Динамічний лопатевий радіальний проточний насос (також відомий як відцентровий насос) – це швидкісний насос, в якому робоче колесо, що обертається, переміщує різну кількість води під час одного оберту залежно від швидкості обертання, що викидає воду під правильним кутом у вал. Насос є корисним для всіх етапів надзвичайної ситуації.

Динамічний лопатевий радіальний проточний насос працює шляхом спрямовування води на зовнішній край робочого колеса, що обертається, де вода, яка випускається, уловлюється оболонкою насосу і кінетична енергія перетворюється в енергію тиску, перш ніж виходити з насосу. Коли це трапляється, у місці входу до камери насосу утворюється зона від’ємного тиску, що натомість притягує воду в насос. Такі насоси можуть працювати на електроенергії (мережевій чи сонячній) або безпосередньо на дизельних/бензинових двигунах, і вони можуть розміщуватися на рівні поверхні землі (всмоктувально-піднімні насоси) чи під водою.

Проєктні міркування

Динамічні лопатеві радіальні проточні насоси можуть працювати на різній глибині до орієнтовно 400 метрів зі швидкістю потоку до 280 000 літрів на годину при низькому напорі. Загалом вони добре підходять для потреби у вищій швидкості потоку, оскільки їх механічна ефективність збільшується разом зі швидкістю потоку. У випадку насосів для свердловин зазвичай після робочих коліс встановлюється односторонній клапан. Важливим проєктним міркуванням у випадку швидкісних насосів є те, що потік води може суттєво варіюватися залежно від відмінностей у напорі, що означає, що потрібно ретельно продумати схему для задоволення вимог щодо швидкості потоку. Це передбачає створення характеристики «розхід–напір» на основі загальної висоти, на яку потрібно транспортувати воду, плюс будь-які додаткові втрати енергії (на терті) у трубі при різних швидкостях викачування води (див. S.7 ). З огляду на це вибирають такий насос, де характеристика насосу «тиск–розхід» пересікається із характеристикою «розхід–напір» при бажаній швидкості потоку. Робочі режими насосу також мають бути ефективними. Насос, який працює із неефективною швидкістю потоку, може спричинити багато різних проблем, які будуть зменшувати строк експлуатації приладу (наприклад, зношування прокладок та підшипників чи утворення порожнини). Вибір насосу також має відповідати електропостачанню на об’єкті (одно- чи трифазне). Якщо такий вид насосу експлуатується з використанням сонячної енергії, потрібен привід з частотним регулюванням (див. S.10 ). Тому надзвичайно важливо звернутися до правильного експерта з питань насосів задля забезпечення того, що буде обрано ефективний насос.

Насоси з одним робочим колесом (одноетапні) є широкодоступними, при цьому експлуатаційний тиск насосу визначається видом і швидкістю робочого колеса. Там, де необхідне викачування води із вищим напором (наприклад, у свердловинах), можна побудувати серію з кількох робочих коліс в одному насосі (який буде називатися багатоетапним), або також можна послідовно з’єднати одноетапні насоси для того, щоб подвоїти напір у характеристиці «тиск–розхід». Насоси також можна встановлювати паралельно, при цьому два чи більше насоси викачують воду в одну трубу. У такому випадку подвоюється швидкість потоку у характеристиці «тиск–розхід», що збільшує об’єм, який буде текти залежно від того, де він пересікається із характеристикою «розхід–напір». Насоси для свердловини мають двигун, розміщений під місцем забору води, і двигун охолоджується частиною потоку, яка скеровується повз двигун. Коли це не відбувається (наприклад, під фільтрами у свердловині чи у криниці великого діаметру), потрібно використовувати екран для того, щоб спершу скеровувати воду повз двигун.

Динамічні лопатеві радіальні проточні насоси, які безпосередньо об’єднані в систему із двигуном внутрішнього згоряння, часто використовуються як насоси загального призначення в умовах надзвичайної ситуації. У випадку таких насосів є максимальна висота, на яку може підніматися вода у трубі залежно від атмосферного тиску, що варіюється залежно від висоти над рівнем моря (див. A.2 ). Інше проєктне міркування щодо всмоктувально-піднімних насосів із двигуном полягає в тому, що потрібно забезпечити утримання достатнього тиску у всмоктувальному отворі здаля попередження раннього зношування насосу через утворення порожнини (див. A.5 ).

