Полезная информация
29.05.2013
Водоподготовка
29.05.2013

Существующие системы фильтрации и обеззараживания

водоснабжение типовые схемы

Что же такое Дебит скважины и как подобрать под него насос

14.05.2013

Дебит скважины и производительность насоса

14.05.2013

Что же такое Дебит скважины и как подобрать под него насос

 

Дебит(фр. debit — сбыт, расход) — объём жидкостиводы стабильно поступающий из некоторого естественного или искусственного источника в единицу времени. Дебит является интегральной характеристикой источника (буровой скважины, трубы, колодца и т. п.), опеределяющий его способность генерировать продукт, при заданном режиме эксплуатации, зависящей от его связей с прилегающими  водоносными слоями, истощения этих слоев, а также сезонных колебаний (для грунтовых вод).

Дебит водных скважин измеряется в кубических метрах в единицу времени (м³/с, м³/час, м³/сутки).

 

Эксплуатационные требования определяются из расчета пропускной способности одновременно работающих точек системы водопотребления. Так, нормативные расходы санитарных приборов (м3/час): умывальник, биде, унитаз - по 0,4; мойка на кухне, посудомоечная машина, стиральная машина, душ - по 0,7; ванна - 1,1; поливочный кран на улице - 1,5. Сумма водопотреблений от каждого объекта, умноженная на коэфф. одновременности 0,7 и составляет желаемую производительность скважины, возможности которой будет ограничивать только выбранный диаметр скважины, а более точно - диаметр обсадной трубы (колонны).

 

Диаметр обсадной трубы, доходящей до водоносного известнякового слоя - одна из основных характеристик, определяющая в дальнейшем производительность скважины или Дебит скважины.

 

Эти значения в сумме, как и множество других, также определяют и выбор насоса:

Дебит, производительность кубометров в час

1

1,5

3,0

5,0

8,0

Диаметр обсадной трубы (колонны), мм

100

114

133

152

168

 

Наряду с Дебитом скважины и  Диаметром обсадной трубы (колонны) правильный подбор насоса определяют Статический уровень воды и Динамический уровень воды.

Статический уровень воды в скважине - исходное расстояние от поверхности земли до уровня подземных вод (зеркала воды) в скважине, не нарушенное откачкой или наливом. 

Динамический уровень воды в скважине - расстояние от поверхности земли до уровня подземных вод (зеркала воды), установившееся в скважине во время откачки воды при непрерывной работе насоса, а также, при естественном сезонном колебании уровня воды. 

 

А теперь рассмотрим расчет водопотребления и выбор насоса на примере:

 

В загородном 2-х этажном коттедже проживает семья из 4 человек.

 
- Скважина расположена в 10 м от дома;
- Диаметр обсадной трубы скважины - 133 мм;
- Дебит скважины, или ее производительность - 3 м3/час;
- Динамический уровень - 35 м;
- Высота от "0" земли до наивысшей точки водоразбора (душ на 2-м этаже) - 5,5 м;
- Расстояние от скважины до гидроаккумулятора 200л. (1 этаж)  - 15 м;
- Глубина скважины 60 метров.

 

1. Определение водопотребления

Водопотребление или производительность скважинного насоса (м3/час) определяется двумя основными параметрами - Дебитом (производительностью скважины) и пиковым водоразбором потребителей. 

Дебит известен и указан в паспорте скважины - 3м3/час.

Пиковый водоразбор определяется из расчета пропускной способности одновременно работающих точек системы водопотребления, это в свою очередь зависит от количества проживающих. 

Так, нормативные расходы санитарных приборов (м3/час) следующие: умывальник, биде, унитаз - по 0,4; мойка на кухне, посудомоечная машина, стиральная машина, душ - по 0,7; ванна - 1,1; поливочный кран на улице - 1,5. Сумма водопотреблений от каждого объекта и составляет пиковый водоразбор. Но в связи с не одновременностью использования всех точек водопотребления, полученную сумму умножаем на коэффициент 0,7.

 

Пусть, в нашем случае:

Пиковый водоразбор (Q) - душ, унитаз, стиральная машина, мойка на кухне, умывальник, ванна.
Суммируем водопотребление от каждого объекта: Q=0,7+0,4+0,7+0,7+0,4+1,1=4,0 м3/час.
Умножаем полученный результат на коэффициент одновременности 0,7 и получаем необходимый расход воды: 4,0*0,7=2,8 м3/час.

Это значение не должно превышать дебит скважины, у нас: 2,8 м3/час < 3,0 м3/час. (Собственно дебит можно обозначить еще на этапе планирования скважины – он напрямую зависит от диаметра скважины и ее обсадной трубы. 

 

2. Определение напора

Под напором понимают возможность насоса повышать давление жидкости, выражаемое высотой столба жидкости над выбранным уровнем отсчёта в линейных единицах.
В нашем случае: напор - возможность насоса повышать давление воды, выражаемое высотой столба воды от этого насоса к выбранной точке водоразбора в метрах.

Давление воды (бар) выражается в метрах водяного столба (м H2O). На каждый бар приходится 10,197 метров водяного столба.  

Напор рассчитывается по формуле:
H [m] = Ptap x 10,197 + Hgeo + Hf ,

Ptap - Давление [бар] в точке водоразбора, к которой нужно создать напор от насоса в метрах водяного столба (m H2O). 
Hgeo - Геометрическая высота [м] от уровня установки насоса до выбранной точки водоразбора. 
Hf - Суммарные гидравлические потери напора в трубопроводе от насоса к выбранной точки водоразбора, которые состоят из потерь напора в трубах (данные приведены в таблице 1.) и потерь на местных сопротивлениях (углах, тройниках, задвижках...). Местные потери обычно принимают равными 15% от потерь напора в трубах, поэтому уместно упростить:  Hf =(потери напора в трубах)*1,15

 

В нашем примере:


• Ptap = 3,5 бар, заранее установленный (с помощью реле давления уровень давления в гидроаккумуляторе 200л., при котором насос отключается.

Логично предположить, что создать давление необходимо в самой высокой точке водоразбора (к примеру, душ находится на 2-м этаже) и рассчитать давление напора следует именно к ней, но если в системе установлен гидроаккумулятор (мембранный бак) то расчет напора производится к нему, как к резервуару поддерживающему постоянный напор всех точек водоразбора в трубопроводе коттеджа. Мы выбрали давление в 3,5 бар, которое является средним приблизительным для этого объема гидроаккумулятора в 200л. Стоит учесть, что это давление на входе в систему водоснабжения коттеджа и в самой высокой точке (душ на 2-м этаже) оно уже будет немногим ниже. Для сравнения в городской сети в среднем от 2 до 2,5 бар. Также гидроаккумулятор является не только хранилищем резервного запаса воды и сокращает количество включений-выключений насоса, но и гасит скачки давления в трубопроводе - гидравлические удары.

• Hgeo = 35 м + 5 м + 1,5 м = 41,5 м

Геометрическую высоту составляют:
Вертикальное расстояние от насоса к "0" земли, который погружен на 5 метров ниже динамического уровня воды - 35 м + 5 м = 40 м  
Вертикальное расстояние от "0" земли к гидроаккумулятору на первом этаже, в среднем - 1,5 м. 

• Hf = 7,15 м 

Общая длина трубопровода от насоса к гидроаккумулятору, равная сумме геометрической высоты и расстояния от скважины к гидроаккумулятору, составляет 56,5 м: 41,5 м + 15 м = 56,5 м.  

Пусть трубопровод, к примеру, представляет собой пластиковую трубу ПНД Ø32.  

При этом получается:
Hf = (Значение из таблицы1. для Ø32 в объеме 2,8 м3/час(=>3 м3/час) / 100 x Длину трубопровода)*1,15
Hf = (11 / 100 x 56,5 м)*1,15 = 7,15 м

Итак, H [m] = Ptap x 10,197 + Hgeo + Hf = 3,5 x 10,197 + 41,5 м + 7,15 = 84,34 м 


Выбрано при Qср = 2,8 м3/час, H = 84,34 м

 

Tаблица 1.Потери напора (Hf) в пластиковых трубах и металлических водопроводных трубах, на отрезок прямой трубы длиной 100 м: 

Количество воды

Полимерные трубы

Металлические водопроводные трубы

м3/ч

л/мин

Номинальный диаметр трубы в мм

Номинальный диаметр трубы в дюймах

20

25

32

40

50

 1/2

 3/4

  1   

1,1/4

1,1/2

0,6

10

7,8

1,8

0,66

0,27

0,09

9,91

2,41

0,78

 

 

0,9

15

15,5

4

1,14

0,6

0,18

20,11

4,86

1,57

0,42

 

1,2

20

27,6

6,4

2,2

0,9

0,28

33,51

8,04

2,59

0,68

0,35

1,5

25

43,8

10

3,5

1,4

0,43

49,93

11,91

3,83

1

0,51

1,8

30

57,5

13

4,6

1,9

0,57

69,34

16,5

5,28

1,38

0,7

2,1

35

73

16

6

2,4

0,7

91,54

21,75

6,95

1,81

0,91

2,4

40

 

22

7,5

3,3

0,93

 

27,66

8,82

2,29

1,16

3

50

 

33

11

4,8

1,4

 

41,4

13,14

3,4

1,72

3,6

60

 

42

15

6,5

1,9

 

57,74

18,28

4,72

2,38

4,2

70

 

50

18

8

2,5

 

76,49

24,18

6,23

3,13

4,8

80

 

 

25

10,5

3

 

 

30,87

7,94

4

 

 

3. Выбор насоса 

Итак, необходимы: напор 84,34 м и подача 2,8 м3/час

Исходя из этих параметров и выбираем требуемый насос у конкретного производителя.

При бурение скважин в Суворовском районе и всей Тульской области мы обычно сами выбираем скважный насос исходя из требуемых параметров, но можем установить насос выбранный непосредственно заказчиком.

    Добавить комментарий
    Введите код с картинки