手把手教离心泵的扬程计算

知识点：扬程

一、扬程的概念

    扬程，书本上的定义是——水泵对单位重量液体所做的功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。

    但在实际应用里，我们并没有用能量单位来表示扬程，而是用液柱高度H来表示，单位是m（米）。除了米之外，常用的扬程单位还有公斤（kg），兆帕（mpa），换算关系为：1mpa=10kg=100m。

 

二、扬程计算的重要性

    水泵扬程是水泵的重要工作参数，是水泵选型的关键环节，意味着水泵能否按照要求将水输送到规定的地方。

    扬程选低了，水送不上去；扬程选高了，一方面功率增加、电费增加，另一方面会造成电机超电流，甚至会烧坏电机。

    对于业内人士来说，水泵扬程计算是个必备技能，下面就为大家详细介绍水泵扬程计算方法。

 

三、扬程的理论性计算公式

    按照书本上的说法，水泵扬程的标准计算公式为：H=z+hw

    ① z是扬水高度即入口处水面到出口处水面的高程差。

    ② hw是水头损失，包括沿程水头损失hf和局部水头损失hw。

    ③ hf的计算用达西公式或谢才公式：hw=&*v^2/2g

    ④ &叫做局部水头损失系数，要查相关文献，v就是管中的流速，一般来说，hw发生在入口，弯折，阀门，出口等地方。

 

四、扬程的理论性计算方法

    但是，实际应用中一般不这么计算，下面着重讲一下在实际工程预算中，如何计算水泵的扬程。

水泵扬程草图 

    简单说明一下草图：要将水池中的水输送到三楼楼顶，A标识为水泵，数字123代表所在楼层，结合本图，在理想状态下，水泵扬程可以简单理      解为点B到C的垂高，单位通常是米，这个就是水泵扬程。

注意，这里的B到C是垂直高度，而非管路长度。如果B到C是斜坡，则需要计算垂高。

　　

    水泵在实际运转中，所抽液不是直上直下的，它要走水平距离，还要走弯头、走三通，这些都是损耗，那么我们在计算水泵扬程时必须要考虑到这些损耗。

    假如，所抽的液体为常温清水，管路为PVC或钢管，那么可以做如下粗估。

　　1个弯头≈0.5米水泵扬程的损耗

　   10米水平距离≈1米水泵扬程的损耗

    仍以上图为例，假设A到B的水平距离为10米，B到C的垂直高度为20米，C到D的水平距离为10米，那么按图1中水泵的安装位置，需要的水泵扬程为

　　1+0.5+20+0.5+1=23米

【10米水平距AB+B点弯头损耗+BC垂直距离+C点弯头损耗+CD10米的水平距离】

    OK，掌握了上面的水泵扬程速算方法，基本上算是小学毕业了，哈哈。为啥？因为实际应用中，现场管路不会全部是横平竖直的，一定会有出现倾角的管路。

 

五、扬程的实际性计算方法

    别急，下面就为您带来水泵扬程的终极计算方法。

    水泵扬程的计算方法为：

        水泵扬程 = 垂直高度 + 管路损耗  + 出口压力

 

我们一个一个来解释

①垂直高度

    简称垂高，是指水泵出水口中心点到管路末端中心点之间的垂直高差。

    如果高差较大的话，比如超过100米高差，那么可以认为是从水平面到管路末端的高差，即忽略掉三五米的吸程。

 

②管路损耗

    简称管损，是指液体在管路中流动时产生的能量损失，包括摩擦损耗和附件损耗（如阀门弯头）。

    管损计算稍微繁琐一点，我们需要知道流量Q（m?/h），管径DN（mm），管路总长（m），管路材质，阀门、三通或弯头等附件的数量。

 

③出口压力

    也即管路末端的水压。

    很多情况下，我们不是把水抽上来就完事了，而是要求末端出水口具有一定压力。比如，我们把山脚下的河水抽到山上喷灌果树，那么抽到山上之后，还需要有一定的压力才能够把水喷射出去用来喷灌。

 

 

我们结合一个实际案例来分析

    ① 例如：

    某项目给定的数据是：要求流量200m?/h,管路总长1100米，不知道垂直高度，坡度是30度，计划采用DN200mm的无缝钢管，要求出口压力10kg，那么水泵扬程是多少？

    ② 计算：

    根据要求查正弦函数值，30度角时，是0.523，代入公式：1100米*0.523=575米，就是垂直高度就是575米；

    再查管道损耗，DN200mm，Q=200m?/h时，百米损耗是2.1米，1100米就是23.1米；

    要求出口压力10kg，折合大约100米；

    那么，最终，这个水泵的设计扬程为：575+23.1+100=698.1米，再加上阀门、弯头的损耗，水泵的扬程应不低于700米。

 

计算扬程需要额外注意的点

    ① 在购买水泵时或者在为工况设计选型时，就需要确定好水泵的扬程，所以了解清楚关于水泵的扬程怎样计算是必须。如果水泵的扬程选择不正确，比如扬程选低了水泵就不能把水泵到末端、水泵的扬程选高了会导致出现水泵因为扬程过高出现水泵出口流量过大之后，电流超出水泵的标准电流，需要用水泵出口阀门来控制电流，这样会浪费掉大量的电能，而且还容易出现机械故障甚至会出现电机烧坏的现象。

    ② 所以水泵的扬程选择要适当，比如，某工业用水泵选择的不锈钢潜水泵扬程是15米，但实际需要的扬程只需要10米，水泵在工作中出现严重的振动现象，为了降低水泵的振动现象，只有调节水泵出口的阀门开度大小，来满足水泵的运行要求，这样水泵的价格又高，而且还浪费了电量。所以在确定水泵的扬程怎样计算时应该是计算出来的扬程要与实际所需扬程相近，余量不要放得太大。

    ③ 首先确定好所需要的扬程，水泵输送的高度例如是20米、水平管道是DN50的管道100米在计算好水泵出口管道的水平管道的损耗大约2-5米左右、再加上弯头的数量3个弯头大约损耗1米、及阀门的数量1个损耗按照0.5米、所输送液体是水，就能选择出水泵的扬程大约在27-30米之间就可以满足要求咨询。

    ④ 在计算扬程的时候，一定要走出误区，千万不要只把垂直高度当做扬程，更不要把管路长度当做扬程，要根据流量、管路总长，管路通径、管路材质进行计算，既要考虑前期投资，又要考虑后期运行成本；熟记单位换算方法。这一点儿在水泵选型前不清楚的，务必和厂家技术人员确认。

 

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