محاسبه هد و دبی جهت انتخاب پمپ

مقدمه

در این مقاله از نافکو قصد داریم ابتدا با هد و دبی پمپ را معرفی کنیم تا شناخت بهتری نسبت این فاکتور ها داشته باشیم، سپس به سراغ انواع هد (head) ها در مکش و دهش پمپ میرویم و به تشریح منحنی های (curve) پمپ می پردازیم و در نهایت بعد از حل مثال های مختلف و فهم دقیق فرمول ها و روال محاسبه و نحوه انتخاب صحیح پمپ را انجام خواهیم داد.

معرفی هد و دبی

در این به بحث هد و دبی پمپ چیست خواهیم پرداخت، پمپ با دو مولفه اصلی بنام هد (ارتفاع یا فشار) و دبی (آبدهی) معرفی و انتخاب میشود. دقت کنید که بعد از مشخص کردن این دو مولفه به سراغ باقی موارد مانند نوع پمپ و… خواهیم رفت، پس اولویت با هد و دبی است. در جدول زیر میتوان بی نهایت هد و دبی تعریف کرد البته تا منحنی سبز رنگ، این به چه معناست؟ در واقع باید گفت که یک محور عمودی (h) وجود دارد که مشخص کننده ی هد پمپ است، یعنی بازه ی هد را نشان میدهد که در شکل زیر این بازه از ۰ تا حدودا ۵۰ متر میباشد و یک محور افقی هم وجود دارد که بازه ی دبی (آبدهی) را نشان می دهد که بر حسب (gallon per minute = gpm) می باشد.

معرفی هد و دبی | نافکو

چگونگی تشکیل منحنی (curve) پمپ

در اینجا باید گفت که یک منحنی را بر اساس هر مدل پمپ، کارخانه سازنده به استفاده کننده خواهد داد. در شکل زیر نحوه تشکیل یک منحنی پمپ که بصورت نزولی می باشد را نشان داده ایم:

چگونگی تشکیل منحنی پمپ | نافکو

*فرض کنید که یک پمپ با هد و دبی داریم، آب را در یک ستون آبی به بالا هدایت کردیم، اکنون دقیقا چه اتفاقی خواهد افتاد؟ در واقع به این شکل باید تفسیر کنید؛ شما با کم کردن هد استاتیک، مقداری حجم آب را از لوله خارج میکنید که در این شکل نقاط بسیاری را داده که از بهم پیوستن آنها منحنی پمپ تشکیل میشود.

نکته: بطور کلی ماهیت (ذات) پمپ ها به این شکل است که هد ≠ دبی است (Q≠H)، در واقع این خاصیت هد و دبی است، این به چه معناست؟ همانطور  که در شکل هم مشخص است، یعنی هر چه هد بالاتر برود، دبی کم خواهد شد، پس در نتیجه می توان بی نهایت هد و دبی را روی یک منحنی بدست آورد.

هد head پمپ چیست؟

قدرت مفیدی تلقی میشود که توسط پمپ به واحد وزن سیال وارد می شود، به منظور انتقال سیال از نقطه ای به نقطه ای دیگر به هد (head) نیاز می باشد، هد باید به اندازه ای باشد که بتواند بر مقاومت مسیر غلبه کند، واحد های مورد استفاده در هد عبارت اند از: Ft – Pa – Psi – Bar – M

انواع هد head پمپ

  1. هد استاتیکی: انرژی پتانسیل ذخیره شده در سیال ساکن را گویند
  • هد استاتیکی مکش پمپ: ۲ حالت دارد، حالت اول (ایده آل) suction head که سطح مایع مخزن بالاتر از خط مرکزی چشمه مکش پمپ قرار دارد، حالت دوم suction lift که سطح مایع مخزن پایین تر از خط مرکزی چشمه مکش پمپ قرار دارد.
  • هد استاتیکی دهش پمپ: فاصله ی عمودی بین خط مرکزی چشمه ی مکش و سطح مایع مقصد

۲٫ هد دینامیکی: ناشی از حرکت سیال در داخل لوله، اتصالات و زانوها و افتی که ایجاد می کند می باشد

