Продолжение…: Вакуумирование Рабочее колесо создано для перекачки воды и совершенно не подходит для удаления воздуха из насоса. Поэтому необходимо удалять весь воздух из корпуса насоса и всасывающего рукава перед запуском насоса. Процесс удаления воздуха называется вакуумированием, а сама система — вакуумной. Для этого используются три основных метода:
Вакуумный насос
Небольшой вакуумный насос (диафрагменный, поршневой или иной) установлен на корпусе насоса, и воздух из всасывающей линии откачивается до тех пор, пока вода не достигнет входного отверстия насоса. Эти насосы могут запускаться в действие вручную или автоматически при запуске.
Газоструй (трубка Вентури)
Выхлопной газ двигателя проходит через маленькое отверстие (форсунку, см. рис. рядом). Вакуум создается снаружи возле форсунки и используется для удаления воздуха из насоса. Обычно газоструй на основе трубки Вентури автоматически отключается при наличии воды на входном отверстии насоса, но в некоторых моделях его надо отключать вручную. В насосах с мощными двигателями высота всасывания газоструйного аппарата достигает 7,3 м. Однако небольшие двигатели с ограниченным выхлопом могут обеспечивать высоту всасывания не более 4,5 м.
Как только вода достигнет входа в насос, рабочее колесо начнет вращаться, а вакуумный насос должен отключиться.
Ручной насос
Все еще применяется в качестве альтернативной системы, но только на небольших мотопомпах.
Если насос работает выше уровня моря, где атмосферное давление ниже, возможность всасывания насоса уменьшается приблизительно на 0,6 м на каждые 300 м подъема вверх над уровнем моря
Входное давление мотопомп
Пожарные насосы проектируются с учетом того, что входное давление (условия всасывания) будет разным. Насос должен забирать воду самостоятельно из любого водоисточника: открытый водоем или цистерна (атмосферное давление), гидрант или перекачивающий промежуточный насос (схема работы пожарных насосов в перекачку).
Давление на выходе (напор) создается ускорением воды, поступающей из полостей рабочего колеса в корпус насоса. Напор насоса зависит от скорости вращения и размера рабочего колеса, а также от давления на входе.
Если давление на входе больше атмосферного, например, когда на вход насоса подается вода из высоко расположенного резервуара, гидранта или от вспомогательного насоса (режим перекачки для повышения напора) это помогает насосу, и положительное давление на входе прибавляется к давлению насоса.
С другой стороны напор насоса немного уменьшается, если на вход насоса поступает вода под действием атмосферного давления (режим всасывания), когда каждый метр уменьшает давление всего на 0,01 МПа.
Это означает, что глубина всасывания во многих случаях не важна для вычисления подачи. Кроме того, на большинстве кривых насоса указана подача для нескольких значений глубины всасывания с учетом падения давления на всасывание.
| Входное давление, МПа | Условия подачи | Давление насоса, МПа | Выходное давление, МПа |
| — 0,03глубина всасывания – 3 м | Расчетная подача насоса | 0,7 | 0,67 |
| + 0,4гидрант или промеж. насос | Расчетная подача насоса | 0,7 | 1,1 |
| + 0,4гидрант или промеж. насос | Выход закрыт | 1,1 | 1,5 |
В целом напор и подача будут изменяться в зависимости от глубины всасывания, от высоты, на которую следует подавать воду, и потерь на трение в рукавных линиях.
Потери давления в рукавных линиях
Необходимо учитывать дополнительные потери давления на каждом изгибе, соединении и разветвлении. Если слишком много изгибов, соединений и других препятствий на рукавной линии, то потери давления могут стать слишком большими, и вода просто не достигнет конца рукавной линии, например:
Потери в первом рукаве 0,30 МПа
Потери на разветвлении 0,06 МПа
Потери во втором рукаве 0,27 МПа
Потери на соединении 0,04 МПа
Потери внутри пожарного ствола 0,04 МПа
Общие потери 0,71 МПа
При напоре на выходе насоса 70 м (0,7 МПа) получаем результат – подачи воды нет!
Давление, необходимое на выходе рукавной линии, чтобы обеспечить работу современного комбинированного ствола, составляет не менее 0,35 МПа.
Для подъема воды на каждые 10 м от выхода насос будет терять давление, равное 0,1 МПа (1 бар).
Потери на трение в рукавной линии вычислить наиболее трудно. Длинные рукавные линии могут вызывать значительное падение давления. Потеря при подаче 8,5 л/с через рукава длиной 60 м и диаметром 66 мм (2,5″) составляет 0,09 МПа.
Увеличение подачи приводит к еще большему падению давления из-за трения. Для рукава того же диаметра при подаче 17 л/с потери составили бы 0,3 МПа. Пример ниже показывает, как вычислить потери напора по кривой насоса (см. рис.) в реальной ситуации:
Потери при подаче воды в рукав к стволу на высоте 20 м выше насоса 0,2 МПа
Потери на трение при подаче 17 л/с – 0,3 МПа
Общие потери напора на трение и подъем воды 0,5 МПа
При подаче 17 л/с насос обеспечит напор на выходе 0,8 МПа после учета потерь на всасывание (см. кривую насоса рядом). Если 0,5 МПа будут использоваться для подачи воды и преодоления трения в рукавной линии, то давление в конце рукавной линии будет равняться 0,8–0,5=0,3 МПа, что будет недостаточно для работы комбинированного ствола.
Вычисляя подачу насосов часто необходимо определить подачу и давление при нескольких различных условиях, пока не будет найден баланс между характеристиками используемого насоса, необходимой подачей и давлением.
Рама
Переносные мотопомпы, создаваемые для пожарной службы, должны иметь прочную раму. Поэтому рамы делаются из высококачественных материалов, стойких к коррозии.
Рамы больших мотопомп чаще закрываются панелями, а все контрольно-измерительные устройства и органы управления размещаются на отдельном пульте.
На раме тяжелой мотопомпы есть удобные ручки для транспортировки.
Контрольно-измерительные приборы
Все пожарные насосы должны быть оборудованы манометром выходного давления для контроля и регулировки давления на выходе во время работы.
Для контроля всасывания необходим мановакууметр на входе насоса.
Обычно на переносных мотопомпах есть эти измерительные приборы, а также счетчик рабочих часов. На мотопомпах с двигателями водяного охлаждения установливается датчик температуры двигателя или система защиты от перегрева (автоматическое отключение двигателя).
Какой двигатель лучше — дизельный или бензиновый?
Бензиновые двигатели легче дизельных и более предпочтительны для переносных мотопомп. Однако в некоторых случаях, где следует избегать электрических искр, обычно это нефтеперерабатывающие и химические предприятия, нужны дизельные двигатели.
Среди дизелей популярны небольшие двигатели Yanmar.
Чтобы уменьшить вес мотопомпы во всем мире применяют 2-тактные бензиновые двигатели, которые легче 4-тактных. Наиболее широко известны японские производители мотопомп с 2-тактными двигателями (Tohatsu, Shibaura, Makita-Numazu). В Европе достаточно популярны 2-тактные двигатели Hirth.
Меньший вес 2-тактника «компенсируется» большим расходом топлива и необходимостью заправки маслом.
Европейские производители для больших мотопомп используют 4-тактные двигатели VW и BMW с объемом двигателя до 1,2 л