Удобство и использование химстойкой мотопомпы в мобильной системе подачи и слива
В широком смысле для перекачивания жидких веществ применяются всевозможные насосы, преимущественно центробежного типа, как самые эффективные и неприхотливые в работе. Но неприятная особенность в том, что если планируется качать (относительно) агрессивные жидкости, то и насос подойдет далеко не любой. Очевидно, что насос как минимум должен удовлетворять требованиям к производительности, но помимо этого встает вопрос стойкости проточной части насоса к агрессивным средам.
К ним относятся растворы кислот и щелочей, спирты, некоторые масла, лакокрасочные смеси и другие нефтепродукты, сельскохозяйственные удобрения и прочие агрессивные жидкости. Это существенно сужает ассортимент доступного на рынке насосного оборудования, так как львиная его доля представлена насосами для простой воды. Потребительский класс исключается полностью, с такими характеристиками выпускается только полупрофессиональная и профессиональная техника. В любом случае, подбирая насос, категорически важно внимательно вычитывать документацию, проверяя совместимость с конкретными химикатами.
Насосы для агрессивных жидкостей производятся с использованием значительно более стойких к коррозии и механическому износу материалов, этим они и отличаются от обычных. В проточной части широко применяется нержавеющая сталь и армированный коррозиестойкий полипропилен, имеют место особые сальниковые уплотнения, стойкие к воздействию химией.
Способ установки таких насосов – поверхностный. То есть, погружные насосы также не рассматриваются. В самом деле, утопить в едкой жиже насос целиком – не самая удачная идея, хотя в принципе это возможно. Но погружным никак не может быть насос, приводимый в движение от бензинового (в редких случаях – дизельного, они намного дороже) двигателя, то есть мотопомпа. А дальше речь пойдет именно о мотопомпах, ведь мы рассматриваем мобильную систему, а это явным образом означает независимость от наличия поблизости электрических сетей. К такому насосу подходит два трубопровода, собранных из гибких шлангов или рукавов достаточного сечения – входной, откуда насос забирает жидкость, и выходной, он же – напорный.
Общая проблема всех насосов поверхностной установки заключается в том, как предварительно, перед пуском самого насоса, максимально наполнить заборную часть трубопровода от самой точки всасывания до корпуса с крыльчаткой самого насоса. Эти насосы хоть и называются «самовсасывающими», на самом деле ничего сами засосать не могут, пока не будет полностью удален воздух из впускной части тракта.
Насосная крыльчатка предназначена для разгона жидкости, но никак не воздуха. Причина в огромной разнице плотности между жидкостями и воздухом, например, если сравнивать воздух с водой (как эталоном), то вода плотнее почти в 800 раз. Порой приходится идти на ухищрения, чтобы выгнать воздушную пробку из входного трубопровода. Кроме того, максимальный перепад высот для всасывающего трубопровода тоже ограничен: если насос расположен выше точки забора, то обычно насос не может затянуть жидкость более, чем на 8 метров, дальше – атмосферного давления не хватит, а типичное паспортное значение – метров 5-6.
С выходной частью магистрали все гораздо проще. Здесь мы уже не зависим от атмосферного давления, жидкость нагнетается насосом, и типичное значение напора для мотопомп составляет порядка 30 метров, но бывает и намного больше. Столб воды или иной жидкости с такой же плотностью высотой 10 метров создает давление в одну атмосферу, иными словами, если помпа способна поднять такую жидкость на 30 метров, это значит, что она развивает давление в три атмосферы. Элементарно.
