نحوه محاسبه هد پمپ آب

ارتفاع مکش ژئودتیک Ha:

اختلاف سطح بین نقطه A و پمپ

ارتفاع تحویل ژئودتیک Hm:

اختلاف سطح بین نقطه B و پمپ

هد ژئودتیک H:

تفاوت بین سطوح مایع در تخلیه و مکش

هد ژئودتیکی H که معمولاً به آن سر گفته می شود، مجموع ارتفاعات ژئودزی مکش و تخلیه Ha و Hm است.

پمپ ها نقش اساسی در انتقال سیالات دارند.

دو عامل اصلی در تعیین اندازه پمپ وجود دارد:

سرعت جریان، مقدار سیالی (یا حجم) است که در یک واحد زمان مشخص از پمپ عبور می کند.

هد هیدرولیک پمپ، انرژی واقعی که پمپ می تواند به سیال برساند

با بررسی یک سیستم عمومی مانند آنچه در شکل نشان داده شده است، دو اندازه گیری اساسی وجود دارد:

• هد ژئودتیک جیوه
• هد در مجرای مکش
• هد Hb در مجرای زایمان
• h اختلاف ارتفاع بین ورودی و خروجی پمپ
• فشار pa بر روی مخزن پایین دست
• فشار pb روی مخزن بالادست

اندازه گیری هد آب

هد ، فشار آب است که از اختلاف ارتفاع بین ورودی خط لوله و توربین آب ایجاد می شود. هد آب را می توان به صورت فاصله عمودی (فوت یا متر) یا فشار (پوند بر اینچ مربع، نیوتن بر متر مربع و غیره) اندازه گیری کرد. صرف نظر از اندازه جریان شما، هد بالاتر فشار بیشتر و در نتیجه خروجی بالاتری را در توربین ایجاد می کند.

ارتفاع سنج می تواند در تخمین آب برای ارزیابی اولیه محل مفید باشد، اما نباید برای اندازه گیری نهایی استفاده شود. بسیار معمول است که ارتفاع سنج های فشارسنج کم هزینه، خطاهای 150 فوت (46 متر) یا بیشتر را منعکس کنند، حتی زمانی که کالیبره شده باشند. ارتفاع سنج های GPS اغلب حتی دقت کمتری دارند. همچنین می‌توان از نقشه‌های توپوگرافی برای ارائه یک ایده بسیار تقریبی از افت عمودی در طول یک بخش از مسیر یک جریان استفاده کرد. اما تنها دو روش اندازه گیری هد آب برای طراحی سیستم آبی به اندازه کافی دقیق هستند – اندازه گیری مستقیم ارتفاع و فشار آب.

اندازه گیری فشار آب

اگر فاصله به اندازه کافی کوتاه است، می توانید از یک یا چند شیلنگ باغی یا طول لوله پلاستیکی انعطاف پذیر برای اندازه گیری سر استفاده کنید. این روش بر این ثابت است که هر پایه عمودی سر 0.433 psi فشار آب ایجاد می کند (10 فوت عمودی 4.33 psi ایجاد می کند). با اندازه گیری فشار در پایین شیلنگ می توانید تغییر ارتفاع را محاسبه کنید.

شلنگ (یا لوله) را از محل ورودی پیشنهادی خود به محل توربین پیشنهادی خود اجرا کنید. اگر چندین شیلنگ را به هم وصل می کنید، مطمئن شوید که هر اتصال محکم و بدون نشتی باشد. یک فشارسنج دقیق را به انتهای پایین شلنگ وصل کنید و شلنگ را کاملاً با آب پر کنید. اطمینان حاصل کنید که هیچ نقطه بلندی در شلنگ وجود ندارد که بتواند هوا را به دام بیندازد. می‌توانید قبل از اتصال گیج آب را از طریق شلنگ بشویید تا حباب‌های هوا را خارج کنید.

در صورت لزوم، می توانید با حرکت دادن شیلنگ و انجام چندین قرائت، کل آب را در فواصل طولانی تری اندازه گیری کنید. با این حال، به خاطر داشته باشید که برای هر پای عمودی کمتر از 1/2 psi اختلاف وجود دارد. به جز دامنه های بسیار شیب دار، حتی یک شلنگ 100 فوتی ممکن است فقط چند فوت عمودی سقوط کند. شانس خطا به طور قابل توجهی با یک سری خوانش های کم آب افزایش می یابد. از طولانی ترین شیلنگ ممکن به همراه فشارسنج بسیار دقیق استفاده کنید.

نحوه محاسبه هد کلی :

برای دانستن نحوه محاسبه کل نیاز به هد، باید 3 چیز را بدانید:

• هد استاتیک
• از دست دادن اصطکاک لوله
• فشار تخلیه

مجموع 3 مورد فوق به شما « هد مورد نیاز کل سیستم » شما را بر حسب متر می دهد.

