כיצד לחשב כוחות סוס של משאבת מים?

כדי לחשב את כוח הסוס של משאבת מים, בדוק את מפלס המים במיכל המאגר הבסיסי כדי לוודא שהוא מלא, ורוקן את המיכל השני, או את מאגר היעד.

משאבה היא מכשיר מכני בסיסי אך חשוב המספק את הכוח להזזת נוזלים בקצב זרימה ספציפי. כמו כל מכשיר שעובד (מעביר אנרגיה על פני מרחק), יעילותו נמדדת בכוח. אף על פי שאט וקילוואט הם יחידות נפוצות יותר למדידת הספק, עדיין משתמשים בכוח סוס למכשירים חשמליים בעלי תפוקה גבוהה באירופה. בהקשר זה, כוח סוס אחד שווה 746 וואט.

נוסחה מהירה

כוח סוס מים = הספק מינימלי הנדרש להפעלת משאבת מים
TDH = ראש דינמי כולל = מרחק אנכי עובר נוזלים (ברגל) + אובדן חיכוך מהצינור
Q = קצב זרימה של נוזל בגלונים לדקה
SG = כוח המשיכה הספציפי של הנוזל (זה שווה ל- 1 אם אתה שואב מים)
כוח סוס מים = ${\ frac {tdh * q * sg} {3960}}$
כוח נדרש בפועל = (כוחות סוס מים) / (יעילות משאבה).
- כתוב את היעילות כעשרונית (50% → 0,5).

כיצד אוכל למצוא את מפלס המים בקידוח עם משאבת מים צוללת מתחת לאדמה?

שיטה 1 מתוך 2: חישוב כוחות סוס מים לפרויקט מתוכנן

1

החליטו על קצב הזרימה הרצוי. צרכי הפרויקט שלך קובעים את קצב הזרימה הדרוש של הנוזל מהמשאבה. רשום ערך זה בגלונים לדקה (gpm). לא תשתמש בערך זה מיד, אך הוא יקבע אילו משאבות וצינורות אתה שוקל.
דוגמא: לגנן יש תוכנית השקיה הדורשת קצב זרימה של 10 ליטרים לדקה.
2

מדוד את הגובה שהמים צריכים לנסוע. זהו המרחק האנכי מראש טבלת המים (או בראש מפלס המים במיכל הראשון) ליעד הסופי של המים. התעלם מכל מרחק אופקי. אם מפלס המים משתנה לאורך זמן, השתמש במרחק הצפוי המרבי. זהו "מעלית השאיבה" שהמשאבה שלך תצטרך לייצר.
דוגמא: כאשר מיכל המים של הגנן כמעט ריק (המפלס הצפוי הנמוך ביותר), מפלס המים שלו נמצא 50 מטר מתחת לשטח הגן הזקוק להשקיה.
3
העריך הפסדי חיכוך מהצינור. מלבד הלחץ המינימלי הדרוש להעברת מים למרחק מסוים, המשאבה שלך צריכה גם להתגבר על כוח החיכוך כאשר המים עוברים דרך הצינור. כמות החיכוך תלויה בחומר הצינור, בקוטר הפנימי ובאורך, ובסוג העיקולים והרכיבים בהם אתם משתמשים. חפש ערכים אלה בתרשים לאובדן חיכוך בצינור כגון זה. רשום את אובדן החיכוך הכולל ברגליים של ראש (כלומר מספר הרגליים שאתה "מאבד" ממעלית השאיבה שלך בגלל חיכוך).
דוגמה: הגנן מחליט להשתמש בצינורות פלסטיק בקוטר 1", והוא זקוק לסך של 75 רגל של צינור (כולל אורכים אופקיים). תרשים אובדן חיכוך בצינור אומר לו שצינורות פלסטיק בגודל 1" גורמים לאובדן של 6,3 רגל ראש לכל אורך צינור 100 רגל.
$75ft * {\ frac {6,3ft _ {{head}}} {100ft}} = 4,7ft _ {{head}}$
הוא גם מחפש את אובדן החיכוך מכל התאמה בצינור. עבור 1" פלסטיק, מחבר 90° מרפק אחד ושלושה הליכי אביזרי לתרום לאובדן מוחלט של 15 מ '
הוספת הזה כולם ביחד, אובדן החיכוך הכולל הוא 4,7 + 15 = 19,7 מ', או על 20 רגל.
- תרשימים אלה כוללים לעיתים קרובות אומדן של מהירות המים, בהתבסס על קצב הזרימה ועל הצינורות בהם אתה משתמש. עדיף לשמור על מהירות נמוכה מ -5 רגל לשנייה כדי למנוע "פטיש מים", הרטט הנופח החוזר עלול לפגוע בציוד שלך.
4

