Выбираем мотопомпу

С древних времен перед человечеством стояла жизненно важная техническая задача по перекачке воды на различные, порой весьма значительные, расстояния. Это было необходимо в первую очередь для возделывания полей, обеспечения питьевой водой населения городов, а также для борьбы с огнем.

Насос — техника древняя

Еще в III веке до нашей эры древнегреческий механик Ктесибий изобрел первый насос поршневого типа, который использовали для тушения пожаров. В XVII веке французский физик и изобретатель Денни Папен разработал первый центробежный насос. Вплоть до XVIII века насосы использовались мало, но ситуация кардинально изменилась, когда появились первые паровые машины. Еще большее распространение насосы получили после изобретения электрических и бензиновых двигателей.

В наши дни существует множество типов насосов, предназначенных для перекачки самых разных жидкостей. Есть модели, оснащенные электрическими моторами, двигателями внутреннего сгорания, по сей день используются и ручные насосы. В нашем обзоре мы поговорим об агрегатах с бензиновыми и дизельными двигателями, общее название которых — мотопомпы.

Применение и особенности конструкции

Одно из главных достоинств мотопомп в сравнении с электрическими насосами — их полная независимость от источников электроэнергии, а значит, повышенная мобильность и куда более широкая сфера применения. Конструктивно мотопомпы довольно просты, они легки в обслуживании и не требуют от пользователя каких-либо особенных навыков. Среди недостатков — ограниченная глубина забора жидкости, обычно в пределах 5–8 м (это логически вытекает из особенностей центробежных насосов, которые применяют в мотопомпах), и довольно высокий уровень шума.

Мотопомпы в настоящее время используются практически везде — от домашнего хозяйства и коммунальных работ, до пожаротушения и строительства. Лето прошлого года, запомнившееся по огромному количеству лесных и торфяных пожаров, спровоцировало резкий рост спроса на мотопомпы. Доходило до того, что состоятельные дачники закупали их едва ли не в оптовых масштабах и передавали соседям, постоянно проживающим в поселках, — это было своеобразной инвестицией в собственную безопасность, ведь какие-либо иллюзии по поводу эффективности работы МЧС после начала пожаров развеялись очень скоро.

Мотопомпы для химически неактивных жидкостей оснащены самовсасывающим центробежным насосом с обратным клапаном. Чтобы такой насос мог забирать воду, нужно перед запуском заполнить специальный резервуар — машина начнет работать даже с пустым всасывающим шлангом. Следует учесть, что этот шланг должен быть недеформирующимся, т. е. армированным. Старт «на сухую» (без заполнения упомянутого резервуара) в большинстве случаев приводит к холостой работе агрегата — таковы особенности конструкции самовсасывающих мотопомп. Работа всухую чревата выходом насоса из строя — перекачиваемая вода охлаждает двигатель, а холостая работа без охлаждения рано или поздно приведет к его перегреву.

В заборный шланг насоса не должен попадать воздух, иначе может образоваться воздушный пузырь, который часто вызывает так называемый гидравлический удар — жидкость, идущая за пузырем воздуха, может повредить лопасти насосного колеса. Во избежание таких случаев надо погружать шланг как можно глубже в откачиваемую воду.

Большое разнообразие видов мотопомп порождает проблему выбора. Но сделать оптимальный не так уж сложно, если четко представлять себе, как и для чего вы собираетесь его использовать, — тогда легче понять, на какие характеристики стоит обратить внимание.

Тип двигателя

Как уже говорилось, мотопомпы бывают дизельными и бензиновыми. Для бытового применения оптимальны бензиновые — рынок предлагает множество моделей различной мощности и производительности, так что выбирать есть из чего. Дизельные больше подходят для профессионального применения — они предпочтительнее, когда предполагается работа «от зари до зари» в непрерывном режиме, да еще и «с полной отдачей».

Дизель технически сложнее, более требователен к качеству топлива и масла, более сложен в обслуживании и ремонте, но зато экономичен и имеет более высокий ресурс, чем бензиновый мотор аналогичной мощности. Кроме того, более высокий крутящий момент на валу дизеля упрощает перекачку сильно загрязненной воды и вязких жидкостей.

Мощность и производительность

Выбор помпы следует начинать с ответа на вопрос: «Сколько воды нужно в единицу времени?» Если нужен насос для снабжения водой небольшого участка, то мотопомпа производительностью до 30 м³/ч вполне удовлетворит все потребности.

Чтобы обеспечить водой большой приусадебный участок, понадобится более мощная мотопомпа производительностью 30–60 м3/ч. Еще более мощные и производительные агрегаты редко применяются в быту, они оптимальны для профессиональной деятельности — строительных работ, осушения водоемов и т. д.

Перекачиваемая жидкость

Мощность и производительность — ключевые параметры, но следует задуматься еще и о том, какую жидкость нужно перекачивать. Все мотопомпы могут работать с чистой водой, однако не каждый насос справится с жидкостью, содержащей большое количество посторонних примесей.

