Калькулятор мощности насоса

Как рассчитать мощность насоса?

Расчет насоса позволяет определить минимальную мощность, которую должен развивать двигатель, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление сети и обеспечить требуемый напор и расход жидкости.

Основой для всех расчетов является формула для гидравлической мощности насоса:

P = (Q × H × ρ × g) / η

• P — мощность на валу насоса, Вт;
• Q — объемный расход жидкости, м³/с;
• H — полный напор насоса, м;
• ρ — плотность жидкости, кг/м³;
• g — ускорение свободного падения, м/с²;
• η — КПД насоса (обычно 0.5-0.85).

В калькуляторе в упрощенном варианте формула приобретает вид:

P = (Q × H_стат × 1000 × 9.81) / 3600

• Н_стат — статический напор (высота системы), м;
• 1000 — плотность воды, кг/м³;
• 9.81 — ускорение свободного падения, м²/с;
• 3600 — перевод расхода из м³/ч в м³/с;
• КПД насоса не учитывается (предполагается η = 1).

Как рассчитать циркуляционный насос?

Второй режим работы калькулятора предназначен для более точного определения мощности циркуляционного насоса в закрытых системах (отопление, охлаждение, теплые полы). В отличие от упрощенного метода, здесь учитываются реальные гидравлические потери в трубопроводах и арматуре, а также физические свойства теплоносителя.

Базово, используется таже самая формула:

P = (Q × H × ρ × g) / η

Но теперь вместо высоты напора рассчитывается полный напор с учетом гидравлических потерь в трубопроводе.

Полный расчетный напор выражается по формуле:

H = (H_стат + ΔH) × k × 1.1

• H_стат — статический напор (высота системы), м;
• ΔH — суммарные потери напора;
• k — коэффициент типа системы;
• 1.1 — запас 10% на неучтенные потери.

Суммарные потери складываются из потерь на трение по длине, местных сопротивлений и вязкости жидкости:

ΔH = (h₁ + h₂) × μ

• h₁ — потери на трение по длине;
• h₂ — потери на местные сопротивления (обычно 30% от потерь по длине);
• μ — вязкость жидкости.

Сопротивления существенно влияют на общие потери. В сложных системах их доля может достигать 50-70%.

Потери по длине определяются формулой:

h₁ = λ × (l/d) × (V²/(2g))

• λ — коэффициент гидравлического трения;
• l — длина трубопровода, м;
• d — диаметр водопровода, м;
• V — скорость потока, м/с;
• g — ускорение свободного падения, м/с².

Здесь нужно рассчитать скорость потока. Она определяется через площадь поперечного сечения трубы:

V = Q / (3600 × S)

• S — площадь сечения трубы, м².

Которая в свою очередь рассчитывается через диаметр:

S = π × (d/2)²

• d — диаметр трубы, м.

Далее необходимо найти коэффициент гидравлического трения (λ), он зависит от числа Рейнольдса.

Коэффициент трения для ламинарного режима (Re < 2300):

• λ = 64 / Re

Для турбулентного режима (Re ≥ 2300, формула Блазиуса):

• λ = 0.316 / Re^0.25

Расчет самого числа Рейнольдса:

Re = (V × d) / ν

• V — скорость потока, м/с;
• d — диаметр водопровода, м;
• ν — кинематическая вязкость жидкости, м²/с.

Вязкость воды имеет зависимость от температуры:

ν_вода ≈ 1.3×10⁻⁶ - 5×10⁻⁹ × t

• t — температура, °C.

Для гликолевых растворов для упрощения расчета обычно используются константы, т.к. влияние температур на вязкость незначительны.

v_гл30% ≈ 2.5×10⁻⁶

v_гл35% ≈ 3.8×10⁻⁶

Данная математическая модель обеспечивает достаточную точность расчетов и позволяет оценить мощность насоса на этапе проектирования систем водоснабжения и отопления.