Как выбрать насос двустороннего входа

Нугманов Рамиль Вильевич

Специалист по подбору насосного оборудования 24.09.2026 17 мин чтения 28 просмотров

Какие данные нужны для подбора насоса

До выполнения расчетов необходимо собрать исходные данные о системе. Чем полнее эта информация, тем точнее можно определить рабочую точку и выбрать оборудование.

Требуемый расход жидкости

Необходимо определить, какой объем жидкости должна получать система за единицу времени.

Обычно для промышленных насосов расход указывается в м³/ч.

Желательно знать:

• номинальный расход;
• минимальный расход;
• максимальный расход;
• наличие пиковых режимов;
• постоянный или переменный характер потребления;
• количество одновременно работающих насосов.

Если расход существенно меняется в течение суток или технологического цикла, насос необходимо проверять не только в одной расчетной точке, но и в предполагаемом диапазоне режимов.

Высотные отметки

Для расчета напора необходимо знать взаимное положение источника жидкости, насоса и точки подачи.

В зависимости от системы потребуются:

• уровень жидкости в источнике;
• отметка установки насоса;
• отметка точки подачи;
• минимальный уровень жидкости;
• максимальный уровень жидкости.

Для резервуаров, водоемов и других источников с изменяющимся уровнем желательно рассчитывать несколько характерных режимов.

Параметры трубопровода

Часть создаваемого насосом напора расходуется на преодоление гидравлического сопротивления системы.

Для расчета необходимо знать:

• длину трубопровода;
• внутренний диаметр;
• материал труб;
• количество и тип поворотов;
• задвижки;
• обратные клапаны;
• фильтры;
• тройники;
• переходы;
• другие элементы трубопроводной системы.

Чем больше расход и скорость жидкости, тем существеннее могут становиться гидравлические потери.

Характеристики жидкости

При выборе насоса необходимо определить:

• тип перекачиваемой среды;
• температуру;
• плотность;
• вязкость;
• наличие механических примесей;
• размер твердых включений;
• химическую активность.

Для воды нормальной температуры многие расчеты существенно упрощаются. Если перекачиваемая среда отличается от воды по плотности или вязкости, это необходимо учитывать отдельно.

Электроснабжение и режим работы

Также желательно заранее определить:

• доступное напряжение питания;
• ограничения по мощности;
• способ запуска электродвигателя;
• необходимость регулирования производительности;
• предполагается ли применение частотного преобразователя;
• продолжительность и режим работы оборудования.

После сбора исходных данных можно переходить непосредственно к гидравлическому расчету.

Главные параметры выбора: подача Q и напор H

Два основных параметра, с которых начинается подбор центробежного насоса, — подача и напор.

Подача Q показывает, какой объем жидкости насос должен перемещать за определенное время. Для промышленного оборудования обычно используется м³/ч.

Напор H характеризует энергию, которую насос должен сообщить жидкости для ее перемещения через систему. Напор обычно выражается в метрах.

Важно понимать, что напор нельзя отождествлять только с высотой подъема воды.

Если необходимо поднять воду на 20 м, это еще не означает, что достаточно насоса с напором 20 м. Дополнительно необходимо преодолеть сопротивление трубопровода, арматуры и обеспечить требуемое давление в конечной точке.

Как определить требуемую подачу насоса

В простейшем случае требуемая подача определяется потребностью системы:

Qнас = Qсистемы

Если технологическому процессу необходимо 500 м³/ч, расчетная подача насосной системы также должна обеспечить требуемые 500 м³/ч.

При этом не следует автоматически увеличивать полученное значение только для создания большого «запаса».

Если работает несколько насосов

В крупных системах требуемый расход часто обеспечивается несколькими насосами.

Допустим, системе необходимо:

Q = 1000 м³/ч

и предполагается использование двух одновременно работающих насосов.

Для предварительной оценки можно принять:

Q одного насоса ≈ 1000 / 2 = 500 м³/ч

Однако фактическое распределение расхода определяется характеристиками насосов и системы.