הוסף את מעלית השאיבה ואובדן החיכוך יחד. המרחק האנכי של מים צריך לעבור בתוספת הפסדי החיכוך מהצינור הופכים את "הראש הדינמי הכולל" או TDH. זהו עומס הלחץ הכולל שהמשאבה צריכה להתגבר עליו.
דוגמה: TDH = מרחק אנכי + אובדן חיכוך = 50 רגל + 20 רגל = 70 מ '
5

חפש את כוח הכבידה הספציפי אם אתה שואב משהו מלבד מים. הנוסחה כוחות סוס המים הבסיסית מניחה שאתה שאיבת מים. אם אתה שואב נוזל אחר, חפש את "כוח הכבידה הספציפי" באינטרנט או בספר עיון הנדסי. נוזלים עם צפיפות ספציפית גבוהה יותר הם צפופים יותר, ודורשים יותר כוח סוס כדי לדחוף את הצינור.
דוגמה: מכיוון שהגנן שואב מים, הוא לא צריך לחפש כלום. כוח המשיכה הספציפי של המים שווה ל -1.
6

הזן ערכים אלה לנוסחת כוחות סוס המים. כוחות סוס המים, או הספק מינימלי הנדרש להפעלת המשאבה, שווה ל- ${\ frac {tdh * q * sg} {3960}}$ , כאשר TDH הוא הראש הדינמי הכולל ברגליים, Q הוא קצב הזרימה ב- gpm ו- SG הוא כוח הכבידה הספציפי (1 למים). הזן את כל הערכים שמצאת בנוסחה זו כדי למצוא את כוחות סוס המים לפרויקט שלך.
דוגמה: משאבת הגן צריכה להתגבר על TDH של 70 רגל ולייצר קצב זרימה Q של 10 גרם לדקה. מכיוון שהוא שואב מים, ה- SG שווה ל- 1.
כוח סוס מים = ${\ frac {tdh * q * sg} {3960}} = {\ frac {70 * 10 * 1} {3960}} =$ ~ 0,18 כוחות סוס.
7
חלק את כוח הסוס לפי יעילות המשאבה. עכשיו אתה יודע כמה כוח סוס אתה צריך לספק כדי להפעיל את המשאבה שלך. עם זאת, אף מכשיר מכני אינו יעיל ב 100% בהעברת כוח. לאחר שבחרת משאבה בדוק את פרטי היצרן לגבי יעילות המשאבה וכתב אותה כעשרונית. חלק את כוח סוס המים בערך זה כדי למצוא את כוח הסוס האמיתי של המנוע שאתה זקוק למשאבה שלך.
דוגמה: כדי לבצע 0,18 כוחות סוס של עבודה, משאבה עם ציון יעילות של 50% (או 0,5) תדרוש למעשה ${\ frac {0,18} {0,5}} =$ a מנוע 0,36 כ"ס.
- רוב המשאבות המודרניות יעילות בין 50% ל -85% כאשר משתמשים בהן כמתוכנן. אם אינך יכול למצוא דירוג יעילות עבור המשאבה שלך, אתה יכול להניח $שהסוס המנועי$ הנדרש בפועל נופל בין ${\ frac {waterhp} {0,5}}$ ל- ${\ frac {waterhp} {0,85}}$

חלק את כוח סוס המים בערך זה כדי למצוא את כוח הסוס האמיתי של המנוע שאתה זקוק למשאבה שלך.

שיטה 2 מתוך 2: מדידת כוחות סוס מים של משאבה

1
בדוק את מפלס המים במיכל המאגר הבסיסי. זהו המיכל המספק מים למשאבה שלך. מפלס המים במיכל ישווה גם את מפלס המים בצינור, כך שזו המפלס שממנו שואבת המשאבה כרגע.
- אם אתם שואבים מבאר, יש למדוד את העומק ישירות או לחפש אומדן לרמות שולחן המים באזורכם (בתקופה זו של השנה). סוכנויות ממשלתיות כגון USGS יכולות לספק מידע זה לעיתים קרובות.
2
רוקן את מאגר היעד. מאגר היעד הוא מיכל שני, אליו משאבת המשאבה מים ממאגר הבסיס. וודא שהוא ריק ומחובר כראוי למשאבה.
- אם בדרך כלל אין לך מיכל כאן, פשוט הניח דלי גדול כדי לאסוף את המים למדידה זו. השתמש בדלי בגודל ידוע בגלונים.
3
מדוד את המרחק האנכי בין שני המיקומים. למדוד את המרחק האנכי בין מפלס המים במיכל מאגר הבסיס לבין כניסת המים במיכל היעד בעזרת משקל או סרגל. רשמו את המרחק ברגליים.
- לדוגמא, נניח שמפלס המים במיכל הראשון נמוך בגובה 120 מ 'ממאגר היעד.
- עבור שלב זה, לא משנה כמה מרחק אופקי עוברים המים.
4

