Всасывающая труба

СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
10.15 Конструкция и габариты приемных емкостей станций должны обеспечивать предотвращение условий образования в потоке перекачиваемой жидкости завихрений (турбулентности). Это может быть обеспечено заглублением всасывающего патрубка на два его диаметра относительно минимального уровня жидкости, но более чем на величину требуемого кавитационного запаса, устанавливаемого производителем насоса, а также расстоянием от свора всасывающего патрубка до ввода жидкости, до решеток, до сит и т.п. — не менее пяти диаметров патрубка. При параллельной работе групп насосов с подачей каждого агрегата более 315 л/с следует предусматривать потоконаправляющие стенки между насосами.
Диаметр всасывающего трубопровода, как правило, больше всасывающего патрубка насоса. Переходы для горизонтально расположенных всасывающих трубопроводов должны быть эксцентричными с прямой верхней частью во избежание образования в них воздушных полей. Всасывающий трубопровод должен иметь непрерывный подъем к насосу не менее 0,005.
Расстояние от всасывающего патрубка насоса до ближайшего фитинга (отвода, арматуры и т.д.) должно быть не менее пяти диаметров трубы.
А если у меня диаметр всасывающего трубопровода СОВПАДАЕТ со всасывающим патрубком насоса? Он же должен быть под заливом? Если делать подъем к насосу, то без эксцентрического перехода он не будет наполнен.
А если поставить его на невысокий фундамент(под насос), то насос будет под заливом, но не выполняется требование уклон не менее 0,005.
и в моем случае если оси трубопровода -2,300, то сколько же должна быть ось насоса?? выше или ниже

Обустройство загородного дома часто начинают с водопровода. Основным элементом водопроводной сети дома является насосная станция. Она обеспечивает необходимое давление в системе и нормальное функционирование сантехники. Правильно выбранная и грамотно установленная насосная станция обеспечит водоснабжение дома и участка. О том, как выбрать и установить насосную станцию пойдет речь в этой статье.

Назначение, устройство и принцип работы

Насосная станция предназначена для забора воды из водоема и повышения давления в водопроводе. Источником воды для насосной станции может быть колодец, озеро, резервуар или стационарная водопроводная сеть.

Насосная станция состоит из трех элементов: поверхностный насос, гидроаккумулятор и блок автоматики. Блок автоматики обеспечивает включение и выключение насоса в зависимости от заданного давления. Гидроаккумулятор компенсирует колебания давления в системе, тем самым обеспечивает постоянное давление.

Рис.1. Все элементы насосной станции собраны в единый блок, что очень удобно и компактно. Место подключения к электричеству защищено от влаги, поэтому насосную станцию можно устанавливать в местах с повышенной влажностью, например, подвал или кессон.

Принцип работы насосной станции прост. При понижении давления в гидроаккумуляторе блок автоматики включает насос, который начинает качать воду, создавая давление в системе. Как только требуемое значение давления достигнуто насос отключается. Минимальное и максимальное значение давления устанавливается на блоке автоматики.

Основные характеристики насосной станции

Различные модели имеют различные характеристики. От них зависит выбор в пользу той или иной модели. Основными характеристиками насосной станции являются: производительность, высота подъема воды (напор), максимальная высота всасывания, объем гидроаккумулятора. К дополнительным характеристикам можно отнести: диаметр подключения, максимальное давление, мощность и габаритные размеры.

Производительность показывает сколько воды может прокачать насос за минуту. Как определить необходимую производительность насоса? Можно исходить из того, что для нормальной работы смесителя расход должен быть примерно 6 л/минуту. Далее определяем суммарное количество точек водоразбора, которые могут работать одновременно, делаем запас 20%. В результате имеем примерный расчет необходимой производительности насосной станции.

Если для водоснабжения дома обычно хватает производительности насоса 40-60 л/минуту, то для полива участка требуется более производительный насос. Особенно если, полив осуществляется из нескольких точек.

Высота подъема воды или напор – характеристика показывает, на какую высоту насос способен поднять воду, выражается в метрах. Это актуально для многоэтажного дома. Следует отметить, что даже у самых слабых насосов эта величина достаточная для двухэтажного дома.

Максимальная высота всасывания – характеризует максимальную глубину колодца. У большинства насосов эта величина не превышает 8 метров. Если насосная станция подключена к центральному водопроводу и предназначена для повышения давления, то этот параметр можно игнорировать.

Объем гидроаккумулятора влияет на частоту включения насоса. Гидроаккумулятор компенсирует падение давления в системе в пределах установленного давления в блоке автоматики. Чем больше гидроаккумулятор, тем реже включается насос при низких расходах воды. Это продлевает жизнь электродвигателю насоса.

Из дополнительных характеристик следует отметить только максимальное давление, создаваемое насосом. Нормальное давление системы водопровода 2-3 атмосферы. Однако некоторые сантехприборы, например, гидромассаж, требуют для нормальной работы большего давления. Это обстоятельство следует иметь ввиду.