هد در انواع سیستم لوله کشی

  • سیستم باز: زمانی (که سیال در طول مسیر حرکت خود که میخواهد به آخرین مصرف کننده برسد)، نهایتا با هوای اتمسفر در ارتباط باشد، مانند سیستم آب شرب مصرفی. در این بخش نحوه محاسبه هد برای پمپ اینگونه است:

ارتفاع استاتیک + افت در طول مسیر حرکت سیال (هد دینامیکی) + فشار پشت آخرین مصرف کننده

  • سیستم بسته: زمانی که سیال در طول مسیر حرکت خود با هوای اتمسفر در ارتباط نباشد، مانند سیستم موتورخانه

دبی (گذر حجمی) پمپ چیست؟

حجم سیال خروجی از دهانه پمپ در واحد زمان را دبی گویند و واحد آن میتواند L/min – L/s – GPM – m3/hr باشد.

محاسبه هد (head) پمپ

مولفه هایی که در هد پمپ دخیل هستند عبارت اند از:

  • اختلاف ارتفاع تراز نصب پمپ و بالاترین مصرف کننده در فضای کاربری

نکته: از مکانی که جانمایی پمپ صورت میگیرد تا آخرین مصرف کننده، ارتفاع استاتیکی را اعلام می کنند

  • افت فشار در لوله، اتصالات و کنتور (هر چیزی که در مسیر میتواند افت فشار ایجاد کند)
  • حداقل فشار مورد نیاز در پشت شیر برداشت آب (یا مصرف کننده در مرتفع ترین نقطه)

فرمول محاسبه هد (head) پمپ

H= h1 + h2 + h3 ± h4

H1 = هد استاتیکی = ارتفاع عمودی از دهانه پمپ، آکس مکش پمپ تا آخرین و بالا ترین مصرف کننده

H2 = هد دینامیکی = افت مسیر مانند لولهف اتصالات و…

H3 = حداقل فشار مورد نیاز در پشت شیر بالاترین تجهیزات بهداشتی

H4 = فاصله عمودی از سطح آب مخزن ذخیره تا دهانه مکش بوستر پمپ

نکته: آکس مکش پمپ در واقع نقطه ی مرکزی محور ورودی پمپ می باشد.

نکته: نکته ای که باید در آخر فرمول متذکر شد (h4±)، اگر هد استاتیک شما از نوع suction head بود (یعنی سوار بر مکش پمپ بود)، این عدد منفی خواهد شد، اگر عدد غیر از این بود (که معمولا نیست) این عدد مثبت خواهد بود.

نکته: h2 را پیشنهاد میشود که بدین شکل حساب کنید، نرخ افت فشار مسیر لوله کشی که ۵ تا ۷% در طول معادل لوله ضرب میکنیم، یک عدد کوچک به ما خواهد داد که آن عدد هد دینامیکی خواهد بود.

جدول حداقل فشار پشت تجهیزات بهداشتی (طبق مبحث ۱۶ مقررات ملی ساختمان)

جدول حداقل فشار پشت تجهیزات بهداشتی | نافکو

*معمولا دوش را بالاترین تجهیز انتخاب می کنیم

مثال نحوه محاسبه هد پمپ

با وجود ساختمان مسکونی با شرایط زیر، مطلوب است هد پمپ مورد نظر انتخاب شود:

شرایط: ۹ طبقه کل ساختمان ۶ طبقه مسکونی – هرطبقه ۵ واحد – ۳ طبقه پارکینگ – بوستر پمپ نصب در طبقه ۳-

نکات:

  • واحدها از نوع خصوصی و دارای مصرف کننده های معمولی (که در جدول زیر مشخص شده اند)
  • دارای توالت با فلاش تانک
  • سطح آب مخزن ذخیره تا آکس مکش پمپ ۱ متر و بالاتر از مکش پمپ
  • بالاترین تجهیز بهداشتی را دوش در نظر میگیریم

حل: با توجه به ارتفاع میانگین هر طبقه m3، ارتفاع استاتیکی از محل نصب بوستر پمپ را خواهیم داشت:

ارتفاع استاتیکی H1= 9 x 3 = 27 m

 با فرض طول لوله از رایزر تا دور ترین مصرف کننده m20، خواهیم داشت:

H2= 3.5 m

با وجود فشار ۱ بار در پشت آخرین مصرف کننده، خواهیم داشت:

