給排水中水泵揚程與壓力的關(guān)系

一、壓力的概念 (1)定義 ①垂直作用于物體單位面積上的力叫做壓力。 ②物體的單位面積上受到的壓力的大小叫做壓強。 (2)單位 在國際單位制中,壓強的單位是帕斯卡,簡稱帕,即牛頓/平方米。壓強的常用單位有千帕、標準大氣壓、托、千克力/厘米2、毫米水銀柱等等。(之所以叫帕斯卡是為了紀念法國科學家帕斯卡) (3)公式:p=F/S p表示壓強,單位帕斯卡(簡稱帕,符號Pa)F表示壓力,單位牛頓(N)S表示受力面積,單位平方米。 (4)說明 ①不少學科常常把壓強叫做壓力,同時把壓力叫做總壓力。這時的壓力不表示力,而是表示垂直作用于物體單位面積上的力。所以不再考慮力的矢量性和接觸面的矢量性,而將壓力作為一個標量來處理。在中學物理中,為避免作用力和單位面積作用力的混淆,一般不用壓力來表示壓強。水的密度1000kg/m3.而且隨溫度變化略有變化。4攝氏度時為水密度的最大值。 二、揚程的定義 1.單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程，也指水泵能夠揚水的高度，就是水從泵體往上幾十米高還能有一定的流量，這個高度叫做揚程通常用H表示，單位是m。泵的揚程大小取決于泵的結(jié)構(gòu)(如葉輪直徑的大小,葉片的彎曲情況等、轉(zhuǎn)速）。目前對泵的壓頭尚不能從理論上作出精確的計算,一般用實驗方法測定,各個廠家的各個型號的泵,都會標明揚程。 2.從泵體往下叫做吸程，泵的揚程包括吸程在內(nèi)，近似為泵出口和入口壓力差。泵的壓力用P表示，單位為Mpa(兆帕)。 3.單位時間內(nèi)將一定容量的介質(zhì)輸送提升的垂直高度。水泵功率一定時,揚程與流量成反比關(guān)系。即流量小,揚程大;流量大,揚程小。 4.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。即 水泵揚程= 吸水揚程 + 壓水揚程 應(yīng)當指出，銘牌上標示的揚程是指水泵本身所能產(chǎn)生的揚程，它不含管道水流受摩擦阻力而引起的損失揚程。在選用水泵時，注意不可忽略。否則將會抽不上水來。 5.水泵的揚程,最高和最低都不好說,取決于你把流體輸送到多高和多遠的位置。如果水泵的流量工作在額定狀態(tài),那么揚程也是額定值,假如水泵流量超過額定值,那么水泵揚程就處于較低值。如果流量遠低于額定值,那么水泵的揚程就處于高揚程。揚程高低的變化得看流量變化的大小,具體數(shù)值必須看水泵的性能特性曲線才能知道 三、水泵揚程和壓力的關(guān)系 1.水泵揚程和壓力成正比。 壓力和揚程換算公式如下：p=ρgh 即：壓強=密度×重力系數(shù)×高度（即揚程）。 H=P/ρ.如P為1kg/cm²，則H=（lkg/ cm²/(1000kg/ m³) H=(1kg/ cm²)/(1000公斤/m³)=(10000公斤/m²)/1000公斤/m³=10m1Mpa=10kg/cm²,H=(P2-P1)/ρ (P2=出口壓力 P1=進口壓力)。 2.壓力和揚程對應(yīng)的，壓力1MPa等于100米揚程。功率就是你有多大勁兒能把多大的量的水打多高的能力，同樣功率的揚程高了流量就會小點。具體的出口壓力計算是依據(jù)流體力學中的公式來計算的,出口管道上的閥門、彎頭會對壓力產(chǎn)生很大影響,如閥門開度很小的話,泵出口水泵的揚程一般是以米水柱為單位表示的壓力，4米水柱的揚程換算成0.4kg/cm^2的表壓力，或者是約0.04Mpa的表壓力。 3.離心泵揚程是指單位重量液體通過泵所獲得的能量，它包括位能、壓力能和速度能等幾個部分，因此出口壓力只是它的一部分。這水泵的標準揚程（就是在標準流量的情況下）是12*9.8=117.6m。但是水泵的輸出曲線是一個連續(xù)函數(shù)，12kg壓力的水泵的最大揚程一般可以達到14-16kg。 4.揚程與壓力的計算公式為H=(p2-p1)/ρg+(v2²-v1²)/2g+z2-z1 式中 H——揚程，m； p1，p2——泵進出口處液體的壓力，Pa； v1，v2——流體在泵進出口處的流速，m/s； z1，z2——進出口高度，m； ρ——液體密度，kg/m³； g——重力加速度，m/s²。 水泵壓力計算結(jié)果： 通過以上公式可得出：1MPa的壓力約等于100m揚程，1公斤水的壓力為0.1MPa，即1Mpa=100m=10公斤。 所以，一臺揚程60米的潛水泵，打入相對高度35米的壓力管中，在壓力罐中最高形成10公斤的壓力。