Как правильно выбрать насосную станцию?

Насосная станция для водоснабжения дома

При выборе насосной станции для водоснабжения дома важными характеристиками являются производительность и напор. Первый влияет на возможность одновременного включения нескольких точек водоразбора. Второй на возможности обслуживания многоэтажных зданий.

Если насос эксплуатируется круглый год, то он должен быть установлен в месте где температура не опускается ниже нуля. Обычно насос устанавливают в подвале или непосредственно в кессоне или колодце.

Рис.2. Насосная станция при работе сильно шумит, поэтому ее целесообразно устанавливать в кессоне, вне здания. Однако кессон должен быть утеплен и заглублен, чтобы насосная станция не замерзла зимой. Установка насосной станции в кессон также целесообразно при глубоком залегании воды, так насос будет ближе к водоносному слою, что положительно скажется на его производительности. Важно обратить внимание на следующий момент. Если насос устанавливается ниже уровня первого этажа, то следует учесть величину перепада высоты первого этажа и места, т.к. может потребоваться насосная станция с большим напором.

Следует отметить, что насосная станция при работе довольно сильно шумит. Поэтому при установке ее в доме следует либо делать звукоизоляцию, либо подбирать модель с пониженным уровнем шума.

Насосная станция для полива участка

Основной особенностью насосной станции для полива участка является больший расход воды, по сравнению с домом. Применяя автоматические орошающие системы, участок поливается весь сразу, т.е. одновременно работает несколько точек водоразбора. Следует учесть, что приборы дождевого полива требовательны к давлению и расходу воды.

Рис.3. Если насосная станция используется для забора воды из водоема, то она обязательно должна быть оснащена механическим фильтром грубой очистки, который предохранит насос от загрязнений, содержащихся в водоеме. Конец заборного шланга должен быть оснащен обратным клапаном.

Остальные характеристики насосной станции для полива участка менее критичны.

Установка и подключение насосной станции

Установку и подключение насосной станции следует начинать с выбора места.

На выбор места влияют следующие критерии:

• Глубина всасывания воды из колодца. Не должна быть больше 8 м, для большинства насосов. Если глубина до поверхности воды больше, то целесообразно заглубить место установки насоса, либо использовать другую схему доставки воды из колодца.
• Сезонность работы насоса. Если насосная станция будет работать круглый год, то она должна быть установлена в отапливаемом помещении.
• Шумность работы насоса не позволяет устанавливать станцию в жилом помещении, либо возникает необходимость звукоизоляции.

Правила подключения насосной станции

Насосная станция подключается просто. К входному отверстию насоса подключается труба из колодца или центрального водопровода, к выходному труба, идущая потребителю. При установке насоса вне зависимости от источника воды следует соблюдать три правила: необходимо устанавливать обратный клапан, не ставить на вход насоса фильтр тонкой очистки, диаметр водозаборной трубы должен соответствовать входному диаметру насоса.

Несмотря на то, что в комплектацию насосной станции входит обратный клапан, часто о нем забывают. Если не устанавливать обратный клапан перед входным отверстием, то при отключении двигателя насосная станция будет сбрасывать давление во входящий водопровод. По этой причине насос будет постоянно работать, что снизит его срок службы. С другой стороны, если полость насоса будет опорожняться, то при каждом запуске насос будет работать в сухую, что так же не допустимо.

Рис.4. К входному отверстию насоса должен быть установлен обратный клапан, он защитит насос от работы на сухую. Важно учесть, что диаметр входной трубы должен быть равен диаметру входного отверстия насоса. К выходному отверстию можно подключать трубу любого диаметра.

Устанавливая фильтры тонкой очистки на водозаборной трубе производительность насоса резко падает. Давление на водозаборе достаточно небольшое, а фильтр является серьезным гидросопротивлением. Поэтому фильтр тонкой очистки следует ставить на выход насоса. Для защиты насоса от примесей следует устанавливать на вход механический фильтр грубой очистки.

Если диаметр трубы водозабора не соответствует входному отверстию насоса, то потерь производительности не избежать. Низкий расход через тонкую трубу, может привести к недостаточному охлаждению насоса и скорой его поломке.

Мы рассмотрели все особенности выбора и установки насосной станции. При выборе насосной станции важно обратить внимание на производительность и напор, желательно сделать небольшой запас. Если выбор был сделан правильно не будет перебоев подачи воды. При установке насосную станцию следует расположить как можно ближе к источнику воды, а также предусмотреть фильтр механической очистки и обратный клапан. Они защитят насос и продлят срок его службы. При правильном выборе и установке насосная станция прослужит долгие годы не требуя профилактики или ремонта.

3.3. Пример выполнения работы

Рассмотрим пример выполнения лабораторной работы.

