这是什么
当水被泵送或通过管道向上输送时,每升高一英尺都会损失一部分压力。本计算器可将垂直高差换算成以磅每平方英寸(psi)为单位的静水压损失。其中 0.433 psi/英尺这个常数,表示标准条件下一英尺高的淡水柱所产生的压力。请注意,psi、英尺等单位为英制单位,常见于美国及部分采用英制的工程场景;若您习惯使用国际单位制,可参考结果中给出的 bar 数值。
如何使用
填入垂直高差(英尺),即进水口与出水口之间的高度差,水平距离不计入。再填入液体的比重:淡水取 1.0,海水或更稠密的液体可取略高的数值。计算器会给出以 psi 表示的压力损失、对应的水头(英尺)以及换算后的 bar 值。
公式解析
核心公式为 $$\Delta P = 0.433 \times \text{SG} \times h$$ 其中 \(0.433\) 是用水的密度(62.4 lb/ft³)除以每平方英尺 144 平方英寸得出的。每升高一英尺,底部的水压就增加 \(0.433\) psi。乘以比重(SG)后,即可适用于比水更重或更轻的各种液体。
实例演算
假设你需要把水提升到 150 英尺高的山坡上,液体比重为 1.0。压力损失即为 $$0.433 \times 1.0 \times 150 = 64.95 \text{ psi}$$ 底部的水泵必须先克服这一静水压头,之后才能计入摩擦损失,因此仅仅为了把水送到顶端、出口压力为零,水泵就至少需要约 65 psi 的压力。
常见问题
为什么是 0.433 而不是 0.434?具体数值取决于水温和密度;对于常温淡水,\(0.433\) psi/英尺(及其倒数 \(2.31\) 英尺/psi)是工程上广泛采用的标准值。
这个结果包含摩擦损失吗?不包含。这里只计算静水压头。水泵的总压力还必须考虑管道摩擦、管件阻力以及出口处所需的剩余压力。
那向下输送时的压力增益呢?下行时增益的数值大小相同。例如水下落 100 英尺,在较低点处会增加约 43.3 psi 的压力。