泵扬程计算工具

泵扬程计算工具

使 用 教 程

海客登州 · 仪表工程师工具集

一、工具简介

泵扬程计算工具面向现场仪表与工艺技术人员，将泵相关的五类高频计算集成在一个页面中，全部计算在手机端离线完成，不依赖网络。

【提示】 重力加速度统一取 g = 9.80665 m/s²，压力单位支持 kPa、MPa、bar、psi、kgf/cm²。

二、通用设置：介质密度

除"相似"页签外，其余计算均与介质密度直接相关。页面顶部的介质密度卡片在各页签间共用，设置一次即可。

•预设介质：水、海水、汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、苯、液氨共 10 种，取常温典型密度；

•水（按温度修正）：输入 0～100 ℃ 水温，程序按密度表自动插值，默认 20 ℃（998.2 kg/m³）；

•自定义密度：直接输入实际介质密度（kg/m³），适用于工艺介质或需要精确计算的场合。

【注意】 预设值为常温典型密度，仅供估算。介质温度偏离常温较多、或为混合物时，建议先用"流体物性计算"工具查取实际密度后自定义输入。

三、扬程 ↔ 压力换算

依据静压基本关系式：

P = ρ · g · H

3.1 扬程 → 压力

输入扬程 H（m），一次给出 kPa、MPa、bar、psi、kgf/cm²、mH₂O 六种单位的对应压力。

示例：清水（20 ℃，ρ = 998.2 kg/m³），铭牌扬程 50 m，对应压力约 489.5 kPa ≈ 0.49 MPa。即入口为常压时，出口压力表读数应在 0.49 MPa 附近（还需计入入口压力与表位高差）。

3.2 压力 → 扬程

输入压力值并选择单位，反算对应扬程。常用于"出口表读数折合多少米扬程"的快速估算。

【提示】 此处压力为净压差概念。判断泵实际扬程时应使用"反推"页签，计入进口压力与表位高差。

四、实测反推扬程

依据伯努利方程，由泵进、出口压力表读数反推运行工况下的实际扬程：

H = (P₂ − P₁)/(ρg) + (Z₂ − Z₁) + (v₂² − v₁²)/(2g)

4.1 输入说明

4.2 计算示例

某清水泵：进口表 0.02 MPa，出口表 0.52 MPa，出口表比进口表高 0.5 m，水温 20 ℃。压力项 = 0.50 MPa ÷ (ρg) ≈ 51.07 m，高差项 0.5 m，实测扬程约 51.6 m。

【注意】 两块表应在工况稳定时同时读数；偏差超过 ±10% 时结果卡片会给出黄色提醒，建议核查工况点是否偏离额定流量、表计准确度及介质密度取值。

五、有效汽蚀余量 NPSHa

用于判断泵吸入条件是否满足抗汽蚀要求：

NPSHa = (Pₛ(A) − Pᵥ)/(ρg) + Z − h_f

•Pₛ(A)：吸入液面绝对压力。输入表压时打开"该值为表压"开关，程序自动叠加当地大气压（默认 101.325 kPa）；

•Pᵥ：操作温度下介质饱和蒸气压（绝压，kPa）。页面内置常见水温参考值；

•Z：液面相对泵中心线高差，液面在上为正、吸上为负；

•h_f：吸入管路摩阻损失（m），可用"管径选型压降"工具估算后换算填入；

•NPSHr：选填，填入泵样本必需汽蚀余量后自动计算裕量并分级判断。

5.1 裕量判断标准

5.2 计算示例

常压罐 60 ℃ 热水（Pᵥ ≈ 19.9 kPa，ρ ≈ 983.2 kg/m³），液面高于泵中心 2 m，吸入管损 0.8 m：压力项约 8.44 m，NPSHa ≈ 9.64 m。若泵 NPSHr = 4 m，裕量 5.64 m，满足要求。

【免责】 本页结果用于运行分析与估算校核，正式设计与设备选型请以泵制造厂核算为准。

六、相似定律换算

离心泵变转速（或变频、切割叶轮）后，性能参数按相似定律近似换算：

Q₂/Q₁ = r　　H₂/H₁ = r²　　P₂/P₁ = r³　　(r = n₂/n₁)

支持三种输入方式：变转速（r/min）、变频率（Hz）、变叶轮直径（mm）。已知工况 Q₁、H₁、轴功率 P₁ 任填一项即可，程序按填写项分别换算。

6.1 计算示例

某泵 50 Hz 运行时 Q = 100 m³/h、H = 50 m、轴功率 22 kW，变频降至 45 Hz 后：Q ≈ 90 m³/h，H ≈ 40.5 m，轴功率 ≈ 16.0 kW。功率按三次方下降，这正是变频节能的依据。

【注意】 相似定律假设效率不变，变频在 30～50 Hz 范围内较准确；叶轮切割量一般不宜超过原直径的 10%～15%，超出范围时页面会给出提醒。

七、轴功率估算与电机选型

Pe = ρ·g·Q·H / 3.6×10⁶ (kW)　　P轴 = Pe / η泵

输入流量、扬程、泵效率（默认 70%）与传动效率（直联取 100%），程序计算有效功率与轴功率，并按轴功率大小自动选取安全系数：

配用功率 = 轴功率 ÷ 传动效率 × K，再从 0.55～400 kW 常用电机系列中向上取整给出建议额定功率。

7.1 计算示例

清水泵 Q = 100 m³/h、H = 50 m、泵效率 70%：有效功率约 13.6 kW，轴功率约 19.4 kW，安全系数取 1.20，配用功率 ≥ 23.3 kW，建议选用 30 kW 电机。

【注意】 高黏度介质输送时泵性能须做黏度修正，本工具按清水性能估算；正式选型以泵厂数据表为准。

八、常见问题

8.1 为什么同样 50 m 扬程，不同介质对应的压力不一样？

扬程是"液柱高度"概念，与介质无关；压力 P = ρgH 与密度成正比。输送汽油（ρ ≈ 720 kg/m³）时 50 m 扬程仅对应约 0.35 MPa，而清水约 0.49 MPa。这也是不能简单拿水的经验数字去核对轻烃泵出口表读数的原因。

8.2 反推结果与铭牌扬程偏差较大，一定是泵坏了吗？

不一定。常见原因依次为：运行点偏离额定流量（扬程随流量沿特性曲线变化）、介质密度取值不准、压力表准确度或表位高差未修正。建议先核对这三项，再判断叶轮磨损、内漏等设备原因。

8.3 输入框无法输入负号？

表位标高、液面高差、真空表压等字段均支持负值，直接输入减号即可，负号仅允许出现在首位。

—— 本教程结果仅供工程估算参考 · 海客登州 ——