הפעל את המשאבה. הפעל את המכשיר והוא יתחיל לשאוב מים. התחל שעון עצירה במקביל.
5
מדוד את קצב הזרימה. לאחר שהמשאבה פועלת, תוכלו למדוד את קצב הזרימה הנפחי: נפח המים המועבר ליחידת זמן. שימו לב לשיעור זה בגלונים לדקה.
- לדוגמה, למשאבה שלך לוקח 30 שניות למלא מיכל של 10 ליטר. משמעות הדבר היא שקצב הזרימה הוא ${\ frac {10 \ gallons} {30 \ seconds}} * 60 {\ frac {seconds} {minute}} = 20 {\ frac {gallons} {minute}}$ . לרוב זה כתוב 20 גרם לדקה, עבור "ליטרים לדקה".
6
חפש את כוח המשיכה הספציפי של הנוזל. כוח המשיכה הספציפי הוא מדידה של צפיפות: ככל שנוזל הוא צפוף יותר, כך לוקח יותר כוח לשאוב. מים הם בעלי משקל ספציפי של 1. אם שואבים נוזל אחר, חפשו אותו על שולחן הנדסת כוח משיכה ספציפי.
- דוגמה זו תשתמש במים, כך שכוח המשיכה הסגולי הוא 1.
7
העריך כוחות סוס מערכים אלה. כוחות סוס המים של המשאבה שווים בערך ל- H ∗ Q ∗ SG3960 {\ displaystyle {\ frac {H * Q * SG} {3960}}} ${\ frac {h * q * sg} {3960}}$ , כאשר H הוא המרחק האנכי שהמים עוברים ברגליים, Q הוא הזרימה קצב בגלונים לדקה, ו- SG הוא כוח המשיכה הספציפי של הנוזל.
- בדוגמה זו, המשאבה פועלת ב ${\ frac {120ft * 20gpm * 1} {3960}} =$ 0,65 כוח סוס.
- במציאות, סביר להניח שאתה משתמש בכוח רב יותר מזה על המשאבה שלך. המשאבה שלך מתגברת גם על כוח החיכוך בצינורות, וכוח מסוים מבוזבז בגלל חוסר היעילות של המנוע. ניתן להכפיל תוצאה זו לצורך הערכה גסה של צריכת החשמל, או לעקוב אחר כמות הדלק או החשמל בפועל המנוע שלך משתמש, או להתייחס לחישובים המלאים לעיל.

טיפים

עבור רוב הנוזלים, כוח המשיכה הסגולי נמצא בקלות על ידי התבוננות בטבלאות הפיזיקה. עם זאת, ניתן גם למדוד את כוח הכבידה הספציפי באמצעות הידרומטר.
ישנם מספר מכשירים מכניים זמינים שיכולים למדוד את קצב הזרימה של נוזל. אלה כוללים צינור ונטורי וצינור פיטו.
זכור שיחידה אחת של כוחות סוס שווה ערך ל 746 וואט. בהתאם לנסיבות שלך, ייתכן שיהיה עליך להמיר מאחת המדידות הללו לאחרת.
בדיוק כמו משאבות, גם המנועים עצמם אינם יעילים ב 100%. הקפד לבחור מנוע בעל הספק הספק העומד בדרישות המשאבה שלך. אם אתה מספק את כוח הסוס המינימלי שחישבת (או וואט שווה ערך לחשמל) למנוע שלך, הפסדים בגלל חוסר יעילות יפחיתו את תפוקת המנוע מתחת לערך המינימלי.
ניתן להשתמש ב "3956" במקום ב "3960" בנוסחת כוח הסוס לקבלת תוצאה מעט מדויקת יותר. מחשבוני כוח סוס מים מקוונים עשויים לתת שתי תשובות שונות במקצת, תלוי בערך בו הן משתמשות.

מפלס המים במיכל ישווה גם את מפלס המים בצינור, כך שזו המפלס שממנו שואבת המשאבה.

אזהרות

משאבות יכולות רק למשוך מים בגובה מסוים (אם כי אז הם יכולים לדחוף אותם כלפי מעלה ככל שעוצמתם מאפשרת). בפועל, גובה מקסימלי זה הוא כ 22,5 מטר בגובה פני הים, וכמטר אחד פחות מזה עבור כל 1000 רגל של גובה מעל פני הים. וודא כי רכיב היניקה בפועל של המשאבה נמצא במרחק זה מעל המים.
מערכות משאבה חזקות יכולות לכלול רכיבי לחץ גבוה מאוד ומתח גבוה. התקן אותם רק תחת פיקוח מנוסה.

קרא גם: כיצד לשפוך משאבת מים?

כיצד לחשב כוחות סוס של משאבת מים?

נוסחה מהירה

צעדים

שיטה 1 מתוך 2: חישוב כוחות סוס מים לפרויקט מתוכנן

שיטה 2 מתוך 2: מדידת כוחות סוס מים של משאבה

טיפים

אזהרות

שאלות ותשובות

תגובות (13)

קרא גם: