Как рассчитать напор и подачу насоса: формулы и пример
Подача и напор — два главных параметра, по которым подбирают любой промышленный насос. Ошибка в расчёте на этапе проекта означает либо переплату за избыточную модель, либо насос, который «не тянет» и быстро изнашивается. В этой статье разберём, как посчитать требуемую подачу (Q) и полный напор (H) вручную, с формулами и пошаговым примером, и как по этим двум цифрам выбрать модель Flygt.
Что такое подача и напор
Подача (Q) — объём жидкости, который насос перекачивает за единицу времени. Измеряется в л/с, м³/ч или м³/сут (1 л/с = 3,6 м³/ч). Это ответ на вопрос «сколько качать».
Напор (H) — высота, на которую насос способен поднять жидкость с учётом всех сопротивлений трассы. Измеряется в метрах водяного столба. Это ответ на вопрос «на какую высоту и через какую трассу качать». Подробнее — в справочной статье «Что такое напор и подача насоса».
Пара значений (Q; H) задаёт рабочую точку — точку на кривой насоса, в которой он реально будет работать на вашем объекте.
Единицы подачи в проектах встречаются разные, приводите их к одной размерности:
| л/с | м³/ч | м³/сут |
|---|---|---|
| 1 | 3,6 | 86,4 |
| 5 | 18 | 432 |
| 10 | 36 | 864 |
| 50 | 180 | 4320 |
Шаг 1. Определяем требуемую подачу Q
Подача считается от задачи. Способ зависит от объекта:
- КНС и бытовая канализация: от нормы водопотребления. Q = число жителей × норма (л/сут) × коэффициент стока, делённое на время работы. Пиковый коэффициент — 1,5–3,0 в зависимости от размера посёлка.
- Водопонижение и дренаж котлована: от притока грунтовых вод. Приток оценивают по гидрогеологии участка или замеряют опытной откачкой.
- Технологические стоки: от производительности оборудования, которое сбрасывает жидкость.
- Опорожнение резервуара: Q = объём резервуара / допустимое время опорожнения.
К полученному расходу добавляют запас 15–25% на нештатные пики и загрязнение трассы. Как выбирать запас грамотно — в статье «Какой запас закладывать по напору и подаче».
Шаг 2. Считаем полный напор H
Полный напор складывается из четырёх составляющих:
H = Hгеод + hтр + hм + hвгде:
- Hгеод — геодезическая высота, разница отметок между уровнем жидкости в приёмном резервуаре и точкой сброса, м;
- hтр — потери на трение по длине напорного трубопровода, м;
- hм — местные потери (отводы, задвижки, обратный клапан, тройники), м;
- hв — запас на свободный излив / сопротивление выпуска, обычно 1–2 м.
Геодезический напор
Это просто разница высот. Если стоки поднимаются с отметки −3 м до отметки +9 м, то Hгеод = 12 м. Геодезический напор от расхода не зависит.
Потери на трение
Потери на трение растут с квадратом скорости потока и зависят от диаметра и материала трубы. Практический способ — по гидравлическому уклону i (м потерь на 1 м трубы):
hтр = i × Lгде L — длина напорного трубопровода. Величину i берут по таблицам для выбранного диаметра и расхода. Скорость потока считают так:
v = Q / S, где S = π × d² / 4Оптимальная скорость в напорном трубопроводе — 0,7–2,0 м/с. Ниже 0,7 м/с в канализации выпадает осадок, выше 2,5 м/с резко растут потери и износ.
Местные потери
Каждый отвод, задвижка, обратный клапан добавляют сопротивление. Для быстрой оценки местные потери принимают как эквивалентную длину трубы: одно сопротивление ≈ 2–5 м условной трубы. На коротких трассах КНС ими часто пренебрегают, на длинных — учитывают.
Формула и пример расчёта
Возьмём типовую задачу: КНС небольшого посёлка.
