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:

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 + hв

где:

• 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 × L

где 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 / 4

Оптимальная 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/с

Скорость 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 м

Местные 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 м

Рабочая 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 кВт

То 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:

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 →

Расчёт КНС: пошаговый пример с насосом Flygt

Условия задачи

Делаем КНС для посёлка таунхаусов на 200 квартир (примерно 600 жителей). Параметры:

• Тип стоков: бытовая канализация
• Расстояние до коллектора: 350 м
• Перепад высот: +12 м (стоки идут наверх)
• Диаметр напорного трубопровода: DN150
• Питание: 380В, 50Гц
• Режим: круглосуточный
• Требуется: расчёт и выбор насоса Flygt

Шаг 1. Расчёт расхода

Среднесуточный расход

Норма водопотребления для квартиры с полным благоустройством — 250 л/сут на жителя. Стоки = водопотребление × 0.85 (на испарение и полив).

Qсут = 600 × 250 × 0.85 = 127 500 л/сут = 127.5 м³/сут

Часовой расход

Среднечасовой:

Qч ср = 127.5 / 24 = 5.3 м³/ч

Пиковый коэффициент для посёлка 100-500 квартир — 2.5-3.0. Берём 2.8 (умеренная плотность застройки).

Qч макс = 5.3 × 2.8 = 14.8 м³/ч ≈ 4.1 л/с

Расчётный расход насоса

С учётом запаса 20% на нештатные пики:

Qрасч = 4.1 × 1.2 = 5 л/с ≈ 18 м³/ч

Шаг 2. Расчёт напора

Геодезический напор

Hгеод = 12 м (перепад высот)

Потери на трение

При расходе 18 м³/ч (5 л/с) в DN150 (внутренний диаметр 0.150 м):

Скорость потока:

v = Q / S = 0.005 / (3.14 × 0.15² / 4) = 0.28 м/с

Скорость низкая — это нормально для бытовой канализации. Гидравлический уклон по таблицам для пластиковых труб при такой скорости ≈ 0.002 м/м.

hтр = 0.002 × 350 м = 0.7 м

Местные сопротивления

В трассе: 2 отвода 90°, обратный клапан, задвижка, тройник в коллектор. Условно 4 эквивалентных метра трубопровода на каждое сопротивление, итого 16 м эквивалентной длины.

hм = 0.002 × 16 = 0.03 м (пренебрегаем)

Запас на сопротивление выпуска

hв = 2 м (стандартный запас на сброс в коллектор)

Итоговый напор

H = Hгеод + hтр + hв = 12 + 0.7 + 2 = 14.7 м ≈ 15 м

Шаг 3. Подбор модели Flygt

Требуется: Q = 18 м³/ч (5 л/с), H = 15 м.

Смотрим серию 3000 (для постоянной работы 24/7):

Выбор: Flygt 3127 — рабочая точка попадает в зону максимального КПД (BEP).

Шаг 4. Проверка по конкретной модификации

Flygt 3127 выпускается в нескольких исполнениях:

• 3127.060 — 5.9 кВт, для расходов до 25 м³/ч при средних напорах
• 3127.090 — 9 кВт, для расходов до 35 м³/ч

Для нашей задачи — Flygt 3127.060 с колесом N (бытовая канализация, базовый выбор).

Шаг 5. Выбор типа колеса

• N (без засоров) — подходит для большинства бытовых стоков
• F (с измельчителем) — нужен, если в стоках возможны крупные мягкие включения (туалетная бумага, средства гигиены)

Для посёлка таунхаусов — достаточно N. Если планируется приём стоков от ресторана или прачечной — лучше F.

Шаг 6. Количество насосов в КНС

По нормам — минимум 2 рабочих + 1 резерв, либо 1 рабочий + 1 резерв с автоматическим переключением.

Для нашей КНС — 2 насоса 3127.060 в режиме «рабочий + резерв» с автоматикой по уровню. Каждый рассчитан на 100% задачи.