H3= 10 m

H4= -1 m

در نتیجه خواهیم داشت:

Htot (m) = 27+ 3.5 + 10 – 1 = 39.5 m

این هدی است که می خواهیم با آن پمپ را انتخاب کنیم =Htot

جهت سفارش تولید، نصب و راه اندازی انواع بوستر پمپ و پمپ با تیم طراحی و مشاوره نافکو در تماس باشد

محاسبه دبی (debi) پمپ

قبل از شروع محاسبات دبی پمپ باید با چند اصطلاح آشنا شویم:

  • فلاش تانک (Flush tank): از یک مخزن تشکیل شده که آب در آن ذخیره شده و با هر فعال شدن، حجم مشخصی آب را به داخل کاسه توالت میریزد، تامین فشار لازم آب در فلاش تانک ها ممکن است به کمک وزن آب ذخیره شده در تانک و یا هوای فشرده یا یک پمپ آب باشد.
  • فلاش ولو (Flush valve): بر خلاف فلاش تانک، فاقد مخزن ذخیره آب است و در زمان فعال شدن با استفاده از یک لوله با قطر زیاد حجم مشخصی از آب را با دبی زیاد در کاسه توالت تخلیه می کند، در واقع این دو، دو سیستم تخلیه ضایعات به فاضلاب (در سرویس بهداشتی) هستند.

استخراج دبی از روی جدول

مورد بعدی که باید قبل از ورد به بحث محاسبات دبی پمپ جهت انتخاب صحیح بوستر پمپ بدانیم، جداول استخراج gpm هستند که در زیر آورده شده است (طبق مبحث ۱۶).

*در این جدول حداکثر مصرف لحظه ای را مشاهده می کنید

استخراج دبی از روی نمودار

منحنی۱: سیستم با شیر فشاری (فلاش ولو)

منحنی۲: سیستم با مخزن فشاری (فلاش تانک)

مثال نحوه محاسبه دبی پمپ

ساختمان مسکونی با شرایط زیر مفروض است:

شرایط: ۹ طبقه کل ساختمان – ۶ طبقه مسکونی – هر طبقه ۵ واحد

نکات:

  1. واحدها از نوع خصوصی و دارای مصرف کننده های معمول (در جدول ۱)
  2. دارای توالت با فلاش تانک
  3. سطح آب مخزن ذخیره تا آکس مکش پمپ ۱ متر و بالاتر از مکش پمپ
  4. بالاترین تجهیز بهداشتی را دوش در نظر بگیرید

حل: با توجه به تعداد هر مصرف کننده و sfu گرفته شده از جداول، به ازای هر نوع مصرف کننده، طبق جدول زیر اعداد را با هم جمع و در نهایت از جدول (یا منحنی) مربوطه مقدار کل sfu به gpm کل تبدیل میشود، پس با میان یابی بین دو عدد ۲۵۰ و ۲۷۵، حداکثر مصرف لحظه ای و احتمالی آب (۷۷ gpm) را میتوان استخراج کرد.

نکته: در جدول تبدیل sfu به gpm، مقدار دبی بیشتراز حد مصرف محاسبه میشود چرا که ضریب همزمانی برای کاربردهای مختلف لحاظ نشده است، برای مثال شما در یک آپشزخانه با داشتن مصرف کننده های مختلف میتوانید با توجه به عدم امکان عملکرد همزمان همه مصرف کننده ها، فقط ظرفشویی و سینک را در نظر بگیرید، پس میتوان دبی کل را تقسیم بر ۲ کرد و دو پمپ با ظرفیت ۵۰% انتخاب کرد تا پمپ اول پاسخگوی مصرف روزانه و شرلیط عادی باشد و در صورت تقاضای بیشتر در پیک مصرف پمپ دوم به کمک پمپ اول  بیاید. در ادامه باید گفت که در صورت انتخاب ۲ دستگاه الکتروپمپ ۵۰%، معمولا الکتروپمپ دوم کمتر وارد مدار میشود، در این حالت میتوان از اختصاص الکتروپمپ رزرو خودداری کرد.

