水泵效率計算機

輸入計算

流量 Q（m³/s）

揚程 H（m）

軸功率（W）

流體密度 ρ（kg/m³）

重力加速度 g（m/s²）

結果

水泵效率

81.75%

水力功率 / 軸功率

效率（小數）	0.8175
水力（有用）功率	9,810 W
軸功率輸入	12,000 W

什麼是水泵效率？

水泵效率衡量的是一台泵浦把軸端輸入的機械功率，轉換為實際輸送給流體的有用水力功率的成效高低。它是一個無因次比值（通常以百分比表示），定義為輸出的水力功率除以輸入的軸功率。效率越高，代表因摩擦、回流、洩漏與泵內紊流而損耗的能量越少。

如何使用本計算機

請輸入體積流量 \(Q\)（單位 m³/s）、水泵產生的總揚程 \(H\)（單位 m）、供給水泵的軸功率（單位 W）、流體密度 \(\rho\)（常溫清水為 1000 kg/m³）以及重力加速度 \(g\)（9.81 m/s²）。計算機會同時給出以小數與百分比表示的效率，並一併算出對應的水力功率。

公式解析

水泵實際輸出的有用水力功率為 \(P_{\text{水力}} = \rho \cdot g \cdot Q \cdot H\)。將此值除以實際的軸功率（制動功率），即可得到整體效率：

$$\eta = \frac{\text{Density } \rho \cdot \text{Gravity } g \cdot \text{Flow } Q \cdot \text{Head } H}{\text{Shaft Power}} \times 100\%$$

其中 \(\rho g Q H\) 代表流體被加入位能與壓力能的速率，而 \(P_{\text{軸}}\) 則是在傳動軸上量測到的真實機械輸入功率。

效率是水力輸出功率與軸輸入總功率之比。

泵效率是將有用的水力輸出功率與軸輸入功率進行比較。

實例計算

假設有一台水泵輸送清水（\(\rho = 1000\ \text{kg/m}^3\)），流量 \(Q = 0.05\ \text{m}^3/\text{s}\)，需克服 \(H = 20\ \text{m}\) 的揚程，所消耗的軸功率為 12,000 W。則水力功率：

$$1000 \times 9.81 \times 0.05 \times 20 = 9{,}810\ \text{W}$$

效率：

$$\frac{9{,}810}{12{,}000} = 0.8175 \approx 81.75\%$$

常見問題

一般水泵效率大約是多少？離心泵在最佳效率點（BEP）通常可達 70～90%；若是小型泵或選型不當的泵，效率可能遠低於此。

該使用哪些單位？請統一採用 SI 國際單位制：\(Q\) 以 m³/s、\(H\) 以 m、功率以 W、密度以 kg/m³ 為單位，計算結果則為無單位的比值。

為什麼算出來的效率超過 100%？這通常代表輸入數據有誤——請確認軸功率為真實的輸入功率，且流量與揚程是在同一操作工況點下量測的。