水泵基礎知識之性能參數詳解

水泵（Water Pump）是輸送液體或使液體增壓的機械，通常是利用電機或其它動力設備驅動葉輪轉動，把液體從低處吸入后經過葉輪的作用使其受到動能轉化而產生壓力，從而輸送液體到高處或遠距離。水泵的主要性能參數有：流量、揚程、功率和效率等。

水泵流量是指水泵單位時間內輸送液體的體積或重量，用符號Q來表示，常用單位有m3/h、m3/s、L/s或t/h。

水泵銘牌上標注的流量是這臺泵的設計流量，又稱額定流量，水泵在額定流量下運行效率高。

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水泵流量計算公式為：

Q=P×η/2.73H

其中：Q為流量，單位m3/h；P為軸功率，單位KW；η為水泵效率，單位%；2.73為常數；H為揚程，單位m。

水泵揚程是指單位重力液體從水泵進口到出口所增加的能量，也即單位重力的水經過水泵后獲得的能量，通俗來講是指水泵能夠揚水的高度，用符號H來表示，其單位mH2O，一般簡化為m。 

離心泵的揚程以葉輪中心線為基準，分由兩部分組成。從水泵葉輪中心線至水源水面的垂直高度，即水泵能把水吸上來的高度，叫做吸水揚程，簡稱吸程；從水泵葉輪中心線至出水池水面的垂直高度，即水泵能把水壓上去的高度，叫做壓水揚程，簡稱壓程。離心泵揚程等于吸水揚程和壓水揚程之和。

水泵銘牌上的標注的揚程是這臺泵的設計揚程，又稱額定揚程，相應于通過設計流量時的揚程。

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水泵揚程計算公式為：

H=(p2-p1)/ρg+(v22-v12)/2g+z2-z1

其中：H為揚程，單位m；p1、p2為泵進出口處液體的壓強，單位Pa；v1、v2為液體在泵進出口處的流速，單位m/s；z1、z2為進出口高度，單位m；ρ為液體密度，單位kg/m3；g為重力加速度，單位m/s2。

水泵功率是指單位時間內水泵所做的功，通常用符號N來表示，常用單位為KW。

水泵功率又可細分為軸功率、有效功率和配套功率等。

水泵銘牌上標注的軸功率是指對應于通過設計流量時的軸功率，又稱額定功率。

軸功率是指動力機（電機）傳遞給水泵軸的功率，可以理解為水泵的輸入功率，通常講水泵功率就是指軸功率，用符號P來表示。

有效功率是指單位時間內流過水泵的液體從水泵那里獲得的能量，又稱水泵的輸出功率，通常用Pu來表示。

配套功率是指為水泵配套的動力機（電機）功率，一般在水泵銘牌或樣本上標有配套功率的數值。

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水泵功率計算公式為：

P=ρ×g×Q×H/1000η

其中：P為額定功率，單位KW；ρ為液體密度，單位kg/m3；g為重力加速度，單位m/s2；Q為流量，單位m3/s；H為揚程，單位m；η為水泵效率，單位%。

水泵效率是指泵的有效功率與軸功率之比的百分數，是水泵的重要技術經濟指標，用符號η來表示。

水泵銘牌上標注的效率是對應于通過設計流量時的效率，該效率為水泵的高效率。

水泵軸功率不可能全部傳遞給輸出的液體，其中必有一部分能量損失，水泵內能量損失可分為三部分，即水力損失、容積損失和機械損失，相應的也就存在水力效率ηh、容積效率ηV與機械效率ηm。

水泵的效率η是水力效率ηh、容積效率ηV與機械效率ηm的乘積。水泵的效率越高，表示其在工作時的能量損失越小。

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水泵效率計算公式為：

η=(H×Q)/P×100%

其中，η為水泵效率，單位%；H為揚程，單位m；Q為流量，單位m3/s；P為功率，單位KW。

水力損失和水力效率：

液體流經水泵的吸入室、葉輪、壓出室時產生摩擦損失、局部損失和沖擊損失。

摩擦損失是液體與過流部件壁間的摩擦阻力引起的損失。

局部損失是液體在泵內由于速度大小與方向發生變化引起的損失。

沖擊損失是泵在非設計工況下運行時液體在葉片入口處、出口處及壓出室內引起的損失。

水力損失越大，水泵的揚程越小。

未考慮水泵內水力損失的揚程為理論揚程HT，則水泵揚程H與理論揚程H與理論揚程HT之比，稱為水力效率ηh。

液體流過葉輪后，有一小部分高壓液體經過泵體內間隙（例如減漏環）和軸向力平衡裝置（例如平衡孔）泄露到葉輪的進口，另有一部分從軸封裝置處泄漏到泵體外，消耗了一部分能量，即容積損失。

漏損q越大，水泵的出水量Q越小。

通過水泵出口的流量Q與通過泵進口的流量Q+q之比稱為容積效率ηV。

機械損失和機械效率：

葉輪在液體中旋轉時，前后蓋板外表面與液體產生摩擦損失（輪盤損失），泵軸轉動時軸和軸封、軸承產生摩擦損失，克服摩擦損失消耗了部分能量，即機械損失，機械損失功率用Pm表示。

從泵的輸入功率中扣除機械損失后，葉輪傳遞給液體的功率稱水力功率，用Pw表示。

水泵的水力功率與軸功率之比成為機械效率ηm。