Шаг 7. Аксессуары и шкаф управления

• Направляющие для опускания/подъёма насосов без разборки колодца
• Цепи или кабели для подъёма
• Поплавки уровня — 4 шт. (включение основного, выключение основного, аварийный верхний, аварийный нижний)
• Шкаф управления с контроллером, защитой по току, температуре, влажности
• Автоматическое переключение между основным и резервным каждые 100 часов

Итог

Заметки на полях

• Если бы расход был выше (Q > 35 м³/ч) — взяли бы 3153 или 3171
• Если бы стоки агрессивнее (промстоки) — взяли бы нержавейку DS/BS
• Если бы режим работы был сезонным — возможно, обошлись бы серией 2000.280

Частые ошибки в расчёте КНС

Расчёт по формулам редко бывает неверным арифметически — ошибки почти всегда лежат в исходных данных и в допущениях.

• Считать по среднесуточному расходу. Насос работает не «в среднем», а в час пик. Заниженный расчётный расход означает, что в пиковые часы КНС не справляется.
• Забыть про местные сопротивления. Отводы, задвижка, обратный клапан и выпуск добавляют к напору ощутимую величину, и на длинной трассе игнорировать их нельзя.
• Взять запас «на всякий случай» побольше. Избыточный напор уводит рабочую точку влево от расчётной, КПД падает, растут пуски. Сколько закладывать — в материале «какой запас закладывать».
• Не проверить объём резервуара. Малый объём даёт тактование: насос включается слишком часто и изнашивается быстрее — см. насос тактует по уровню.
• Считать одну машину без резерва. На ответственном объекте схема «рабочий + резерв» меняет и подбор, и экономику простоя.

Практический совет: после расчёта проверьте результат «с другой стороны» — наложите полученную рабочую точку на кривую конкретной модели и убедитесь, что она попадает в рабочую зону, а не в её край.

Запросите расчёт под вашу КНС

Пришлите параметры — сделаем такой же расчёт с обоснованием.

Телефон: +7 495 089 97-15

Email: info@nasosflygt.ru

Как подобрать погружной насос Flygt: пошаговая инструкция

Подобрать насос — это не «взять модель помощнее». Правильный подбор экономит до 40% электроэнергии за срок службы и продлевает ресурс насоса в 2-3 раза. Неправильный — приводит к работе вне зоны эффективности, перегреву, преждевременному износу подшипников и уплотнений, простоям и аварийным ремонтам.

В этой статье — пошаговая инструкция подбора для инженера ПТО, технолога или снабженца, который сам считает задачу или хочет проверить подбор поставщика.

Шаг 1. Определите задачу

Сформулируйте, что насос должен делать. На этом этапе важны 5 параметров:

1.1. Тип среды

• Чистая или слабо загрязнённая вода (грунтовка, ливневая, котлованная) → дренажный насос
• Канализационные стоки с волокнами и включениями → канализационный с колесом N или F
• Сильно загрязнённая жидкость, ил, осадок → грязевой/шламовый
• Пульпа с абразивом и песком → шламовый H-серии (HiChrome)
• Агрессивные среды (кислоты, щёлочи, рассолы) → нержавеющая сталь
• Пищевые среды → нержавейка AISI 316

1.2. Расход (Q)

Сколько литров в секунду или кубометров в час нужно перекачать. Если расход переменный — определите минимум, максимум и средний.

Пример: КНС посёлка 2000 жителей при норме 200 л/чел/сут даёт суммарный среднесуточный расход 400 м³/сут. Пиковый коэффициент 1.5 → расчётный пиковый расход ≈ 25 м³/ч (≈ 7 л/с).

1.3. Напор (H)

Сумма трёх компонентов:

• Геодезический напор: разница высот между уровнем воды в приёмном колодце и точкой сброса
• Потери на трение в трубопроводе: зависит от длины, диаметра, шероховатости и расхода
• Местные сопротивления: колена, задвижки, обратные клапаны

Упрощённое правило: для коротких систем (до 30 м трассы) потери ≈ 1-3 м. Для длинных (100+ м) — могут доходить до 5-10 м и более.