Вторая принципиально важная характеристика – расход. Это объем жидкости, которую помпа покачивает за единицу времени при некотором напоре, измеряется в литрах в минуту или кубометрах в час. Между давлением и расходом квадратичная зависимость, изменение напора обратно пропорционально квадрату изменения расхода:
H1/H2 = -(Q1/Q2)²
И правда, чем выше насос поднимает жидкость, тем меньше окажется и проток, но это изменение не будет драматичным. Производители обычно выражают зависимость расхода от напора на графиках, по которым очень легко прикинуть, с какой скоростью будет течь жидкость при определенной высоте подъема. При максимально возможном напоре расход будет равен нулю, то есть насос просто будет удерживать внушительный столб жидкости высотой в несколько десятков, а иной раз и сотню метров, но течение прекратится. Напротив, самый большой расход достигается, если насос не тратит энергию на подъем жидкости на высоту либо прогон по длинному горизонтальному участку, который тоже будет оказывать ощутимое сопротивление.
Насосы могут быть как более напористыми, так и более расходными при одной и той же производительности. Как эта производительность распределяется, зависит от конструкции крыльчатки. В первом приближении можно считать, что производительность – это произведение расхода на напор. И определяется она мощностью за вычетом потерь на трение и нагрев. А потери неизбежны при любом преобразовании, насосов это тоже касается.
Мощность – третья принципиально важная характеристика любого насоса. Главное, что про нее нужно знать – это то, что мощности много не бывает. Однако, мощность не является главным критерием выбора. Мотопомпы в целом заточены больше на расход, чем на создание давления, ведь обычно от них требуется гонять большие объемы жидкостей без сколько-нибудь значимого перепада высот. И все же, как вы уже понимаете, две мотопомпы примерно одинаковой мощности могут радикально отличаться по параметрам расхода и напора, в таком случае выбирать нужно наиболее подходящее по критерию более рационального соотношения между этими двумя величинами. И разумеется, за мощность придется платить.
Следующий немаловажный фактор – температура. В особенности это важно для насосов вообще и мотопомп в частности, у которых проточная часть является пластиковой. Полиэтилен плавится при температуре 120-130 градусов. Казалось бы, довольно много, но все так просто. Дело в том, что с ростом температуры резко падает его химическая стойкость. Проблему усугубляет нагрев жидкости (вплоть до закипания) внутри рабочей зоны насоса из-за явления образования локальных областей разряжения, известного как кавитация. Все это тоже необходимо учесть.
Далее следуют характеристики, относящиеся к двигателю, такие как его классификация по типу топлива, количеству тактов, рабочему объему (что в конечном счете определяет мощность и возможности всей системы), объему топливного бака, определяющему время работы на одной заправке (обычно час или два непрерывной работы), и тому подобное. Наконец, массогабаритные параметры всего изделия.
Плюсы применения мотопомпы в составе мобильной системы и ее установки на шасси кассеты с емкостями очевидны. Своя помпа позволит вам перекачивать в емкости жидкости из любых резервуаров, независимо от того, оборудованы они системами подачи или нет, даже просто набрать воду из обыкновенного водоема. А что касается опорожнения, то без помпы вы смогли бы максимум слить самотеком ту же воду или перелить куда-то химическую жидкость по закону сообщающихся сосудов, но не более того. С помпой открывается возможность подать жидкость под давлением. В конце концов, приехав на место, вам не придется ломать голову, как вообще заполнить или опустошить ваши емкости, тем более если сделать это нужно быстро.
Часто мобильные конструкции, оснащенные мотопомпами, используют в сельском хозяйстве для хранения и транспортировки удобрений. К ним относятся карбамидо-аммиачная смесь (КАС) и жидкие комплексные удобрения (ЖКУ). Растворы КАС и ЖКУ также являются химически активными, и для них существует свой класс мотопомп. Тем не менее, по незнанию или за неимением альтернатив растворы удобрений перекачивают и обычными помпами для воды. Но вряд ли кто-то решится гарантировать надежную работу мотопомпы, предназначенной для воды, на протяжении всего расчетного срока службы в условиях перекачивания химии, например, тех же удобрений КАС или ЖКУ. Что к этому добавить? Дело каждого, но по возможности мы бы, конечно, не советовали применять оборудование не по назначению.