Мотопомпы можно разделить на агрегаты, предназначенные для перекачки чистых (слабозагрязненных) жидкостей, для жидкостей со средним уровнем загрязнения и для сильнозагрязненных. Чистой считается вода, в которой размер взвесей (т. е. частиц песка, ила и прочих примесей) не превышает 8 мм. Средний уровень загрязнения — это наличие взвесей не более 20 мм в диаметре. Сильнозагрязненная жидкость содержит частицы, размер которых 31 мм и выше.

Существуют также мотопомпы, предназначенные для перекачивания «суперзагрязненных», вязких и густых жидкостей, а также насосы высокого давления, но это уже профессиональная техника, которая в быту обычно не применяется.

Параметры, влияющие на производительность мотопомп

Основными параметрами, понижающими производительность мотопомпы, которые стоит учитывать при подборе насоса, принято считать:
• высоту разбора (от уровня забора до уровня разбора воды) — H,
• высоту забора (от уровня забираемой воды до насоса) — HS,
• высоту подъема (от уровня помпы до точки разбора) — HD,
• общую длину трубопровода — L,
• длину трубопровода от точки забора воды до насоса — LS,
• длину трубопровода от насоса до точки разбора — LD,
• давление в точке разбора — PR,
• гидравлическое сопротивление, зависящее от количества соединений, кранов, длины трубопровода — K.

Гидравлические потери считают следующим образом:
• полностью открытый кран — прибавляем 1 м к общей длине трубопровода;
• изгиб на 45° — прибавляем 1,5 м;
• Г-образное соединение, поворачивающее трубопровод на 90° — прибавляем 2 м;
• U-образное соединение, поворачивающее трубопровод на 180° — прибавляем 2,5 м;
• Т-образный переходник-разветвитель — прибавляем 3 м к общей длине трубопровода.

Расчет мощности мотопомпы

Попробуем рассчитать оптимальную мощность мотопомпы на конкретном примере. Предположим, что агрегат (пока что гипотетический) будет установлен на расстоянии три метра от точки забора воды (LS = 3), причем высота забора воды равна двум метрам (HS = 2). Длина трубопровода от насоса до точки разбора — пять метров (LD = 5), а разницу высот между мотопомпой и точкой разбора примем равной трем метрам (HD = 3).

Во время подсчета длины трубопровода необходимо учесть все соединения и краны, встречающиеся на пути перекачиваемой воды. В нашем примере пусть это будет один кран (прибавляем один метр к общей длине трубопровода) и Г-образное соединение (еще два метра). Таким образом, гидравлические потери составляют в нашем случае три метра (K=3).

Предположим, что мы хотим добиться в точке разбора давления, которое будет равно одной атмосфере. В пересчете это будет примерно десять метров водяного столба (PR = 10). Пора посчитать общую высоту подъема воды по формуле H = HD + HS + PR. В нашем случае получается 3 + 2 + 10 = 15 метров.

Теперь посчитаем общую длину трубопровода. Она определяется следующей формулой: L = LD + LS + K. В нашем примере общая длина составит 11 метров (5 + 3 + 3). Следующим шагом будет определение эквивалентной высоты подъема (НЭ). В этом нам поможет формула НЭ = H + (L х 0,25). Таким образом, эквивалентная высота нашей системы подачи воды составит 15 + (11 х 0,25) = 17,75 м.

Руководствуясь графиком зависимости высоты подъема воды от мощности мотопомпы, мы можем выбрать агрегат с оптимальным диаметром патрубков.

В нашем случае при диаметре патрубков 1’’ (один дюйм) подойдет помпа производительностью не менее 100 м³/ч. При диаметре патрубков в 2” необходимая производительность составит около 400 м3/ч, для трехдюймовых патрубков — выше 500 м³/ч, а для четырехдюймовых — от 800 м³/ч.

Мотопомпы с диаметром патрубков от одного до двух дюймов используются в основном для полива небольших приусадебных участков, садов и огородов. Агрегаты с патрубками диаметром от двух до трех дюймов применяются в сельском хозяйстве для орошения полей и перекачивания жидкостей с диаметром частиц до 20 мм, а трех- и четырехдюймовыми патрубками обычно оснащены мотопомпы, предназначенные для перекачивания сильно загрязненных жидкостей.

График зависимости высоты подъёма от производительности мотопомпы

Вывод, который можно сделать, изучив правила расчета мощности мотопомпы, очевиден — агрегаты малой мощности не смогут достаточно эффективно прокачивать воду по длинным трубопроводам или магистралями с множеством кранов, соединений и переходников. Так что экономить на производительности, пожалуй, не стоит.

Полный вариант статьи с обзором рынка и крупными планами наиболее интересных новинок читайте в выпуске журнала «GardenTools» серии «Потребитель» «лето 2011» (№03’2011)

Автор: Алексей ЕМЕЛЬЯНОВ