Главное
Коротко о расчёте
Подача дозировочного насоса для примера 10 м³/ч воды, 10 мг/л вещества и 10%-ного раствора плотностью 1100 кг/м³ составляет около 0,909 л/ч.
Сначала массовую подачу действующего вещества считают как mд.в. = Qв·C/1000, затем учитывают массовую долю раствора и переводят массу в объём по его плотности. В приведённом примере требуется 0,1 кг/ч вещества, 1 кг/ч раствора и 0,909 л/ч его объёмной подачи.
Ключевые факты
- Массовая подача действующего вещества: mд.в. = Qв·C/1000 в кг/ч при Qв в м³/ч и C в мг/л.
- Для 10 м³/ч воды и концентрации 10 мг/л требуется 0,1 кг/ч вещества.
- Раствор с массовой долей 10 % должен подаваться с массовым расходом 1 кг/ч.
- При плотности раствора 1100 кг/м³ объёмная подача составляет около 0,909 л/ч.
Практический смысл
Зачем нужен этот расчёт и где применяется
Расчёт определяет подачу дозировочного насоса по расходу обрабатываемой воды и требуемой концентрации действующего вещества. В расчёте учитываются плотность и массовая доля раствора реагента.
Где используется
- дозирование реагентов в водоподготовке
- ввод растворов в системы охлаждения и отопления
- предварительный подбор мембранного или плунжерного дозировочного насоса
Зачем нужен результат: Результат задаёт минимальную подачу насоса и помогает проверить, попадает ли она в рабочий диапазон выбранной модели.
Без материального баланса легко недодозировать или перерасходовать реагент.
В обычной жизни: Помогает расходовать ровно столько реагента, сколько нужно для обработки воды, без чрезмерной химической нагрузки и лишних затрат.
Инженерная справка
Теория и область применения
Расчёт основан на материальном балансе: масса действующего вещества, поступающая с раствором, должна равняться массе вещества, требуемой для обрабатываемого потока. При расходе воды Qв в м³/ч и концентрации C в мг/л массовая подача вещества равна mд.в. = Qв·C/1000 в кг/ч. Деление на 1000 появляется потому, что один м³ содержит 1000 л, а миллиграммы переводятся в килограммы. Дозировочный насос подаёт не чистое вещество, а раствор.
Если массовая доля действующего вещества равна w процентов, расход раствора по массе составляет mр = mд.в./(w/100). Объёмную подачу находят делением на плотность: qдоз = mр·1000/ρр, результат получается в л/ч, если плотность задана в кг/м³. Важно не смешивать массовую долю товарного раствора и требуемую концентрацию в воде: это разные поля и разные единицы. Формула предполагает постоянный расход воды и равномерное перемешивание реагента.
При переменном расходе используют пропорциональное управление, импульсный сигнал расходомера или рассчитывают максимальный и минимальный режимы отдельно. Номинальную подачу насоса выбирают с регулировочным диапазоном, а не впритык к единственной точке. Дополнительно проверяют давление в точке впрыска, наличие противодавления, материал головки, совместимость мембраны, пульсации, обратный клапан, защиту от работы всухую и время перемешивания. Если реагент вступает в реакцию, разлагается или дозируется по активному хлору, щёлочи или кислотности, одной массовой концентрации может быть недостаточно: требуются технологические данные.
Калькулятор показывает объёмную подачу раствора по простому балансу и не заменяет настройку автоматики и безопасное обращение с химикатами. В рабочем проекте исходные данные фиксируют вместе с режимом, датой замера и источником значения. После выбора оборудования результат проверяют в нескольких рабочих точках, включая минимальную и максимальную нагрузку, запуск и частичный режим, если они возможны. Округление выполняют только после расчёта, затем подставляют фактический типоразмер и повторяют проверку.
Единицы, знаки перепада и систему отсчёта давления сверяют отдельно. Если параметр взят из паспорта, используют именно характеристику выбранной модели и её условия испытаний. При изменении температуры, состава среды, трассы, материала или схемы регулирования расчёт пересматривают. Такой порядок отделяет предварительную оценку от рабочего решения и помогает найти причину расхождения между расчётным и фактическим результатом.
Справочные данные
Единицы материального баланса
| Величина | Единица в расчёте | Что означает |
|---|
| Qв | м³/ч | поток обрабатываемой воды |
| C | мг/л | масса действующего вещества в литре воды |
| w | % | доля действующего вещества в растворе |
| qдоз | л/ч | объёмная подача раствора насосом |
Практика
Рабочие примеры
Пример 1. Для 10 м³/ч воды требуется 10 мг/л вещества из раствора с долей 10 % и плотностью 1100 кг/м³.
Масса вещества составляет 10·10/1000 = 0,1 кг/ч. Масса раствора равна 1 кг/ч, а объёмная подача — 1·1000/1100 = 0,909 л/ч. Насос выбирают с возможностью устойчиво работать около этой подачи и при фактическом противодавлении.
Пример 2. Расход воды меняется в течение суток.
Расчёт повторяют для минимального и максимального расхода. Если диапазон слишком широк для одного насоса, применяют частотное или импульсное управление, меняют концентрацию рабочего раствора либо выбирают насос с подходящим диапазоном регулирования.
Нормативная база
Что проверить в проекте
- СП 31.13330.2021 — водоснабжение; требования к системам подготовки и подаче воды.
- СП 30.13330.2020 — внутренний водопровод и канализация зданий; требования к внутренним системам водоснабжения.
- ГОСТ 12.1.007-76 — вредные вещества, классификация и общие требования безопасности; учитывать при работе с реагентами.
- ГОСТ 31862-2012 — вода питьевая; отбор проб и контроль качества, если расчёт относится к питьевой воде.