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輸入計算

數學公式

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  1. Shaft Power (kW)

    Shaft Power (kW): 泵浦水力功率(kW)計算機

    Shaft power accounts for pump efficiency; P = ρgQH/1000 divided by efficiency fraction.

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結果

水力功率
9.81
千瓦(kW)
功率(瓦特 W) 9,810 W
功率(馬力 hp) 13.155 hp
軸功率(依效率計算) 14.014 kW

什麼是泵浦水力功率?

水力功率指的是泵浦真正傳遞給流體的有效功率。它取決於輸送的流體量(流量)、流體被抬升或推送的高度與阻力(揚程)、流體密度以及重力加速度。本計算機採用經典公式 \(P = \rho g Q H\),將結果換算為千瓦(kW)、瓦特(W)與馬力(hp);只要考慮泵浦效率,還能進一步算出所需的軸功率。

泵將流體從低位水池提升到較高水箱,標示流量 Q 和揚程高度 H
水力功率是泵為使流體以流量 Q 克服揚程 H 而輸入的能量。

如何使用

輸入流體密度(水約為 1000 kg/m³)、重力加速度(地球表面為 9.81 m/s²)、以立方公尺/秒為單位的體積流量,以及以公尺為單位的總揚程。您也可以選填泵浦效率(百分比),用來估算馬達必須輸出的軸功率(制動功率)。若效率維持在 100%,則只會顯示水力功率。

公式詳解

ρgH 這一項代表泵浦必須克服的壓力(單位為帕斯卡 Pa),再乘上流量 Q 即可得到以瓦特為單位的功率。除以 1000 便換算成千瓦:\(P = \rho \cdot g \cdot Q \cdot H / 1000\)。 $$P_{kW} = \frac{\text{Density } \rho \cdot \text{Gravity } g \cdot \text{Flow } Q \cdot \text{Head } H}{1000}$$ 由於實際泵浦會因摩擦與紊流而損失能量,馬達輸出的功率必須高於水力功率;以功率除以效率,即可得到軸功率。 $$P_{shaft} = \frac{\text{Density } \rho \cdot \text{Gravity } g \cdot \text{Flow } Q \cdot \text{Head } H}{1000 \cdot \left(\dfrac{\text{Efficiency }\%}{100}\right)}$$

分解公式變數的示意圖:密度、重力、流量和揚程共同構成水力功率
P = ρgQH 的四個輸入量:密度 ρ、重力加速度 g、流量 Q 和揚程 H。

計算範例

以水為例(\(\rho = 1000 \text{ kg/m}^3\)),在 \(g = 9.81 \text{ m/s}^2\) 下,以 \(Q = 0.05 \text{ m}^3/\text{s}\) 的流量克服 \(H = 20 \text{ m}\) 的揚程。水力功率 $$= 1000 \times 9.81 \times 0.05 \times 20 = 9810 \text{ W} = 9.81 \text{ kW}$$ 若效率為 70%,則軸功率 $$= 9.81 / 0.70 \approx 14.01 \text{ kW}$$

常見問題

該使用什麼密度值?清水約為 1000 kg/m³;溫水、鹽水或油類的密度則不同,請依您實際輸送的流體採用對應數值。

為什麼軸功率會大於水力功率?沒有任何泵浦能達到百分之百的效率——摩擦、洩漏與紊流都會造成損耗,因此馬達必須額外輸出更多功率。

流量單位該如何換算?\(1 \text{ m}^3/\text{s} = 3600 \text{ m}^3/\text{h} = 1000 \text{ L/s}\)。請先換算成 m³/s,再填入 Q。

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