Как правильно рассчитать ванну и струйную систему городского фонтана читайте в других наших материалах.
В данной статье разберём устройство гидравлической части фонтана в целом. Объясним как проектировать фонтан правильно и почему надо строить фонтан правильно.
Итак, про фонтанные насадки, геометрию ванны фонтана и размещение насосной станции мы говорили в предыдущих статьях. Пора обсудить насосы. Постараюсь излагать понятно для большинства. В современной технике существует более десятка типов насосов для жидкости, использующих различные физические процессы, но для фонтанов можно не копаться и не изобретать велосипед, он давно изобретён. В фонтанах применяются центробежные электрические насосы импеллерного типа. Импеллер вращается внутри корпуса насоса, который часто называют улиткой из-за похожей геометрии. В русской литературе импеллер именуют рабочим колесом, но многие «специалисты» называют крыльчаткой. Крыльчатка - это неправильно. Если вы слышите от специалиста по фонтанам слово «крыльчатка», найдите другого специалиста. Крыльчатка это у вентиляторов. Итак, вал электродвигателя вращает вал насоса, на котором установлено рабочее колесо, колесо сообщает кинетическую энергию вращения поступающей в корпус насоса воде. «Улитка» улавливает и направляет поток воды в напорный трубопровод. На всасе насоса создаётся зона низкого давления и вода из ванны фонтана устремляется внутрь насоса. Слово «всас» звучит странно, но это правильное слово и употребляется в русской технической литературе, в том числе в учебниках по теории насосов. Центробежные насосы обеспечивают довольно высокую производительность при невысоком давлении и, что очень важно, имеют довольно высокий механический КПД по сравнению с другими типами насосов. Физическую характеристику центробежного насоса удобно отображать на плоском двухкоординатном графике в виде параболической зависимости напора от расхода (давления от производительности). По вертикали отображают напор (обычно в метрах водного столба), по горизонтали расход (обычно в кубических метрах в час). При расчёте фонтанных насадок и трубопроводов фонтана необходимо получить значение расхода воды и напора потока воды на выходе из насоса. Совокупность этих двух параметров называется «рабочей точкой». Если значение напора в рабочей точке умножить на значение расхода в этой же точке, учесть механический КПД гидравлической системы и кинетическую вязкость перекачиваемой жидкости, то получится требуемая мощность насоса на валу. Насос фонтана подбирается таким образом, чтобы параболическая напорно-расходная координатная насосная кривая наиболее точно совпала с рабочей точкой или была чуть выше требуемой рабочей точки. Если напорно-расходная характеристика насоса окажется ниже рабочей точки, то мы не сможем получить заданной водной картины фонтана, высота струй будет недостаточна. Если же вы решите подобрать насос с большим запасом мощности, и требуемая рабочая точка окажется сильно ниже напорно-расходной кривой, то мощность насоса будет избыточной, насос будет намного дороже, а струи будут выше расчётных, брызги будут за бортом, вокруг фонтана будет болото. Придётся искусственно увеличивать сопротивление трубопроводов закручивая задвижки. От этого расход электроэнергии будет ещё больше. Короче, надо правильно посчитать параметры насадок, ещё более правильно посчитать диаметры трубопроводов, после этого посчитать гидравлическое сопротивление трубопроводов, а уже потом подбирать насосы по каталогам.
Но к сожалению, большинство «специалистов» по фонтанам не умеют рассчитывать диаметры трубопроводов, они не в курсе откуда появляется гидравлическое сопротивление и даже не подозревают, что насос для фонтана можно рассчитать на калькуляторе даже не имея под рукой каталога. Обычно они знают только то, что у фонтанных насадок в характеристиках указаны требуемые напор и расход. Потом напор они умножают на два, чтобы быть уверенным в том, что мощность насоса будет избыточной и высота струй будет достаточной, принимают эти значения за требуемую рабочую точку, потом копаются в древних каталогах морально устаревших консольных насосов, выискивая наиболее подходящий, по их мнению, насос. И даже после таких сомнительных манипуляций «специалисты» не вполне уверены в правильности выбора насоса и выбирают насос еще "немного помощнее", чтобы уже наверняка. "Немного помощнее" уже не получится, например, после электродвигателя мощностью 22 кВт следующий это 27 кВт, а у большинства насосных фирм это уже 30 кВт. А это как то уже "слишком помощнее".
А цена насоса напрямую зависит от его мощности, но что ещё более неприятно, от мощности насоса напрямую зависит потребление электроэнергии по счётчику. Насос в городском фонтане работает 14…24 часов в сутки. Очень просто посчитать сколько рублей накрутится на счётчике за сезон. А накрутится в два или в три раза больше, чем должно было накрутится, если правильно рассчитать трубопроводы, сумму сопротивлений трубопроводов и насосы.
В рамках статьи невозможно научить расчитывать насос для фонтана. Этому учат в высшем учебном заведении не менее двух семестров с курсовым проектом и экзаменом. И предварительно надо ещё пройти курс Гидравлики на два семестра с десятью лабораторными работами и экзаменом. Эта статья для того, чтобы Вы могли сами понять насколько компетентен ваш "специалист" по фонтанам.
Но если Вы жаждете знаний, читайте наши следующие статьи по насосам и насосному оборудованию.