3.3.1. Задание

Конструктивные параметры:

№ пов-ти	радиусы кривизны	осевые расстояния	Стекло
	37,11	7,5	ТК23
		9,2
	-60,81	2,8	Ф4
	37,67	9,6
	123,31	6,0	ТК20
	-47,42

Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 2.9 мм от 4-ой поверхности. Относительное отверстие объектива 1:2.8. Предмет находится в бесконечности, угловое поле 2ω= 24°.

3.3.2. Создание оптической системы

Прежде всего, необходимо создать оптическую систему с заданными параметрами в программе для расчета оптических систем (например, OPAL-PC). Подробное описание работы с OPAL-PC приведено в приложении «Описание работы с программой OPAL-PC». Создать новую оптическую систему можно при помощи пункта «Файл / Новая оптическая система». Предмет находится в бесконечности (дальнего типа), изображение – ближнего типа. Угловое поле 2ω=24°, следовательно, величина предмета ω=12°. Диафрагма находится после 4-ой поверхности, на расстоянии 2.9 мм. Переднюю апертуру можно сосчитать, зная относительное отверстие, но для этого нужно знать фокусное расстояние, поэтому вначале можно задать произвольную величину передней апертуры (например, 10 мм), а после выполнения вычислений заменить ее правильным значением. Длина волны .

После задания конструктивных параметров (пункт «Система / Конструктивные параметры») можно посмотреть значение параксиальных характеристик (пункт «Система / Параксиальные характеристики»):

3.3.3. Определение диаметра входного зрачка

Поскольку задано относительное отверстие объектива , то зная фокусное расстояние объектива, можно найти диаметр входного зрачка :

Теперь в OPAL-е можно задать правильную переднюю апертуру. Для дальнего типа передняя апертура – это половина диаметра входного зрачка (параграф 7.3):

3.3.4. Первая часть системы (до апертурной диафрагмы)

По определению, входной зрачок – изображение апертурной диафрагмы через предшествующую часть системы в обратном ходе лучей, а выходной зрачок – изображение апертурной диафрагмы через последующую часть системы. Поэтому, для того чтобы найти положение и диаметры входного и выходного зрачков, надо разделить оптическую систему на две части:

• первая часть – часть системы, расположенная до апертурной диафрагмы;
• вторая часть – часть системы, расположенная после апертурной диафрагмы.

Рассмотрим первую часть системы (с 1 по 4 поверхность). Чтобы определить ее параксиальные характеристики, можно выделить нужные поверхности (клавиша «F7»), тогда параксиальные характеристики будут относиться только к этой части системы:

3.3.5. Определение положения входного зрачка

Рассмотрим апертурную диафрагму как предмет, а входной зрачок как ее изображение через первую часть системы в обратном ходе. Или, что то же самое, входной зрачок – как предмет, а апертурную диафрагму – как его изображение.

Апертурная диафрагма расположена на расстоянии от последней поверхности первой части системы.

Использую формулу отрезков, получим:

, следовательно,

3.3.6. Диаметр апертурной диафрагмы

Чтобы найти диаметр апертурной диафрагмы, нужно знать линейное увеличение между входным зрачком и апертурной диафрагмой:

Тогда диаметр апертурной диафрагмы:

3.3.7. Вторая часть системы (после апертурной диафрагмы)

Рассмотрим теперь вторую часть системы, расположенную после апертурной диафрагмы (с 5 по 6 поверхность). Ее параксиальные характеристики:

3.3.8. Положение выходного зрачка

Рассмотрим апертурную диафрагму как предмет, а выходной зрачок – как изображение.

Передний отрезок (расстояние от апертурной диафрагмы до 4-ой поверхности) можно вычислить, зная расстояние между 1-й и 2-й частями системы (). Апертурная диафрагма находится на расстоянии от первой поверхности рассматриваемой части системы:

Использую формулу отрезков, получим:

, слодовательно,

3.3.9. Диаметр выходного зрачка

Чтобы найти диаметр выходного зрачка, нужно знать линейное увеличение между апертурной диафрагмой и выходным зрачком:

Тогда диаметр выходного зрачка:

3.3.10. Проверка правильности вычислений при помощи OPAL-а

Проверим правильность вычислений. Положения зрачков и апертуры можно посмотреть в пункте «Анализ габаритов и аберраций / Габариты пучков». Чтобы положение зрачков для изображения ближнего типа выводилось в мм, необходимо поменять настройки этого пункта как показано на рисунке. Данные необходимо выводить в текстовом редиме (клафиша «F6»).

Нас интересуют значения для осевого пучка (на рисунке выделены красным).

Итак, сравним вычисленные значения положений зрачков с приведенными в OPAL:

, .

Положения зрачков совпали полностью.

Задняя апертура для изображения ближнего типа определяется через синус апертурного угла .

Зная диаметр зрачка и положение предмета, можно сосчитать заднюю апертуру:

В OPAL-е значение задней апертуры . Значение задней апертуры немного отличается из-за того, что в OPAL-е габариты пучков считаются более точно с использованием реальных лучей. Для внеосевого пучка положение зрачков также может немного отличатся от вычисленного из-за аберраций главных лучей.