什麼是幫浦馬力?
幫浦馬力代表離心幫浦在特定流量與揚程下,輸送流體所需提供的功率。其中有兩個關鍵數值:一是水力馬力(水馬力),也就是實際傳遞給流體的有用能量;二是制動馬力(BHP),這是在計入幫浦本身的效率損失後,馬達真正必須輸出的較大功率。本計算器會同時提供馬力(hp)與千瓦(kW)兩種單位的結果。
使用方式
請依序輸入流量(單位:每分鐘加侖,GPM)、總動態揚程(單位:英尺)、流體比重(水為 1.0),以及幫浦效率(以百分比表示)。計算器會回傳軸端所需的制動馬力、傳遞給流體的水力馬力,以及換算後的千瓦數值,協助您選配合適的馬達。
公式說明
核心公式為 $$\text{BHP} = \frac{\text{Flow (GPM)} \times \text{Head (ft)} \times \text{Specific Gravity}}{3960 \times \dfrac{\text{Efficiency (\%)}}{100}}$$ 常數 3960 用於把每分鐘加侖與英尺揚程換算成馬力(它來自每馬力 33,000 ft\cdotlb/min 除以水的密度 8.33 lb/gal)。乘上比重,是為了修正比水重或比水輕的流體;再除以效率 \(\eta\)(以小數表示),則用來計入幫浦內部的能量損失。
實例計算
假設一台幫浦以 70% 效率,將 100 GPM 的水(SG = 1.0)抽送至 100 英尺的揚程:水力馬力 $$\text{WHP} = \frac{100 \times 100 \times 1.0}{3960} = 2.525 \text{ hp}$$ 制動馬力 $$\text{BHP} = \frac{2.525}{0.70} = 3.608 \text{ hp}$$ 約等於 \(2.69\) kW。實務上,選用的馬達額定功率通常會高於此數值,並預留安全裕度。
常見問題
比重該填多少?標準狀態下的水請填 1.0;其他液體則填入該流體的實際比重(例如多數油類約為 0.85,鹽水則大於 1.0)。
為什麼制動馬力會比水馬力大?因為沒有任何幫浦能達到 100% 效率,馬達必須輸出比實際傳到流體更多的功率。其關係為 \(\text{BHP} = \text{WHP} \div \text{效率}\)。
該如何選配馬達?請選用額定功率等於或大於 BHP 的馬達,並另加服務係數裕度(常見為 10~25%),以確保長時間連續運轉的安全。