محاسبه دبی پمپ بر اساس استاندارد DIN 1988

در این بخش، حداکثر دبی فضای کاربری رو به کمک محاسبات مصرف تجمیعی و اعمال ضریب همزمانی بر اساس استاندارد DIN مورد بررسی قرار خواهیم داد، چه اتفاقی خواهد افتاد، با احتساب و تجمیع مصرف کننده ها در هر نوع فضای کاربری به دبی تجمیعی خواهیم رسید، پس از حرکت عمودی از نقطه مد نظر روی محور افقی که محور دبی تجمیعی ما مصرف میشود و قطع یکی از منحنی ها نسبت به فضای کاربری مد نظر به سمت محور عمودی حرکت می کنیم تا به نقطه مورد نظر که پیک مصرف دبی فضای کاربری ما می باشد برسیم. با بیان اینکه منحنی ها در اصل ضریب همزمانی ما را مشخص می کنند، به حل یک مثال دیگر می پردازیم.

پیشنهاد مطالعه: مقدمه ای بر استانداردهای ساخت پمپ

مثال: ساختمانی با شرایط زیر را در نظر بگیرید

شرایط: ۶ طبقه کل – هر طبقه ۴ واحد (مسکونی) – دبی استاندارد مصرف کننده ها در حداقل فشار

حل:

دبی تجمیعی (Lit/s) = 24 x 1011 lit/s = 24264 lit/s

محاسبه دبی بر اساس میزان مصرف آب بر پایه تعداد نفرات و نوع کاربری ساختمان

Q= a x b x c x d / 1000 m3/hr

Q= m3/hr  دبی بر حسب

A= تعداد واحدهای فضای کاربری

B= میانگین نفرات مستقر در هر واحد

C= مصرف سرانه آب در هر شبانه روز

D= ضریب همزمانی

مثال: ساختمان مسکونی با شراطی زیر را در نظر بگیرید

شرایط: ۹ طبقه کل – ۶ طبقه مسکونی – هر طبقه ۵ واحد – ۳ طبقه پارکینگ

نکات:

  • واحدها از نوع خصوصی و دارای مصرف کننده های معمول
  • دارای توالت با فلاش تانک
  • سطح آب مخزن ذخیره تا آکس مکش پمپ ۱ متر و بالاتر از مکش پمپ
  • بالاترین تجهیز بهداشتی دوش

حل:

Q= 30 x 4 x 150 x 35% / 1000  m3/hr = 6.3 m3/hr دبی موردنظر

معایب این روش: این که ضریب همزمانی بر اساس مصارف مسکونی می باشد و امکان استفاده در کاربری های دیگر ندارد، یعنی محدودیت وجود دارد.

محاسبه دبی از روی نمودار تقریبی تعیین ظرفیت آبدهی فضای کاربری

این روش، روشی است که بوسیله نمودار، فضاهای کاربری و مصارفی که دارد می توانیم دبی را محاسبه کنیم.

مثال: فرض کنید ” واحد مسکونی با یک حمام”، اکنون باید در این حالت با تعداد واحد نشان دهیم، در اینجا ما فرض می کنیم ۶۰ واحد مسکونی داریم با یک حمام (که در نمودار مشخص شده)، ابتدا ۶۰ واحد را انتخاب می کنیم (از روی نمودار)، امتداد می دهیم به یک حمام، یکی منحنی شماره ۱ را قطع کند و به سمت پایین حرکت می کنیم، طرفیت آبدهی ان ساختمان را بر اساس مترمکعب و لیتر بر دقیقه بدست می آوریم، برای حالت ساختمان های مسکونی هم با تعداد نفرات در ساختمان می سنجیم.

محاسبه توان پمپ بر اساس هد و دبی

محاسبه توان پمپ بر اساس فرمول زیر محاسبه می گردد:

توان پمپ = چگالی x دبی x هد / ۳۶۷ x راندمان

رابطه فوق به شکل زیر ساده میشود:

توان مصرفی = دبی x هد / ۳۶۷ x راندمان

در ادامه باید گفت که دلیل حذف چگالی این است که چگالی آب معادل ۱۰۰۰ kg/m3 یعنی ۱ kg/dm3 

مثال: پمپی با دبی ۵۰ مترمکعب بر ساعت با هد ۵۹ متر و راندمان ۶۲% داریم، توان آن را حساب کنید؟