Матеріали

Необхідні матеріали включають ступені насосу, двигун для насосу та напірну трубу (може бути виготовлена з різних матеріалів, проте часто використовується оцинковане залізо).

Придатність

Динамічні лопатеві радіальні проточні насоси часто використовуються в умовах надзвичайної ситуації переважно через те, що вони є широко доступними, хоча і потребують більш детального проєктування, особливо у випадку свердловин (див. I.8 ). Вони підходять для різних видів води залежно від моделі насосу. Деякі одноетапні насоси проєктуються для викачування твердих часток, тоді як багатоетапні насоси для свердловин зазвичай мають менше місця між робочим колесом та оболонкою, тому тверді частки можуть пошкодити насос. Вони використовуються як для викачування питної води, так і в інших цілях.

Експлуатація та обслуговування

Динамічні лопатеві радіальні проточні насоси, встановлені на рівні поверхні землі, простіше експлуатувати та обслуговувати, оскільки все є легко доступним. Проте багато насосів розміщені під водою, що означає, що для ремонту потрібно демонтувати всі труби або замінювати сам насос. Ремонт та обслуговування будуть набагато ймовірнішими там, де розмір насосу не було правильно підібрано для системи трубопроводу (наприклад, функціонує неефективно), розмір не було точно підібрано або ж насос не було правильно встановлено у свердловині (наприклад, надмірна швидкість на фільтрі притягує частки, які погіршують стан насосу, див. I.8 ). Ремонт насосу потрібно проводити у спеціалізованій майстерні, тому стратегія щодо функціонування та обслуговування полягає в тому, щоб мати запасні насоси під рукою на випадок виникнення проблеми. Метал використовується для частини цього виду насосу; там, де компоненти контактують із підземними водами із рівнем рН 6,5 чи менше, ймовірно матиме місце корозія, що означає частішу заміну пошкоджених частин. Для цього виду насосу напірна труба з оцинкованого заліза наражається на більший ризик, ніж інші металеві частини, виготовлені з нержавіючої сталі.

В умовах надзвичайної ситуації основні експлуатаційні проблеми у випадку Динамічних лопатевих радіальних проточних насосів походять від проблем із всмоктувальним трубопроводом. Такі насоси не можуть качати повітря, тому будь-які протікання чи повітряні шлюзи можуть не давати насосу працювати. Починаючи викачування води, насоси потрібно підготувати, забезпечуючи, що всмоктувальний трубопровід під’єднаний до насосу за допомогою гумової шайби (якщо ні, то повітря потрапляє в систему) та що у всмоктувальному трубопроводі відсутні дірки.

Здоров’я та безпека

Електричні з’єднання від насосу до кабелю потрібно правильно стягувати за допомогою водонепроникного каучуку для попередження ураження електричним струмом. Це особливо важливо там, де насоси використовуються для відкачування води зі структури за наявності людини (наприклад, захищена глибока криниця під час будівництва). Хімічна якість води також може стати проблемою у випадку деяких металевих насосів. Там, де рівень рН підземних вод становить 6,5 чи менше, витікання заліза з труб може спричинити непрямий ризик для здоров’я, а свинець може витікати з певних швів та арматури незалежно від рівня рН, спричиняючи прямий ризик для здоров’я (див. [A.2).

Витрати

Динамічні лопатеві радіальні проточні насоси є відносно недорогими, вартість починається від 100 доларів США, і є багато брендів і моделей, які конкурують між собою. Вартість росте зі збільшенням вимог щодо швидкості потоку чи напору.

Соціальні та екологічні аспекти

Загалом ці види насосів добре приймаються людьми. Використовуючи цей вид насосу, потрібно брати до уваги ризик надмірної експлуатації джерел води (підземних вод). У випадку насосів із двигунами основні екологічні міркування пов’язані з використанням розхідників (мастила, масла, хімікатів) та джерел енергії. Має бути план належного зберігання та утилізації розхідників. Насос також може працювати на сонячній енергії (див. S.10 ) з метою обмеження впливу його функціонування на навколишнє середовище.