什麼是水泵功率計算器?
這款計算器可估算驅動水泵、將流體克服特定揚程所需的功率。它會同時算出水力功率(實際傳遞給流體的有效能量)與軸功率(在計入泵浦效率損失後,所需的較大輸入功率)。只要設定流體密度,便能適用於各種流體,且全程採用 SI 國際單位制。
如何使用
輸入體積流量 \(Q\)(立方公尺/秒)、總揚程 \(H\)(公尺)、流體密度 \(\rho\)(水為 1000 kg/m³)、重力加速度 \(g\)(9.81 m/s²),以及水泵的整體效率 \(\eta\)(以百分比表示)。工具會回傳以千瓦、瓦特與馬力呈現的軸功率,並附上對應的水力功率。
公式解析
水力功率為 $$P_{h} = \rho \cdot g \cdot Q \cdot H$$ 其中各項代表重量流量(\(\rho \cdot g \cdot Q\))乘上提升的高度(\(H\))。再除以效率 \(\eta\),即可得到軸功率,因為實際的水泵必須吸收比它輸出更多的功率:$$P = \dfrac{\rho \cdot g \cdot Q \cdot H}{\eta}$$ 效率以百分比輸入,系統內部會自動換算成小數。
範例試算
以水為例(\(\rho = 1000\) kg/m³、\(g = 9.81\)),\(Q = 0.05\) m³/s、\(H = 20\) m、\(\eta = 70\%\):水力功率 $$= 1000 \times 9.81 \times 0.05 \times 20 = 9810 \text{ W} \approx 9.81 \text{ kW}$$ 軸功率 $$= \dfrac{9810}{0.70} = 14{,}014 \text{ W} \approx 14.01 \text{ kW}$$ 約等於 18.8 馬力。
常見問題
什麼是「揚程」?揚程是指水泵必須將流體提升的等效高度,包含靜揚程與摩擦損失,以公尺為單位。
為什麼軸功率會比水力功率高?水泵的效率不可能達到 100%——摩擦、洩漏與紊流都會消耗額外功率,因此輸入的軸功率一定大於有效的水力輸出。
可以用於水以外的液體嗎?可以,只要把密度 \(\rho\) 改成符合你的流體即可(例如油約為 850 kg/m³)。