- Требуемая подача (уже с запасом): Q = 18 м³/ч = 5 л/с
- Перепад высот: Hгеод = 12 м
- Напорный трубопровод: DN150, длина L = 350 м, пластик
Скорость потока:
v = 0,005 / (3,14 × 0,15² / 4) = 0,28 м/сСкорость чуть ниже оптимума — для бытовой канализации допустимо при периодическом режиме. Гидравлический уклон для пластика при такой скорости ≈ 0,002 м/м:
hтр = 0,002 × 350 = 0,7 мМестные потери на паре отводов и обратном клапане — доли метра, примем hм ≈ 0,3 м. Запас на выпуск hв = 2 м. Итог:
H = 12 + 0,7 + 0,3 + 2 = 15 мРабочая точка: Q = 18 м³/ч, H = 15 м. Полный разбор этой задачи с выбором количества насосов и колеса — в статье «Расчёт КНС: пошаговый пример».
Шаг 3. Проверяем мощность двигателя
Полезная (гидравлическая) мощность потока считается по формуле:
Pгидр = ρ × g × Q × H / 1000, кВт
(ρ = 1000 кг/м³, g = 9,81 м/с², Q — м³/с, H — м)Мощность на валу выше на величину КПД насоса (обычно 0,5–0,75), плюс запас двигателя. Для нашего примера (Q = 0,005 м³/с, H = 15 м):
Pгидр = 1000 × 9,81 × 0,005 × 15 / 1000 = 0,74 кВт
Pвал ≈ 0,74 / 0,6 ≈ 1,2 кВтТо есть двигателя 1,5–2,2 кВт достаточно с запасом. Эта прикидка защищает от выбора заведомо перегруженной модели. Подробнее — в статье «Как рассчитать мощность и энергопотребление насоса». Учитывайте и режим работы: для постоянной работы 24/7 (S1) и для повторно-кратковременного включения (S3) запас по мощности и охлаждению закладывают по-разному.
Как по Q и H выбрать модель
Сначала грубо определяют серию по диапазону подачи и напора. Ориентиры по каталогу Flygt:
| Категория / серия | Q до | H до | Мощность |
|---|---|---|---|
| Ready 220В | 7 л/с | 9 м | 0,4 кВт |
| Нержавейка 2400.402 | 14 л/с | 11 м | 1,5 кВт |
| Грязевые .280 | 34 л/с | 18 м | 1,5–3,7 кВт |
| Дренажные 2000 | 58 л/с | 42 м | 1,5–7,5 кВт |
| Шламовые H-серия | 150 л/с | 55 м | 5,5–30 кВт |
| Канализационные 3000 | 280 л/с | 80 м | 1,7–55 кВт |
Выбрав серию под среду и диапазон, накладываем рабочую точку на кривые H-Q конкретных моделей. Правильный выбор — когда точка попадает в зону максимального КПД (BEP), примерно в средней трети кривой:
- Точка слева от BEP (насос избыточен) — работа с недогрузом, осевые нагрузки, ускоренный износ подшипников и уплотнения.
- Точка справа от BEP (насос слабоват) — перегрузка двигателя, кавитация, падение ресурса.
Как читать кривую и находить рабочую точку — в статье «Рабочая точка и кривая H-Q». Сверять параметры удобно по таблице «Технические характеристики» на странице каждой модели — например, Flygt 3127 или Flygt 3153 из канализационной серии 3000.
Не хотите считать вручную — воспользуйтесь калькулятором подбора: введите среду, подачу и напор, а инженер пришлёт 2–3 подходящие модели с ценой.
Типичные ошибки расчёта
- Считают только геодезический напор и забывают про трение — на длинных трассах это десятки процентов ошибки.
- Берут насос «с большим запасом», думая, что так надёжнее. На деле избыточная модель работает левее BEP и изнашивается быстрее.
- Путают л/с и м³/ч — разница в 3,6 раза. Всегда приводите к одним единицам.
- Игнорируют режим работы — для постоянной работы 24/7 и для периодического включения подбор отличается.
Связанные материалы
- Официальная страница бренда Flygt на сайте Xylem — каталоги и техническая документация производителя.
- Как подобрать насос Flygt: пошаговая инструкция
- Расчёт КНС: пошаговый пример
- Канализационный или дренажный насос — что выбрать
- Канализационные насосы Flygt (серия 3000) · Дренажные насосы (серия 2000)
Нужен подбор под вашу задачу?
Пришлите условия — подача, напор, среда, режим работы — и инженер рассчитает рабочую точку и предложит 2–3 модели Flygt с ценой и сроком поставки в течение 1 рабочего дня. Бесплатно.
Телефон: +7 (495) 089-97-15 · Email: info@nasosflygt.ru · Онлайн-подбор →