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输入计算

数学公式

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  1. Shaft Power (kW)

    Shaft Power (kW): 水泵水力功率计算器 (kW)

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

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结果

水力功率
9.81
千瓦 (kW)
功率(瓦特) 9,810 W
功率(马力) 13.155 hp
轴功率(按效率计算) 14.014 kW

什么是水泵水力功率?

水力功率是指水泵传递给所输送流体的有效功率。它取决于输送的流体量(流量)、需要把流体提升或推送的高度与强度(扬程)、流体密度以及重力加速度。本计算器采用经典公式 \(P = \rho g Q H\),将结果以千瓦、瓦特和马力三种单位呈现;在考虑水泵效率后,还会给出所需的轴功率。

泵将流体从低位水池提升到较高水箱,标示流量 Q 和扬程高度 H
水力功率是泵为使流体以流量 Q 克服扬程 H 而输入的能量。

使用方法

输入流体密度(水约为 1000 kg/m³)、重力加速度(地球上为 9.81 m/s²)、以立方米每秒为单位的体积流量,以及以米为单位的总扬程。如需估算电机必须输出的轴功率(制动功率),可选填水泵效率(百分比)。若将效率保持为 100%,则仅显示水力功率。

公式解析

ρgH 这一乘积代表水泵必须克服的压力(单位为帕斯卡),再乘以流量 Q 即得到以瓦特为单位的功率。除以 1000 即换算为千瓦:$$P = \frac{\rho \cdot g \cdot Q \cdot H}{1000}$$由于实际水泵会因摩擦和湍流而损失能量,电机的输出必须高于水力功率;用水力功率除以效率即可得到轴功率。

分解公式变量的示意图:密度、重力、流量和扬程共同构成水力功率
P = ρgQH 的四个输入量:密度 ρ、重力加速度 g、流量 Q 和扬程 H。

计算实例

以 \(g = 9.81 \ \text{m/s}^2\) 将水(\(\rho = 1000 \ \text{kg/m}^3\))以 \(Q = 0.05 \ \text{m}^3/\text{s}\) 的流量输送至 \(H = 20 \ \text{m}\) 的扬程。水力功率 $$= 1000 \times 9.81 \times 0.05 \times 20 = 9810 \ \text{W} = 9.81 \ \text{kW}$$ 若效率为 70%,则轴功率 $$= \frac{9.81}{0.70} \approx 14.01 \ \text{kW}$$

常见问题

应该用什么密度值?清水约为 1000 kg/m³;热水、盐水或油类的密度各不相同,请按实际流体取值。

为什么轴功率比水力功率高?没有任何水泵能做到完全高效——摩擦、泄漏和湍流意味着电机必须额外输出功率。

如何换算流量单位?\(1 \ \text{m}^3/\text{s} = 3600 \ \text{m}^3/\text{h} = 1000 \ \text{L/s}\)。请先换算成 m³/s 再输入 Q。

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