離心泵

概述

離心泵浦利用旋轉葉輪加速流體，將旋轉機械能轉換為動能。流體從葉輪眼進入，以高速沿徑向向外甩出，接著在渦卷泵殼內減速，使動能轉換為壓力能。最終的排出壓力反映管路系統對流動的阻力；泵浦本身產生的是流量，而不是壓力。

揚程以液柱公尺計量，是較適合的性能指標，因為在葉輪直徑與轉速固定時，不論流體密度為何，揚程皆維持不變。相較之下，壓力會隨流體比重而變化。

關閉揚程是排出流量受阻時泵浦可將流體提升的最大高度，主要取決於葉輪外徑與軸轉速。

關鍵公式

水力功率

$P = \frac{Q \cdot H \cdot \rho \cdot g}{\eta}$

可用淨正吸入壓頭

$NPSH_a = \frac{P_s}{\rho g} + \frac{v_s^2}{2g} - \frac{P_v}{\rho g}$

產生的總揚程

$h = \frac{p_2 - p_1}{\rho g} + \frac{v_2^2}{2g}$

相似定律（轉速換算）

$Q \propto n, \quad H \propto n^2, \quad P \propto n^3$

流量與轉速成正比，揚程與轉速平方成正比，功率則與轉速立方成正比。

變數

泵浦揚程類型

泵浦效率

泵浦效率是傳遞至液體的水力功率與供給泵浦之軸功率的比值。效率會隨流量變化，通常在最佳效率點 (BEP) 附近達到峰值；若運轉點遠離 BEP，功耗、振動、軸承負荷與回流風險都會增加。

泵浦功率計算器

單位換算器

還原的原始來源表格

原始來源擷取內容包含共用網站版面與搜尋表格標記，並無離心泵浦工程資料列。這些不具實質內容的介面資料列已刻意排除；有意義的來源內容則以公式、計算器、說明及下方原始圖片保留。

互動式泵浦功率圖

來源圖片 pump_power.png 比較 SI 與英制單位下的泵浦功率。下方互動式圖表呈現相同的水力關係，條件為水的密度 1000 kg/m3、泵浦效率 75%。

原始源圖

以下保留原始來源圖片，以免遺失視覺參考資料。若圖片含有圖表或表格資料，其擷取值會呈現在本頁的表格、計算器或互動式圖表中；其餘圖片則保留作為視覺來源參考。

工程要點

• 揚程不受流體密度影響。 以水建立的泵浦性能曲線可套用於相同轉速下的任何牛頓流體；只有功率需求會隨比重改變。
• 泵浦產生流量，而非壓力。 排出壓力是系統對下游阻力的反應。節流閥門會提高表壓，同時降低流量。
• NPSH 裕度很重要。 為避免造成噪音、振動與葉輪侵蝕的空蝕，可用 NPSH 必須以足夠裕度高於泵浦曲線所示的必要 NPSH，通常至少為 0.5–1.0 m。
• 相似定律的限制。 轉速變化在額定 RPM 的 ±20 % 內時，通常可安全套用相似定律。更大的變化可能使工作點移出曲線的穩定區域。
• 效率隨工作點變化。 每部離心泵浦都有一個最佳效率點 (BEP)。運轉點遠離 BEP 會增加軸承與軸封負荷、振動及能耗。
• 黏度修正。 對於黏度明顯高於水的流體（例如黏度超過 ~10 cP 的油），必須依 Hydraulic Institute 標準修正泵浦揚程、流量與效率；只使用相似定律並不足夠。

參考資料

• 原始來源 — Engineering ToolBox：離心泵浦