泵的扬程、功率计算excel

泵的类型和选择，可以通过我们编制的“泵的原理和动图”的excel进行学习和选择，但是，涉及到泵的相关参数计算，并未提及，所以，我们在这里一并整理，供有需要的人学习和使用。

1、泵的扬程计算

泵的扬程H，在英文里面是head，又叫压头。下面的叙述，都以压头为名，便于统一称呼。总压头（扬程）由4个部分组成：分别为静压头（static head）、摩擦压头（friction head）、压力压头和速度压头。

A、静压头（static head）

静压头是指液体必须经历的总高度变化。大多数情况下，这是扬程计算的主要部分。如上图所示，其在4种状态下测量的静压头sh的值。

B、摩擦压头（friction head）

摩擦压头是指泵运行过程克服管道、阀门等组件的摩擦损失所需的压头。湍流情况下，摩擦损失与液体速度的平方成正比；也就是说管道越小，损失越大。大多数情况下（管道不太长，流体粘度不太大），一般的摩擦压头占比不大，可以用静压头的百分比进行快速估计。

C、压力压头（pressure head）

压力压头是克服泵上游或下游系统中的压力或真空所需的压头。多数情况下，上下游的压力是相同的（比如都是常压），这时候，这个值是零。只有当上下游压力不同时，才需要进行调整，比如下图的情况，A和B两点的压力就存在差异：

D、速度压头（velocity head）

速度压头是液体以一定速度运动时产生的能量。绝大多数的情况下，泵进口和出口容器液面的速度为0，所以其速度压头也为0。只有当测量管道内的某一个点的压力的情况下，需要兼具考虑这个点的速度压头。

概算法：泵的扬程计算公式这里分为概算法和详细计算法，真正的工程实施过程，很多时候，采用的就是概算法，毕竟很多时候管道不太长，粘度不太大，管件不太多，而且工程估算会有10%以上的裕量，这里面是初步估算的前提。计算截图如下：

详细计算法：详细计算和概算的最大区别在于摩擦压头是计算出来的，这也是我们以前说的管道压力降。详细计算，采用的是达西方程（Darcy’s equation）：

在层流状态时，摩擦系数f是可以通过雷诺数计算出来的；而在湍流时，f的值，只能通过图表的形式，进行计算或查找。所以，这里面有一个很关键的步骤，就是计算雷诺数Re，并根据雷诺数的情况，判定流体流动的情况。

如果流体处于层流状态，至此，也会有摩擦压头的计算结果。当流体处于过渡流，应该适当调整流速或者管径，尽量避免。毕竟，在过渡流的情况下，流体特性还不明确。如果，流体处于湍流状态，需要，进一步查找管材的绝对粗糙度，然后根据计算出来的相对粗糙度和雷诺数，在表格上，查找出摩擦系数的值。下面是查找的参考示意：

无论流体处于什么状态，最终，摩擦压头的结果会在下面计算出来，最终得到总的压头，也就是泵需要的扬程：

2、泵的功率估算

泵的功率估算是一个范围很大的事情，不同类型的离心泵甚至它的效率会在30%~90%之间不等。主要原因是，泵的效率是流量和比转速的函数，也就是说，对于特定的流量，比转速一般越高，效率越高；一定程度来说，泵的流量越大，泵的效率越高，相反，泵的流量只有几个立方/h，效率就低得多。下面是泵流量和效率的参考图示：

泵的装机功率，经过输入后，可以直接得到结果：

3、泵的NPSH和气蚀

泵的NPSH（net positive suction head，净正吸入压头）是最容易被混淆的概念，包括很多人都是稀里糊涂的将就过关的。但也正是NPSH的问题，是泵出现故障最常见的原因之一。因为不正确的对泵的选择，不正确的对泵进行安装，所以，出现了，泵的气蚀，振动和轴承损坏等。所以，学习、理解和计算就很重要。

泵的气蚀，主要是因为泵运转过程产生的局部负压，流体沸腾，形成气泡，不断积聚，最后破裂。气蚀会造成泵的流量和扬程波动，长此以往，泵容易损坏。

要避免泵的气蚀，泵的有效NPSHa必须比泵的需求NPSHr要大，而NPSHr是泵厂家给的数据，NPSHa就是我们要计算的数据，只有正确的计算，比较，才能确保泵的正确选型和安装。以下为计算截图：

NPSHa计算比较后，还需要增加一定的裕量，避免使用变化而导致气蚀，这就是我们常说的气蚀裕量，书籍推荐我们，大概有0-35%的裕量都是可以的，当我们不能改变泵的时候，通过安装方式等方法，也是可以提高泵的气蚀裕量的。还有更多内容，没有翻译，可以参照阅读我们提供的泵书籍的部分章节，有更多计算案例和知识理论。

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注：文章中只不过是从众多资源中整理的部分信息，更多的资源，我们愿与企业一起分享、学习，助力企业的壮大。