Коэффициент быстроходности насоса: что это и как посчитать

Коэффициент быстроходности насоса — это расчётное число, которое связывает частоту вращения, подачу и напор одной ступени. Два насоса с одинаковым коэффициентом быстроходности геометрически подобны: у них похожая форма рабочего колеса и похожая форма характеристики, даже если размеры разные. Поэтому по одному числу инженер сразу понимает, какой это насос — узкий центробежный, диагональный или осевой, — и как он будет вести себя на разных режимах.

Формула коэффициента быстроходности насоса

В отечественной практике коэффициент быстроходности считают так: n_s = 3,65 · n · √Q / H^3/4.

• n — частота вращения, об/мин;
• Q — подача в точке максимального КПД, м³/с; для колеса двустороннего входа берут половину подачи;
• H — напор одной ступени в той же точке, м.

Пример. Насос вращается с частотой 2900 об/мин и в точке лучшего КПД даёт 72 м³/ч (0,02 м³/с) при напоре 25 м. Тогда n_s = 3,65 · 2900 · √0,02 / 25^3/4 ≈ 134. Это нормальный центробежный насос.

В зарубежных каталогах встречается похожая величина specific speed, но её считают в других единицах, и числа напрямую не сравнивают.

Классы насосов по коэффициенту быстроходности

Границы классов в разных источниках немного различаются, но порядок величин один. О типах колёс подробнее — в статье о рабочем колесе насоса. Как работают центробежный, диагональный и осевой насосы, разобрано в статье о лопастных насосах.

Что коэффициент быстроходности говорит о характеристике

• Тихоходные насосы дают высокий напор при небольшой подаче. Кривая у них пологая, а мощность растёт с увеличением подачи, поэтому их пускают при закрытой задвижке.
• Быстроходные и диагональные дают большую подачу при умеренном напоре. Кривая у них круче.
• Осевые насосы берут наибольшую мощность при малой подаче, поэтому пускать их на закрытую задвижку нельзя.

Как читать кривую насоса и где на ней точка лучшего КПД, объясняет статья о том, как читать характеристику насоса. О самом КПД — в статье о КПД насоса.

Коэффициент быстроходности насоса и частота вращения

Из формулы видно, что коэффициент растёт вместе с частотой вращения. Поэтому одну и ту же задачу можно решить быстроходным насосом меньшего размера или тихоходным побольше. Для чистой воды выбирают по габаритам и КПД. Для абразивных сред важнее ресурс: шламовые насосы делают с пониженными оборотами, потому что износ колеса от песка резко растёт со скоростью потока. Например, у шламовых насосов Grindex Bravo 600 частота вращения 1460 об/мин — подробнее в обзоре шламовых насосов Bravo. Откуда берутся 2900 и 1450 об/мин и что такое скольжение, объясняет статья о частоте вращения насоса.

Частые вопросы

Зачем знать коэффициент быстроходности, если есть кривая насоса? Кривая описывает конкретный насос, а коэффициент — его тип. По нему сравнивают насосы разных размеров и заранее понимают, как поведёт себя характеристика и как насос пускать.

Какой коэффициент быстроходности у погружных дренажных насосов? Обычно это центробежные насосы, но точное значение зависит от модели. Его считают по точке лучшего КПД из паспортной кривой.

Меняется ли коэффициент при изменении частоты вращения? Нет: при изменении оборотов подача и напор меняются так, что коэффициент для той же точки остаётся прежним. Он характеризует геометрию колеса.

Чем центробежный насос отличается от осевого? В центробежном вода выходит из колеса радиально, в осевом — вдоль вала. Подробнее о центробежных насосах — в статье о центробежном погружном насосе.

Вывод: коэффициент быстроходности насоса n_s = 3,65 · n · √Q / H^3/4 показывает тип насоса: до 150 — центробежные, 300–600 — диагональные, от 600 — осевые. От него зависят форма колеса, крутизна кривой и то, как насос пускать. Для абразивных сред выбирают тихоходные машины ради ресурса. Характеристики моделей — в обзоре дренажных насосов Grindex. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.