泵浦揚程及馬力計算
如左圖所示:
吸入水面至輸出水面高度差為實際揚程 ha
其中自吸入水面至泵中心之高度差為吸入實際揚程 hs
又自泵中心至輸出水 面之高度差為輸出實際程 hd
所以:
ha = hs + hd
若泵之位置較吸入水面為低時,則其實際揚程為:
ha = hd - hs
通常在泵浦管路中,除了直管外,尚有各種閥類、肘管、錐形管、分流及合流等所組成,水流通過此類處所,各有能量損失。
泵之能力除實際揚程外,尚須克服此類損失之水頭,故泵之必要揚程為實際揚程與損失揚程之和,此項揚程稱為總揚程,才是我們設計或採購泵浦所需的揚程高度。
總揚程計算法:
H = ha + hf
H:總揚程
ha:實際揚程 ( 吸入揚程 + 輸出揚程 )
hf:損失揚程 ( 摩擦揚程 + 配管另件損失 )
如上圖:
出水口徑 3"
出水量 600 l/mm
實際揚程 27 m
配管總長 53 m
配管另件 ( 查表:管附屬管件相當直管長度表 ):
底閥 × 1 = 4 m
螺栓型逆止閥 × 1 = 8.2 m
螺栓型閘閥 × 1 = 0.6 m
螺栓型 90° 短肘管 × 4 = 3.4 × 4 = 13.6 m
螺栓型 45°短肘管 × 2 = 1.2 × 2 = 2.4 m
配管另件相當直管長度 = 28.8
管路損失:
直管全長 = 53 + 28.8 = 81.8
出水口徑 3"
出水量 600 l/min
「查表:鋼管的摩擦損失」
每 100 m 的摩擦損失約 8 m 所以其管路損失為:
8 × 81.8 / 100 = 6.544
故: 總揚程為 6.544 + 27 = 33.544m
總揚程簡易計算法:
總揚程 H 與實際揚程 ha 有一比值,此須視流體之流速、管路之配置情況而異,一般情況下為:
H / ha = 1.2 ~ 1.5
若管路配置並不複雜時,其比值可取 1.25
H = 1.25 ha
H = 1.25 × 27 = 33.75 m
取整數為 34 m
水動力
泵浦係用以將揚水量為 Q ( l / min )之液體昇高為揚程 h(m),若此液體之比重為 r ( g / l , 當常溫清水時:r = 1 ),則泵浦揚水每秒所作之功為 Qh / 60 kg - m / sec。
泵之效率及軸動力
泵浦係由軸轉動所產生之動力,由葉輪傳給水始有水動力之產生,但因泵浦轉動係葉輪在泵殼中轉動,液體與葉輪及泵殼間會發生摩擦損失動力,軸與軸承及軸封間亦有摩擦損失,故轉動泵浦所需之動力,除能產生水動力外尚須具克服前項之摩擦損失動力。此項由泵軸輸出包括水動力及損失動力的總和稱為軸動力,水動力與軸動力之比為泵效率:
原動機所需之動力
泵軸係由原動機帶動,其間亦有機械損失;其損失視驅動之方式及採用何種動力機而定,總之原動機之動力必須要較軸動力為大,並須使其有一餘裕方可,原動機所而之動力可按下式計算:
馬力計算:求上方抽水機所需之動力
抽水機出水口徑:3"
水流量: 0.6 m3 / min = 1000 x 0.6 ( l / min )
總揚程:34 m
揚水液:r = 1 ( g / l , 當常溫清水時:r = 1 )
驅動方式:直接驅動
泵之效率計算:
查「 表 1 渦卷泵的標準水量表和標準效率」
知 Q = 0.6 m3 / min,口徑 3" η = 0.6
原動機所需之動力計算:
查「表 2 動力餘裕係數之值」 知 j = 0.25
查「表 3 驅動部份之效率」 知 ηk = 1
選用 10 HP 之電動機 。
資料來源: 川源股份有限公司。