Два одинаковых насоса, каждый из которых отдельно способен обеспечить 500 м³/ч в определенной рабочей точке, при параллельной работе не обязательно дадут системе ровно 1000 м³/ч.

Нужен ли запас по производительности

Выбирать значительно более производительный насос только по принципу «пусть будет запас» не следует.

Избыточная производительность может привести к работе оборудования вне оптимальной области, необходимости дросселирования потока и дополнительным затратам электроэнергии.

Запас может быть оправдан, если предусмотрены:

• увеличение потребления в будущем;
• изменение технологического режима;
• дополнительные потребители;
• специальные требования проекта.

В остальных случаях запас должен быть технически обоснован.

Как рассчитать необходимый напор

В упрощенном виде требуемый напор можно представить как:

H = Hгео + hпот + Hтреб

где:

Hгео — геодезическая составляющая;

hпот — суммарные гидравлические потери;

Hтреб — необходимый остаточный напор в конечной точке.

Для систем с избыточным давлением в исходной или конечной емкости дополнительно учитывается разница давлений.

Таким образом, насос должен не просто поднять жидкость на определенную высоту, а преодолеть все сопротивление системы и обеспечить требуемые параметры в конечной точке.

Геодезический напор

Геодезическая составляющая определяется разницей высот между характерными уровнями системы.

Например:

уровень жидкости в исходном резервуаре — 0 м;

уровень точки подачи — +25 м.

Тогда:

Hгео = 25 м

Если жидкость перекачивается между открытыми резервуарами, находящимися под атмосферным давлением, такой расчет достаточно нагляден.

Если же исходная или конечная емкость находится под избыточным давлением, необходимо учитывать также разницу давлений.

Изменение уровня жидкости

На практике уровень воды в источнике часто не остается постоянным.

Например:

максимальный уровень — 0 м;

минимальный — минус 4 м.

Разница составляет 4 м, а значит, изменяется и требуемая геодезическая составляющая напора.

Поэтому насос желательно проверять как минимум для наиболее неблагоприятных характерных режимов системы.

Потери напора в трубопроводе

При движении жидкости часть энергии расходуется на преодоление сопротивления.

Гидравлические потери условно разделяют на две группы:

• потери по длине трубопровода;
• местные потери.

Потери по длине

Они возникают из-за трения жидкости о стенки трубопровода и внутри самого потока.

Для расчета может использоваться формула Дарси–Вейсбаха:

h = λ × (L / D) × (v² / 2g)

где:

h — потеря напора;

λ — коэффициент гидравлического сопротивления;

L — длина трубопровода;

D — внутренний диаметр трубы;

v — скорость жидкости;

g — ускорение свободного падения.

На величину потерь влияют длина и диаметр трубы, ее шероховатость, скорость движения жидкости и режим течения.

Особенно сильно на потери влияет диаметр трубопровода. При одинаковом расходе уменьшение внутреннего диаметра приводит к увеличению скорости жидкости и росту гидравлического сопротивления.

Местные сопротивления

Дополнительные потери возникают на отдельных элементах системы:

• поворотах;
• задвижках;
• обратных клапанах;
• тройниках;
• фильтрах;
• переходах;
• входах и выходах из резервуаров.

В общем виде местные потери можно определить по формуле:

hм = Σζ × v² / 2g

где Σζ — сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Для предварительного расчета могут использоваться справочные коэффициенты, а при проектировании ответственных систем желательно учитывать характеристики конкретной арматуры и оборудования.

Почему потери нельзя игнорировать

Предположим:

геодезическая составляющая — 20 м;

потери в трубопроводе — 14 м;

необходимый остаточный напор — 10 м.

Тогда:

H = 20 + 14 + 10 = 44 м

Если выбрать насос исходя только из высоты подъема 20 м, требуемый режим системы обеспечен не будет.

Как определить рабочую точку насоса

После определения подачи и напора необходимо сопоставить параметры системы с характеристиками насоса.

У центробежного насоса существует характеристика Q–H, показывающая зависимость создаваемого напора от подачи.

Одновременно собственная характеристика существует и у гидравлической системы.

Фактический режим устанавливается в точке пересечения этих характеристик.

