быть выполнены в вертикальной плоскости; изгибы в горизонтальной плоскости не допускаются, чтобы избежать скапливания воздуха.
При таком монтаже задвижка обратного хода не может закрываться автоматически, что вызывает утечку воды. Правильный способ монтажа: нижний участок подающего трубопровода с задвижкой обратного хода лучше всего устанавливать вертикально. Если из-за топографических условий вертикальная установка невозможна, угол между осью трубы и горизонтальной плоскостью должен быть не менее 60°.
Если выпускное отверстие находится выше нормального уровня воды в резервуаре, это, хоть и увеличивает напор насоса, но уменьшает расход воды. Если из-за топографических условий выпускное отверстие обязательно должно располагаться выше уровня воды в резервуаре, на отверстие следует установить изгиб и короткую трубу, чтобы превратить трубопровод в сифон, что позволит снизить высоту выпускного отверстия.
