Существует ли перепад высот в СВО? – хроники одного эксперимента / Корпуса, БП и охлаждение

Выбор помпы - безусловно очень важная задача, не только важная но и сложная. Ее производительность в готовой системе ВО зависит от многих параметров. Входит ли в их перечень так называемый "перепад высот"? Сегодня мы попытаемся ответить на этот вопрос посредствам простого эксперимента.

Не станем скрывать, что большинство людей, занимающихся созданием СВО для компьютера, давно ответили для себя на вопрос о "перепаде высот". Но на просторах сети регулярно вспыхивают баталии по этому поводу. В ход идут дипломы по про профильной специальности, медали и грамоты олимпиад местного, регионального и чуть ли не мирового характера, опыт работы и прочие аргументы, способствующие вызвать доверие и склонить человека, не сведущего в этом деле, в ту или иную сторону.

Но что же делать абсолютному большинству пользователей, которые не обладают знаниями (как и автор этих строк) в теплотехнике, тепломассопереносе, гидравлике и подобный вещах, знание которых подтверждается дипломом государственного образца? Поможет один очень важный для любого новичка инструмент - эксперимент. Нам не обязательно знать формулы и теории, чтобы находить ответы на некоторые вопросы. Умозрительные баталии оставим экспертам.

Некоторые рекомендации по выбору помп, в том числе и по параметру Hmax, мы приводили в предыдущей статье.

Итак, что же такое "перепад высот" и как он может отражаться на работе помпы? Ответ нам дают сами производители помп, приводя на упаковке так называемую кривую P-Q, или же в вольном переводе "кривая подъем-расход":

Подобные графики существуют для всех помп, и если вам не повезло встретить его на упаковке (и такое бывает), вы обязательно найдете его на сайте производителя.

Тем не менее, хоть доверять производителям "на слово" не стоит, они дают общее представление о работе помпы. Нет, производители нас не обманывают, просто процедуры испытания не стандартизированы и имеют зачастую мало общего с реальными условиями работы их изделия.

График следует интерпретировать так: при нулевом перепаде высот и отсутствия какого-либо сопротивления производительность помпы будет максимальна, в данном случае 1050 л/ч. При перепаде высот скажем в 125 см, помпа обеспечит расход в 200 л/ч, опять же при отсутствии какого-либо серьезного сопротивления. Курсивом выделены два ключевых условия, которые и позволяют нам выйти на проблему, которая влияет на выбор помпы.

Итак, проблема: Как определить общее сопротивление контура СВО, путем сложения сопротивлений каждого элемента (pressure drop), или же путем сложения сопротивлений каждого элемента и увеличение итоговой суммы на "перепад высот"?

Следует заметить, что два этих числа серьезно разняться. Мы получаем совершенно разные точки на P-Q кривой, а ведь именно она дает нам возможность прикинуть ожидаемый расход в системе, который иногда напрямую влияет на ее эффективность.

Проблема обозначена, приступим же к ее решению. Но обозначим некоторые понятия, которыми будем оперировать. Так как большинство читателей ничего общего с гидромеханикой и подобными дисциплинами не имеют, не будем углубляться в понятия на инженерном уровне, сойдет вполне "дилетантской интерпретации": Замкнутая система - это такая система, которая не испытывает действие внешних сил или эти действия скомпенсированы. Забегая вперед, следует заметить, что любая СВО, собранная "по законам жанра" является замкнутой.

Местное сопротивление элемента системы (pressure drop) - любой элемент системы (будь-то шланги, ватерблоки, радиатор, изгиб и т.п.) оказывает сопротивление движущейся жидкости. В абсолютном выражении сопротивление не постоянно, оно изменяется в зависимости от напора. Если в системе увеличится расход, то и элементы контура будут оказывать большее сопротивление.

Высота подъема столба жидкости помпой (Hmax, геометрическая высота подъема) - ось OY на графике P-Q кривой. Это максимальная высота, на которую помпа способна поднять воду. На этой высоте расход будет равен 0.

Перейдем же непосредственно к проведенному эксперименту, но вначале скажем пару слов об участвовавшей в нем помпе.

Помпа Heto QD-2800 изначально предназначена для работы в погружном состоянии

Характеристики помпы на упаковке. В серединке изображена P-Q кривая

Характеристики на самой помпе. Было замечено, что помпы Heto частенько грешат тем, что данные на коробке не совпадают с теми, что написаны на самой помпе

Эксперимент

Суть эксперимента заключалась в том, чтобы замерить производительность помпы при удобном перепаде высот, в нашем случае это 15 см. Затем следовало выбрать точку, которую бы было удобно использовать для наглядности, в нашем случае это 1м. Провести очередной замер производительности помпы в этой точке. Далее, необходимо было сымитировать "возможный перепад высот" в СВО и сравнить результаты, подробнее процесс расскажут иллюстрации:

В эксперименте принимали участия помимо вышеупомянутой помпы еще два метра шланга с внутренним сечением 10мм, стандартные штуцеры на 3/8 дюйма (9мм), трехлитровая банка и часы с секундной стрелкой

В данных условиях помпа смогла поднять воду на 125 см

Далее была выбрана наивысшая точка, при которой будет замеряться производительность помпы

Нулевой перепад высот. Напор приведен для наглядности, для тех, кому картинка ближе голых цифр

На старт! Ждем, когда секундная стрелка поравняется с цифрой 12 и начинаем замер расхода. Перепад высот в данном случае равнялся 15 см, это высота края банки, на котором лежал шланг, над помпой. Банка заполнилась за 23 секунды, что ровняется 470 л/ч. Далее конец шланга был поднят на вторую точку в 1м. Банка заполнилась за 67 секунд, что ровняется чуть более 160 л/ч.

В конце концов, был сымитирован "перепад высот" в СВО, петля шланга была поднята на точку в 1м, конец шланга остался над уровнем воды, чтобы читатель смог сравнить напор с напором на иллюстрации немного выше. Затем конец шланга был положен на край банки. Банка наполнилась за 23 секунды, что доказывает, что в данном случае перепад высот составлял не 1м, а все те же 15 см высоты банки над помпой. Если погрузить конец шланга в воду (замкнутая система), то перепад высот будет равняться нулю, а вся мощность помпы будет тратиться на преодоление гидросопротивления шланга и его изгибов.

Итак, выбор помпы следует осуществлять в соответствие с желаемым расходом в системе и гидросопротивлением ее элементов, перепад высот ровняется нулю. Однако следует заметить, что система будет замкнутой, если в ней нет значительного скопления воздуха и уровень воды в расширительном бачке выше штуцеров. Это означает, что в СВО можно применять совсем слабенькие помпы (целесообразность этого каждый пользователь решает сам), главное - полностью удалить воздух из системы после заправки.