Эта точка называется рабочей точкой насоса.

Характеристика системы

Упрощенно ее можно представить выражением:

Hсист = Hстат + kQ²

где:

Hстат — статическая составляющая;

kQ² — гидравлические потери, возрастающие с увеличением расхода.

Поэтому при увеличении расхода сопротивление системы возрастает.

Характеристика центробежного насоса обычно имеет обратную тенденцию: с ростом подачи создаваемый напор снижается.

Точка пересечения двух кривых определяет фактические Q и H.

Почему нельзя выбирать насос только по названию

Например, обозначение насоса содержит параметры 200-90.

Это не означает, что после установки в любую систему насос обязательно обеспечит:

Q = 200 м³/ч; H = 90 м.

Фактический режим будет определяться характеристикой самого насоса и сопротивлением конкретной системы.

Поэтому цифры в маркировке удобны для первоначальной ориентации, но не заменяют анализ рабочих кривых.

Как пользоваться графиком Q–H

Предположим, по результатам расчета требуется:

Q = 500 м³/ч

H = 55 м

Дальнейший подбор можно представить в несколько этапов.

Шаг 1. Выбирается насос, характеристика которого проходит через требуемую область Q–H.

Шаг 2. Проверяется положение рабочей точки относительно рекомендуемого диапазона работы.

Шаг 3. Определяется КПД в расчетной точке.

Шаг 4. Проверяется потребляемая мощность.

Шаг 5. Проверяются кавитационные характеристики.

Шаг 6. Учитывается конкретное исполнение рабочего колеса.

Сам факт попадания требуемой точки на кривую Q–H еще не означает, что насос выбран оптимально.

Почему важно работать рядом с точкой наилучшего КПД

На характеристике центробежного насоса существует режим, соответствующий максимальной эффективности оборудования — BEP (Best Efficiency Point), или точка наилучшего КПД.

При работе вблизи оптимальной области насос наиболее эффективно преобразует энергию привода в энергию потока жидкости.

Существенное отклонение от рекомендуемой рабочей области может сопровождаться:

• снижением КПД;
• увеличением удельного энергопотребления;
• повышенной вибрацией;
• неблагоприятными гидравлическими нагрузками;
• увеличением нагрузки на отдельные узлы;
• ускорением износа оборудования.

При этом универсальный допустимый процент отклонения от BEP для всех насосов задавать неправильно. Рекомендуемый рабочий диапазон необходимо определять по документации производителя конкретного оборудования.

Проверка мощности электродвигателя

После определения рабочей точки необходимо проверить мощность, необходимую для работы насоса.

Гидравлическую мощность потока можно определить:

Pгидр = ρ × g × Q × H

где:

ρ — плотность жидкости;

g — ускорение свободного падения;

Q — расход в м³/с;

H — напор.

Для оценки мощности на валу необходимо учитывать КПД насоса:

Pвал = Pгидр / η

где η — КПД насоса в рассматриваемой рабочей точке.

Пример расчета мощности

Предположим:

Q = 500 м³/ч

H = 55 м

η = 0,80

Сначала переведем расход в м³/с:

500 / 3600 ≈ 0,139 м³/с

Для воды с плотностью около 1000 кг/м³:

Pгидр = 1000 × 9,81 × 0,139 × 55 ≈ 75 кВт

При КПД насоса 80 %:

Pвал ≈ 75 / 0,80 ≈ 94 кВт

Полученное значение позволяет оценить порядок требуемой мощности.

Однако выбирать электродвигатель только по этому расчету нельзя. Окончательно проверяется кривая потребляемой мощности конкретного насоса во всем допустимом рабочем диапазоне, учитывается КПД привода и требования производителя к комплектации агрегата.

Кавитация и условия на всасывании

Правильно рассчитанные Q и H еще не гарантируют нормальную работу насоса.

Необходимо обеспечить допустимые условия на его входе.

Если давление жидкости в определенной области проточной части становится слишком низким, возможно образование паровых пузырьков. При дальнейшем движении в область более высокого давления они схлопываются.

Это явление называется кавитацией.

