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水泵的水平扬程和垂直扬程怎么算的?

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2024/12/4 10:37:34

概念定义

水泵的扬程是指水泵能够扬水的垂直高度,通常用H表示,单位是m。

扬程和流量是水泵的重要参数,二者缺一不可,扬程不足即使流量再充足水也可能压不到末端或末端余压不够。因此,扬程至关重要。实际管路的走向错综复杂:有水平走向的,有垂直走向的并且受各种阀门、弯头、变径、管壁光滑程度的影响,这些都是扬程计算必须考虑的因素,经常可能忽略这些因素的影响导致实际使用时扬程不够的情况也时有发生。

计算方法

尽管扬程的定义在字面意思是说的将水扬起的垂直高度,但这只是理想的情形下,即管壁绝对光滑和无其他阀门弯头阻力的情形下。实际环境中必须考虑这些因素,这些因素的专业名称叫沿程损失局部损失

也就是说完整的扬程H=垂直高度+沿程损失+局部损失,下面分别重点说明

  • 垂直高度。垂直高度可以近似理解为我们常说的垂直方向的扬程,这里可以理解为理想无阻力状态下,因为下面还要计算沿程损失,1米垂直高度=1米水泵的扬程。就是说1米垂直高度在理想状态下至少要消耗1米水泵扬程。

  • 沿程损失。沿程损失可以理解为我们常说的水平扬程。水平扬程不要想当然的按照管道长度百分比来估算,它有一套比较复杂的计算公式。我们知道,管道平铺水平无阻力状态下,理论上是不会消耗扬程的,但实际上由于液体粘度、壁厚粗糙有摩擦力的情况下是会消耗扬程的,专业说法就是沿程损失。沿程损失对扬程的影响相当大,特别是在长距离加压输送的情况下,沿程损失计算比较复杂,需要考虑以下因素:

  1. 系数Ch,材质会影响内壁光滑程度,越光滑阻力越小,一般钢管取100,铜管塑料管130,塑料管140。

  2. 管道的长度L,有摩擦力的情况下,越长对水头损失越大。

  3. 输送的水量Q。输送水量就是目标流量,管径一定的情况下,流量越大水头损失越大。举个例子,同样宽度的高速路,如果想要每个小时通过的车数量越多,那是不是速度需要非常大。同样道理,输送管道的水量也是,想要输送水量越多,需要流速越大,流速大就需要压力越大,要确保压力大,必须给较大扬程的泵。

  4. 管道的规格d。管径越大,末端对流量需求同样的情况下,压力就可以更小。举个例子,车道越多的高速路,同样要求的通车数量的情况下,所有车速可以更慢。

  5. 知道以上参数了再代入以下计算公式。这个公式笔算估计一般人是算不了,可以用EXCEL用函数来协助计算。

  • 局部损失。局部损失是因为弯头、变径、阀门等带来的水头损失,一般按照沿程损失(就是上面公式计算出来的那个值)的百分比计算即可,取值范围10-30%不等。


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