給排水中水泵揚(yáng)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(qiáng)。 (2)單位 在國(guó)際單位制中,壓強(qiáng)的單位是帕斯卡,簡(jiǎn)稱帕,即牛頓/平方米。壓強(qiáng)的常用單位有千帕、標(biāo)準(zhǔn)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(jì)念法國(guó)科學(xué)家帕斯卡) (3)公式:p=F/S p表示壓強(qiáng),單位帕斯卡(簡(jiǎn)稱帕,符號(hào)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(shuō)明 ①不少學(xué)科常常把壓強(qiáng)叫做壓力,同時(shí)把壓力叫做總壓力。這時(shí)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(gè)標(biāo)量來(lái)處理。在中學(xué)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(lái)表示壓強(qiáng)。水的密度1000kg/m3.而且隨溫度變化略有變化。4攝氏度時(shí)為水密度的最大值。 二、揚(yáng)程的定義 1.單位重量液體通過(guò)泵所獲得的能量叫揚(yáng)程，也指水泵能夠揚(yáng)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(gè)高度叫做揚(yáng)程通常用H表示，單位是m。泵的揚(yáng)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(duì)泵的壓頭尚不能從理論上作出精確的計(jì)算,一般用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定,各個(gè)廠家的各個(gè)型號(hào)的泵,都會(huì)標(biāo)明揚(yáng)程。 2.從泵體往下叫做吸程，泵的揚(yáng)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(shí)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(shí),揚(yáng)程與流量成反比關(guān)系。即流量小,揚(yáng)程大;流量大,揚(yáng)程小。 4.離心泵的揚(yáng)程以葉輪中心線為基準(zhǔn)，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(lái)的高度，叫做吸水揚(yáng)程，簡(jiǎn)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(yáng)程，簡(jiǎn)稱壓程。即 水泵揚(yáng)程= 吸水揚(yáng)程 + 壓水揚(yáng)程 應(yīng)當(dāng)指出，銘牌上標(biāo)示的揚(yáng)程是指水泵本身所能產(chǎn)生的揚(yáng)程，它不含管道水流受摩擦阻力而引起的損失揚(yáng)程。在選用水泵時(shí)，注意不可忽略。否則將會(huì)抽不上水來(lái)。 5.水泵的揚(yáng)程,最高和最低都不好說(shuō),取決于你把流體輸送到多高和多遠(yuǎn)的位置。如果水泵的流量工作在額定狀態(tài),那么揚(yáng)程也是額定值,假如水泵流量超過(guò)額定值,那么水泵揚(yáng)程就處于較低值。如果流量遠(yuǎn)低于額定值,那么水泵的揚(yáng)程就處于高揚(yáng)程。揚(yáng)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(yáng)程和壓力的關(guān)系 1.水泵揚(yáng)程和壓力成正比。 壓力和揚(yáng)程換算公式如下：p=ρgh 即：壓強(qiáng)=密度×重力系數(shù)×高度（即揚(yáng)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(jìn)口壓力)。 2.壓力和揚(yáng)程對(duì)應(yīng)的，壓力1MPa等于100米揚(yáng)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(yáng)程高了流量就會(huì)小點(diǎn)。具體的出口壓力計(jì)算是依據(jù)流體力學(xué)中的公式來(lái)計(jì)算的,出口管道上的閥門、彎頭會(huì)對(duì)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(yáng)程一般是以米水柱為單位表示的壓力，4米水柱的揚(yáng)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(yáng)程是指單位重量液體通過(guò)泵所獲得的能量，它包括位能、壓力能和速度能等幾個(gè)部分，因此出口壓力只是它的一部分。這水泵的標(biāo)準(zhǔn)揚(yáng)程（就是在標(biāo)準(zhǔn)流量的情況下）是12*9.8=117.6m。但是水泵的輸出曲線是一個(gè)連續(xù)函數(shù)，12kg壓力的水泵的最大揚(yáng)程一般可以達(dá)到14-16kg。 4.揚(yáng)程與壓力的計(jì)算公式為H=(p2-p1)/ρg+(v2²-v1²)/2g+z2-z1 式中 H——揚(yáng)程，m； p1，p2——泵進(jìn)出口處液體的壓力，Pa； v1，v2——流體在泵進(jìn)出口處的流速，m/s； z1，z2——進(jìn)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(jì)算結(jié)果： 通過(guò)以上公式可得出：1MPa的壓力約等于100m揚(yáng)程，1公斤水的壓力為0.1MPa，即1Mpa=100m=10公斤。 所以，一臺(tái)揚(yáng)程60米的潛水泵，打入相對(duì)高度35米的壓力管中，在壓力罐中最高形成10公斤的壓力。