Ее возможные признаки и последствия:

• характерный шум;
• вибрация;
• снижение подачи;
• ухудшение напорных характеристик;
• повреждение поверхности рабочего колеса;
• сокращение ресурса оборудования.

NPSH насоса и системы

При оценке кавитационных условий необходимо различать два параметра.

NPSHr — требуемый кавитационный запас насоса. Он определяется характеристиками конкретного оборудования.

NPSHa — доступный кавитационный запас системы. Он зависит от условий, в которых работает насос.

Для нормальной работы должно выполняться условие:

NPSHa > NPSHr

Причем необходимый запас между ними определяется требованиями проекта, производителя оборудования и условиями эксплуатации.

От чего зависит NPSHa

На доступный кавитационный запас влияют:

• давление над поверхностью жидкости;
• высота расположения насоса относительно уровня жидкости;
• температура жидкости;
• давление насыщенных паров;
• потери во всасывающем трубопроводе;
• скорость жидкости;
• характеристики арматуры на всасывании.

Поэтому проблема кавитации не всегда означает, что неправильно выбран сам насос. Причиной может быть конструкция всасывающей линии.

Как диаметр всасывающего трубопровода влияет на работу насоса

Всасывающая линия особенно важна для надежной работы центробежного насоса.

При уменьшении диаметра трубопровода при неизменном расходе увеличивается скорость движения жидкости.

В результате:

скорость ↑ → гидравлические потери ↑ → NPSHa ↓ → риск кавитации ↑

Поэтому попытка подключить насос большой производительности к недостаточно большому всасывающему трубопроводу может существенно ухудшить условия его работы.

При проектировании также необходимо учитывать конфигурацию всасывающей линии, количество местных сопротивлений и рекомендации производителя по подключению оборудования.

Учитываем характеристики перекачиваемой жидкости

Гидравлический расчет должен выполняться с учетом реальной среды.

Проверяются:

• температура;
• плотность;
• вязкость;
• химическая активность;
• наличие твердых частиц;
• допустимый размер включений.

Если насос предназначен для воды, нельзя автоматически использовать его для другой жидкости только потому, что требуемые Q и H совпадают.

Материалы проточной части и уплотнений должны соответствовать перекачиваемой среде.

Почему важна температура жидкости

Температура влияет не только на материалы оборудования, но и на кавитационные условия.

При увеличении температуры растет давление насыщенных паров жидкости. В результате доступный кавитационный запас при прочих равных может уменьшаться.

Поэтому условия, приемлемые для холодной воды, не обязательно будут такими же для горячей.

Выбор частоты вращения

Характеристики центробежного насоса непосредственно связаны с частотой вращения рабочего колеса.

В каталогах промышленного оборудования можно встретить исполнения, рассчитанные на различные частоты вращения.

При выборе необходимо учитывать не только гидравлические параметры, но и характеристики двигателя, допустимую скорость вращения насоса и требования производителя.

Законы подобия насосов

В определенных пределах влияние изменения частоты вращения можно оценить по законам подобия:

Q ∝ n

H ∝ n²

P ∝ n³

где n — частота вращения.

То есть при увеличении частоты вращения подача изменяется примерно пропорционально частоте, напор — пропорционально квадрату, а требуемая мощность — примерно пропорционально кубу частоты вращения.

Особенно важно последнее соотношение: относительно небольшое увеличение частоты может вызвать заметный рост потребляемой мощности.

Законы подобия удобны для предварительной оценки, но не означают, что любой насос можно безопасно эксплуатировать на произвольной частоте вращения. Необходимо соблюдать ограничения производителя.

Выбор рабочего колеса

Один базовый типоразмер насоса может иметь несколько вариантов рабочего колеса.

На характеристику влияют:

• геометрия колеса;
• наружный диаметр;
• исполнение проточной части;
• частота вращения.

Поэтому при подборе важно определить не только модель насоса, но и требуемое исполнение.

Когда используется обточенное рабочее колесо

Если характеристика насоса с номинальным рабочим колесом избыточна для требуемой точки, одним из технических решений может быть применение рабочего колеса уменьшенного диаметра.