1.4. Условия установки

• Постоянное погружение или сухая установка?
• Глубина приямка
• Уровень обратного слива (если есть)
• Питание (220В / 380В / частотник)

1.5. Режим работы

• 24/7 или интервалами?
• Количество пусков в час
• Сезонная или круглогодичная работа

Шаг 2. Постройте кривую системы

Кривая системы — это график зависимости требуемого напора от расхода для конкретной установки.

Формула: H(Q) = Hгеод + K × Q²

Где K — коэффициент потерь, зависящий от трубопровода. На практике точную K считают по справочникам или ПО.

Зачем это нужно: рабочая точка насоса — это пересечение его H-Q кривой с кривой системы. Только в этой точке насос работает по факту, а не «по паспорту».

Шаг 3. Выберите серию Flygt под среду

Все категории насосов Flygt →

Шаг 4. Выберите модель и сравните рабочую точку

В категории есть 3-5 моделей с разной мощностью. Чтобы выбрать конкретную:

1. Получите H-Q кривые для всех кандидатов (берутся из паспорта производителя)
2. Наложите вашу кривую системы на каждую
3. Определите рабочую точку (пересечение кривых)
4. Проверьте, что точка находится в зоне 70-100% от BEP (Best Efficiency Point)

Работа левее BEP → радиальные нагрузки → быстрый износ подшипников. Работа правее BEP → кавитация → разрушение колеса.

Шаг 5. Выберите тип рабочего колеса

• N (несамозасоряющееся) — для бытовых и коммунальных стоков. Самый частый выбор для КНС.
• F (с измельчителем) — для частного сектора и стоков с крупными мягкими включениями.
• S (для песка) — для дренажа с высоким содержанием песка и абразива
• C (винтовое) — для очень густых сред и шламов с высокой вязкостью
• Открытое многолопастное — для активного ила и осадков

Типичные ошибки подбора

1. «Брать с запасом» по мощности — насос работает левее BEP, износ выше нормы.
2. Игнорировать кривую системы — выбор только по «паспортному» расходу даёт ошибку до 30%.
3. Не учитывать пуски в час — частые пуски убивают пусковые конденсаторы.
4. Брать одну модель «под все задачи» — универсальные насосы работают хуже на каждой задаче.
5. Экономить на материале колеса — чугун на абразиве даёт 1000 ч, HiChrome — 25000 ч.

Чек-лист для запроса в КП

Чтобы получить корректное КП, поставьте в запрос:

• Расход (Q, м³/ч или л/с)
• Напор (H, м) — с раскладкой на компоненты
• Длина и диаметр напорного трубопровода
• Тип и состав среды
• Температура среды
• Питание (220В / 380В, частотник)
• Глубина установки
• Режим работы (часов в сутки)
• Особые требования (взрывозащита, нержавейка, экспорт)

Что приложить к заявке на подбор

Скорость и точность ответа зависят от полноты исходных данных. Минимальный комплект, с которым подбор делается сразу, а не после нескольких уточнений:

• Среда и её состав — включая максимальный размер твёрдых включений и наличие абразива.
• Требуемый расход и высота подъёма, а также длина и диаметр напорной линии с перечнем арматуры.
• Условия установки — приямок или резервуар, глубина, наличие направляющих и автомуфты.
• Режим работы — непрерывный или по уровню, ориентировочное число пусков.
• Электропитание — 220 или 380 В, состав шкафа управления и наличие защит.

Если насос меняется на существующем объекте, добавьте модель и серийный номер прежнего агрегата: это позволяет учесть посадочные размеры и заодно понять, работал ли он в своём режиме.

Запросите подбор

Подбор бесплатный, ответ в течение часа в рабочее время.

Телефон: +7 495 089 97-15
Email: info@nasosflygt.ru

Технические каталоги и документация производителя — официальная страница бренда Flygt на сайте Xylem.