• هد استاتیک، که به عنوان بالابر عمودی نیز شناخته می شود، ارتفاعی است (زیر زمین و بالای زمین) که آب هنگام حرکت در لوله تخلیه شما باید طی کند.
• اتلاف اصطکاکی – وقتی آب از طریق لوله تخلیه شما جریان می یابد، اصطکاک از مالش آب به داخل لوله ایجاد می شود که جریان آب را کند می کند. طول لوله، قطر داخلی لوله و میزان زانویی و خمیدگی یک لوله همگی بر اصطکاک لوله تاثیر می گذارند. آب کثیف مانند آب خاکستری و فاضلاب دارای اصطکاک لوله متفاوت با آب تمیز است.
• فشار تخلیه مورد نیاز در لوله های خروجی تخلیه.

مثال: (این مثال برای پمپ با سوراخ شناور است)

1 – سر استاتیک = از «عمق مجموعه پمپ» تا خروجی لوله تخلیه در بالاترین نقطه آن. به عنوان مثال فرض کنید 45 متر (35 متر زیر زمین و 10 متر بالای زمین) است.

2 – اتلاف اصطکاکی = ساده ترین راه استفاده از یک ماشین حساب آنلاین افت اصطکاک لوله است که در آن میزان جریان، قطر و طول لوله را وارد می کنید.

با کار کردن با شناسه داخلی لوله، تغییرات در نوع لوله و هر خمیدگی و زانویی، می توانید چیزهای فنی بیشتری کسب کنید. با این حال، از آنجایی که این فقط یک راهنمای کلی است، ما آن را ساده نگه می داریم.

3 – فشار تخلیه مورد نیاز = در این مثال ما در حال کار با آبپاش های شبکه ای هستیم که به فشار 250 کیلوپاسکال یا 25 متر نیاز دارند. (شما باید فشار عملیات مورد نیاز سیستم را تأیید کنید).

PSI ÷ 1.42 = هد متر به عنوان مثال: 36PSI ÷ 1.42 = 25.35m

Kpa ÷ 9.81 = هد متر به عنوان مثال: 250kpa ÷ 9.81 = 25.48m

بنابراین کل هد به صورت زیر خواهد بود:

هداستاتیک = 45 متر

افت اصطکاک = 15 متر

فشار تخلیه = 25.0 متر

محاسبات خالص هد آب :

هد خالص آب فشاری است که در انتهای خط لوله شما وجود دارد، زمانی که آب در واقع به سمت توربین شما جریان دارد. به دلیل تلفات ناشی از اصطکاک در خط لوله، این مقدار همیشه کمتر از مقدار کل آب است که اندازه گیری کرده اید. برای محاسبه هد خالص آب ، باید ارقام جریان آب (که در بخش‌های زیر توضیح داده شده است) داشته باشید. خطوط لوله طولانی‌تر، قطرهای کوچک‌تر و جریان‌های بالاتر اصطکاک بیشتری ایجاد می‌کنند. یک خط لوله که به درستی طراحی شده باشد، 85 تا 90 درصد کل آب ناخالصی را که اندازه‌گیری کرده‌اید، تولید می‌کند.

هد خالص اندازه گیری بسیار مفیدتر از هد ناخالص است و همراه با جریان طراحی، برای تعیین اجزای سیستم آبی و خروجی الکتریکی استفاده می شود. در اینجا اصول اولیه تعیین اندازه لوله و سر خالص وجود دارد، اما شما باید با تامین کننده توربین خود برای نهایی کردن مشخصات خط لوله خود کار کنید.

اتلاف هد آب به از دست دادن توان آب به دلیل اصطکاک درون خط لوله (همچنین به عنوان پنستاک شناخته می شود) اشاره دارد. اگرچه یک قطر لوله معین ممکن است برای حمل تمام جریان طراحی کافی باشد، کناره‌ها، اتصالات و خم‌های لوله با عبور آب، کشش ایجاد می‌کنند و سرعت آن را کاهش می‌دهند. اثر آن مانند پایین آوردن سر است – فشار آب کمتر در توربین.

اتلاف هد آب را نمی توان اندازه گیری کرد مگر اینکه آب جاری باشد. یک فشار سنج در پایین حتی کوچکترین لوله زمانی که آب در لوله ساکن است، psi کامل را نشان می دهد. اما با جریان یافتن آب، اصطکاک درون لوله، سرعت خروج آب از کف را کاهش می دهد. جریان آب بیشتر اصطکاک را بیشتر می کند.

لوله های بزرگتر اصطکاک کمتری ایجاد می کنند و قدرت بیشتری را به توربین می دهند. اما خطوط لوله بزرگ‌تر نیز گران‌تر هستند، بنابراین همواره بین تلفات هد و هزینه سیستم تعادل وجود دارد. اندازه لوله خود را به گونه ای تنظیم کنید که بیش از 10 تا 15 درصد از کل هد ناخالص (کل) به دلیل اصطکاک خط لوله از بین نرود. تلفات بالاتر ممکن است برای سایت های با سر بالا قابل قبول باشد (100 فوت به علاوه)، اما تلفات اصطکاک خط لوله باید برای اکثر سایت های کم سر به حداقل برسد.طول خط لوله شما تاثیر زیادی بر هزینه و کارایی سیستم شما دارد.