Обточка позволяет изменить характеристику насоса и приблизить ее к параметрам системы.

Такое решение может быть предпочтительнее постоянной эксплуатации значительно избыточного насоса с сильным дросселированием, однако окончательный вариант выбирается на основании гидравлического расчета и допустимых исполнений производителя.

Один насос или несколько

Требуемые параметры системы не всегда рационально обеспечивать одним крупным агрегатом.

На насосных станциях часто применяются группы насосов.

Параллельная работа насосов

При параллельном соединении насосы работают на общую напорную линию.

Такой вариант используется прежде всего для увеличения общей подачи и регулирования производительности насосной станции.

При этом нельзя просто сложить номинальные подачи.

Если один насос обеспечивает 500 м³/ч в определенной рабочей точке, два таких насоса в общей системе не обязательно обеспечат ровно 1000 м³/ч.

После подключения второго насоса изменяется рабочая точка всей системы.

Последовательная работа насосов

При последовательном соединении выход одного насоса связан со входом следующего.

Такое решение применяется, когда необходимо увеличить создаваемый системой напор.

Для крупных насосов двустороннего входа конкретная схема должна рассматриваться на этапе проектирования всей насосной установки.

Рабочие и резервные насосы

Для ответственных объектов часто предусматривается резервирование.

Например:

1 рабочий + 1 резервный

или

2 рабочих + 1 резервный.

Количество рабочих и резервных агрегатов определяется требованиями к производительности, надежности и непрерывности технологического процесса.

Нужен ли частотный преобразователь

Частотное регулирование позволяет изменять частоту вращения электродвигателя и тем самым управлять характеристиками насоса.

Такое решение может быть полезно, если:

• расход в системе существенно изменяется;
• необходимо поддерживать заданное давление;
• насосная станция работает в нескольких режимах;
• используется каскадное управление группой насосов;
• значительную часть времени оборудование работает с уменьшенной производительностью.

При правильно спроектированной системе частотное регулирование может снизить энергопотребление по сравнению с постоянным дросселированием избыточного напора.

Однако частотный преобразователь не компенсирует изначально неправильный подбор оборудования. Диапазон регулирования также должен соответствовать ограничениям насоса, двигателя и технологической системы.

Пример расчета насоса двустороннего входа

Рассмотрим упрощенный пример промышленной системы водоснабжения.

Исходные данные:

требуемая подача Q = 500 м³/ч;

геодезическая составляющая = 25 м;

расчетные потери в трубопроводе = 18 м;

необходимый остаточный напор = 10 м.

Шаг 1. Определяем требуемый напор

Используем:

H = Hгео + hпот + Hтреб

Получаем:

H = 25 + 18 + 10 = 53 м

Расчетная рабочая точка:

Q = 500 м³/ч

H = 53 м

Шаг 2. Подбираем насос по характеристике Q–H

Необходимо найти насос, рабочая характеристика которого проходит через область:

500 м³/ч / 53 м

При этом точка должна находиться в допустимой рабочей области оборудования.

Выбирать конкретную модель только потому, что ее номинальные параметры близки к 500 м³/ч и 53 м, недостаточно.

Шаг 3. Проверяем КПД

По заводской характеристике определяется КПД насоса при расходе около 500 м³/ч и требуемом напоре.

Желательно, чтобы рабочая точка находилась в рекомендуемой производителем области эффективной работы.

Шаг 4. Проверяем мощность

При Q = 500 м³/ч и H = 53 м гидравлическая мощность для воды составляет приблизительно:

Pгидр ≈ 72 кВт

Если предположить КПД насоса 80 %:

Pвал ≈ 72 / 0,80 ≈ 90 кВт

Но окончательная мощность электродвигателя определяется по заводской характеристике выбранного насоса и требованиям производителя.

Шаг 5. Проверяем NPSH

Для предполагаемой рабочей точки определяется требуемый кавитационный запас насоса.

Затем рассчитывается доступный запас системы с учетом:

• уровня воды;
• температуры;
• давления;
• потерь во всасывающей линии.

Необходимо обеспечить требуемый запас между NPSHa и NPSHr.