توان مصرفی = ۵۰ * ۵۹ / ۳۶۷ * ۰٫۶۲ = ۱۳ kw

نتیجه گیری

در آخر باید گفت که دو فاکتور مهم در انتخاب صحیح پمپ، در واقع هد و دبی پمپ می باشند که بطور کامل به شرح آنها پرداختیم و با انواع روش های محاسبه هد و دبی هم آشنا شدیم و مثال های مختلفی را مورد بررسی قرار دادیم تا بصورت تخصصی اطلاعاتی در مورد نحوه محاسبه هد و دبی جهت انتخاب پمپ و استفاده در بوستر پمپ بدست آورده باشیم.

هایپر صنعت نافکو، تولید کننده، مشاور و مجری بوستر پمپ با بیش از ۱۱ سال سابقه کار تخصصی در این حوزه آماده ارائه کلیه خدمات به هموطنان عزیز در سراسر کشور می باشد، جهت برقراری تماس با کارشناسان ما می توانید به صفحه تماس با ما مراجعه کنید.

سوالات متداول

هد: قدرت مفیدی نلقی میشود که توسط پمپ به واحد وزن سیال وارد می شود، به منظور انتقال سیال از نقطه ای به نقطه ای دیگر به هد (head) نیاز می باشد، هد باید به اندازه ای باشد که بتواند بر مقاومت مسیر غلبه کند، واحد های مورد استفاده در هد عبارت اند از: Ft – Pa – Psi – Bar – M

دبی: حجم سیال خروجی از دهانه پمپ در واحد زمان را دبی گویند و واحد آن میتواند L/min – L/s – GPM – m3/hr باشد.

فاکتورهای متعددی در نحوه محاسبه هد و همچنین دبی دخیل هستند از جمله:

  • اختلاف ارتفاع تراز نصب پمپ و بالاترین مصرف کننده در فضای کاربری
  • افت فشار در لوله، اتصالات و کنتور (هر چیزی که در مسیر میتواند افت فشار ایجاد کند)
  • حداقل فشار مورد نیاز در پشت شیر برداشت آب (یا مصرف کننده در مرتفع ترین نقطه)

به تابلو فرمان دور متغیری که در بوستر پمپ آبرسانی نصب شده بستگی دارد و تغییر فرکانس برق شهر که تابلو فرمان انجام می دهد، این فشار را ثابت نگه می دارد.

۱- هد استاتیکی: انرژی پتانسیل ذخیره شده در سیال ساکن را گویند

۲- هد دینامیکی: ناشی از حرکت سیال در داخل لوله، اتصالات و زانوها و افتی که ایجاد می کند می باشد

نقطه یا محدوده بهترین راندمان پمپ می باشد، دبی جریانی که پمپ در آن بهترین راندمان را دارد، نقطه ی bep تابعی از شکل طراحی پروانه، ورودی پمپ، حلزونی و سرعت پره است.

مزیت BEP: در محدوده bep جریان ورودی به پروانه، حلزونی یا (دیفیوزر) بدون شُک و جُدایش و یکنواخت است و در نتیجه کمترین تلفات را در پمپ خواهیم داشت.

4 دیدگاه در “محاسبه هد و دبی جهت انتخاب پمپ

  1. کاظم زاده گفت:

    چطور میتونم بدون فرمول و محاسبات هد پمپ رو بدست بیارم؟

    1. حمید کوراوند گفت:

      سلام جناب کاظم زاده
      برای محاسبه سرانگشتی هد پمپ میتونید اختلاف ارتفاع و فشار مورد نیاز در بالاترین نقطه ساختمان رو حساب کنی بعلاوه یک تلورانس، بسته به میزان زانو و شیرآلات و… در مسیر

  2. رضا گفت:

    سلام برای محاسبه هد پمپ درکارخانه که مسیر لوله کشی طولانی مثلا ۱۰۰۰متر است چگونه محاسبه میشود

  3. سرگلزائی گفت:

    سلام، منظور از ارتفاع ستون آب در تعیین هد چیست؟ سطح مقطع ستون آب مذکور چقدر است؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید

ورود

هنوز حساب کاربری ندارید؟

برای دیدن محصولات که دنبال آن هستید تایپ کنید.
فروشگاه