Шаг 6. Выбираем исполнение рабочего колеса

Если требуемая рабочая точка лучше соответствует характеристике исполнения с обточенным колесом, рассматривается соответствующий вариант.

Шаг 7. Проверяем монтажные параметры

Перед окончательным выбором проверяются:

• диаметры патрубков;
• присоединительные размеры;
• габариты;
• масса;
• фундамент;
• муфта;
• двигатель;
• условия обслуживания.

Только после выполнения этих проверок можно считать технический подбор завершенным.

Что будет, если насос выбран неправильно

Ошибочный подбор может проявляться не сразу. Насос способен работать, но делать это неэффективно или в неблагоприятном режиме.

Насос выбран с большим запасом

Возможны:

• избыточный напор;
• необходимость постоянного дросселирования;
• повышенное энергопотребление;
• работа вне оптимальной области;
• дополнительные нагрузки на оборудование.

Производительности насоса недостаточно

Система не получает требуемый расход или давление.

Попытка компенсировать это изменением настроек оборудования не всегда возможна: проблема может заключаться непосредственно в неправильно выбранной характеристике.

Неправильно рассчитана всасывающая линия

Возможны:

• кавитация;
• шум;
• вибрация;
• снижение производительности;
• нестабильная работа;
• повреждение элементов проточной части.

Поэтому всасывающий трубопровод является такой же частью расчета насосной системы, как и сам насос.

Основные ошибки при подборе насосов двустороннего входа

На практике наиболее распространены следующие ошибки:

1. Выбор оборудования только по номинальным Q и H из маркировки.
2. Покупка значительно более производительного насоса «с запасом».
3. Расчет напора только по разнице высот.
4. Игнорирование гидравлических потерь в трубопроводе и арматуре.
5. Отсутствие проверки кавитационных условий.
6. Выбор оборудования только по мощности электродвигателя.
7. Замена существующего насоса без проверки рабочей точки и присоединительных размеров.

Правильный подбор должен рассматривать насос и трубопроводную сеть как единую гидравлическую систему.

Какие данные передать специалисту для подбора насоса

Если самостоятельный гидравлический расчет не выполнялся, специалисту можно передать исходные данные системы.

Если известны не все параметры, желательно предоставить схему системы с высотными отметками, длинами и диаметрами трубопроводов. На основании этих данных можно выполнить расчет требуемой рабочей точки.

Заключение

Подбор насоса двустороннего входа необходимо начинать с расчета системы, а не с поиска оборудования по названию или мощности электродвигателя.

Правильная последовательность выглядит следующим образом:

потребность системы → требуемая подача Q → расчет напора H → характеристика системы → рабочая точка → характеристика Q–H насоса → КПД → мощность → кавитационные условия → исполнение рабочего колеса → проверка монтажа.

Такой подход позволяет подобрать оборудование, которое будет обеспечивать требуемые параметры и работать в допустимом и энергетически эффективном режиме.

Если необходимо подобрать насос двустороннего входа для нового объекта или заменить установленный агрегат, специалисты компании «Агроводком» помогут рассчитать требуемые параметры системы, определить рабочую точку и подобрать оборудование с учетом условий эксплуатации.

Эксперт статьи

Нугманов Рамиль Вильевич

Специалист по подбору насосного оборудования

Делится практическими советами по выбору, расчёту и эксплуатации насосов, помогает разобраться в характеристиках оборудования и избежать ошибок при покупке. Специализируется на решениях для водоснабжения, отопления, водоотведения, а также для сельскохозяйственных и промышленных объектов.

Задать вопрос

Читайте также

‹ ›

30.09.2026

Эксплуатация и обслуживание насосов типа Д: неисправности, причины и ремонт

17.09.2026

Насосы типа Д, 1Д и 2Д: отличия, характеристики и маркировка

10.09.2026

Насосы двустороннего входа: устройство, принцип работы и применение

27.07.2026

Винтовой насос: устройство, принцип работы и применение

02.07.2026

Как выбрать скважинный насос для водоснабжения?

01.07.2026

Как выбрать циркуляционный насос для отопления и ГВС