Hur man beräknar vattenpumpen hästkrafter

En pump är en grundläggande men viktig mekanisk enhet som levererar kraften för att flytta vätska vid en specifik flödeshastighet. Liksom alla enheter som fungerar (överför energi över ett avstånd) mäts dess effektivitet i kraft. Även om watt och kilowatt är vanligare enheter av kraftmätning, används hästkrafter fortfarande för högproduktions elektriska enheter i USA. I detta sammanhang är 1 hästkrafter lika med 746 watt.

Snabb formel

  • Vattenhästkraft = Minsta effekt krävs för att köra vattenpump
  • TDH = Totalt dynamiskt huvud = Vertikal Distansvätska Travels (i fötter) + Friktionsförlust från röret
  • Q = Flödeshastighet av vätska i gallon per minut
  • SG = Specifik gravitation av vätska (detta är lika med 1 om du pumpar vatten)
  • Vatten hästkrafter = TDH*Q*SG3960{ displayStyle { frac {tdh * q * sg} {3960}}}{ frac {tdh * q * sg} {3960}}
  • Faktisk effekt krävs = (vattenhästkrafter) / (pumpeffektivitet).
  • Skriv effektivitet som decimal (50% → 0.5).

Steg

Metod 1 av 2:
Beräkning av vattenhästkraft för ett planerat projekt
  1. Bild med titeln Beräkna vattenpumpen Hästkraft Steg 1
1. Besluta om önskad flödeshastighet. Behovet av ditt projekt bestämmer den nödvändiga flödeshastigheten för vätska från pumpen. Skriv detta värde ner i gallon per minut (GPM). Du kommer inte att använda detta värde direkt, men det kommer att avgöra vilka pumpar och rör du anser.
Exempel: En trädgårdsmästare har en bevattningsplan som kräver en flödeshastighet av 10 liter per minut.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumpen Hästkraft Steg 2
    2. Mäta höjden vattnet behöver resa. Detta är det vertikala avståndet från toppen av vattenbordet (eller toppen av vattennivån i den första tanken) till vattnets slutdestination. Ignorera något horisontellt avstånd. Om vattennivån ändras över tiden, använd det maximala förväntade avståndet. Det här är "pumphiss" Din pump måste generera.
    Exempel: När trädgårdsmästarens vattentank är nästan tom (den lägsta förväntade nivån) är dess vattennivå 50 meter under området i trädgården som behöver vattna.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumphästkraft Steg 3
    3. Uppskattning av friktionsförluster från röret. Förutom det minsta trycket som behövs för att flytta vatten ett visst avstånd, måste din pump också övervinna friktionskraften när vattnet rör sig genom röret. Mängden friktion beror på rörets material, inre diameter och längd, liksom den typ av böjning och tillbehör du använder. Slå upp dessa värden på ett rörfriktionsförlustdiagram som den här. Skriv ner den totala friktionsförlusten i fötterna i huvudet (vilket betyder antalet fötter du "slarva bort" från din pumphiss på grund av friktion).
    Exempel: Trädgården bestämmer sig för att använda 1" Diameter plaströr och behöver 75 ft rörets totala (inklusive horisontella längder). Ett rörfriktionsförlustdiagram berättar för honom att 1" Plaströr orsakar en förlust av 6.3 ft av huvudet för varje 100 ft rörlängd.
    75ft*6.3fthead100ft=4.7fthead{ displayStyle 75FT * { frac {6.3FT_ {head}} {100ft}} = 4.7FT_ {head}}75ft * { frac {6.3ft _ {{head}}} {100ft}} = 4,7ft _ {{head}}
    Han tittar också upp friktionsförlusten från varje montering i röret. För 1" plast, en 90º armbågeanslutning och tre gängade fittings bidrar med en total förlust av 15 ft.
    Lägga till detta tillsammans är den totala friktionsförlusten 4.7 + 15 = 19.7 ft., eller om 20 ft.
  • Dessa diagram innehåller ofta en uppskattning av vattenhastigheten, baserat på flödeshastighet och rören du använder. Det är bäst att hålla hastigheten under 5 ft / s för att förhindra "vattenhammare," Den upprepade knackande vibrationen som kan skada din utrustning.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumpen Hästkraft Steg 4
    4. Tillsätt pumphissen och friktionsförlusten tillsammans. Det vertikala distansvattenet behöver resa plus friktionsförlusterna från röret gör "Totalt dynamiskt huvud" eller tdh. Detta är den totala tryckbelastningen som pumpen behöver övervinna.
    Exempel: TDH = vertikal avstånd + friktionsförlust = 50 ft + 20 ft = 70 ft.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumphästkraft Steg 5
    5. Titta upp den specifika gravitationen om du pumpar något förutom vatten. Den grundläggande vattenhastighetsformeln förutsätter att du pumpar vatten. Om du pumpar en annan vätska, kolla upp det "Specifik gravitation" Online eller i en teknisk referensbok. Vätskor med högre specifik densitet är tätare och kräver mer hästkraft att trycka genom röret.
    Exempel: Eftersom trädgårdsmästaren pumpar vatten behöver han inte se någonting upp. Vattens specifika gravitation är lika med 1.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumpen Hästkraft Steg 6
    6. Ange dessa värden i vattenhästkraftsformeln. Vattnet hästkrafter, eller minsta effekt som krävs för att köra pumpen, är lika TDH*Q*SG3960{ displayStyle { frac {tdh * q * sg} {3960}}}{ frac {tdh * q * sg} {3960}}, där TDH är det totala dynamiska huvudet i fötterna, Q är flödeshastigheten i GPM, och SG är den specifika gravitationen (1 för vatten). Ange alla värden du hittade i den här formeln för att hitta vattenhästkraften för ditt projekt.
    Exempel: Trädpumpen behöver övervinna en TDH på 70 ft och producera en flödeshastighet q av 10 gpm. Eftersom det pumpar vatten är SG lika med 1.
    Vatten hästkrafter = TDH*Q*SG3960=70*10*13960={ displayStyle { frac {TDH * q * sg} {3960}} = { frac {70 * 10 * 1} {3960}} =}{ frac {tdh * q * sg} {3960}} = { frac {70 * 10 * 1} {3960}} = ~0.18 hästkrafter.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumphästkraft Steg 7
    7. Dela hästkrafter med pumpens effektivitet. Nu vet du hur mycket hästkrafter du behöver för att köra din pump. Emellertid är ingen mekanisk anordning 100% effektiv vid överföring av kraft. När du har valt en pump, kolla tillverkarens information för pumpens effektivitet och skriv det som ett decimaltal. Dela vattnet hästkrafter med detta värde för att hitta den faktiska hästkrafterna på den motor du behöver för din pump.
    Exempel: Att göra 0.18 hästkrafter av arbete, en pump med 50% (eller 0.5) Effektivitetsbedömning skulle faktiskt kräva 0.180.5={ displayStyle { frac {0.18} {0.5}} =}{ frac {0.18} {0.5}} = a 0.36 hk motor-.
  • De flesta moderna pumpar är mellan 50% och 85% effektiv när den används som avsedd. Om du inte kan hitta ett effektivitetsbetyg för din pump kan du anta att den faktiska motorhästkraften som behövs faller mellan WaterHF0.5{ displayStyle { frac {waterhp} {0.5}}}{ frac {waterhp} {0.5}} och WaterHF0.85{ displayStyle { frac {waterhp} {0.85}}}{ frac {waterhp} {0.85}}
    • Metod 2 av 2:
    Mätning av en pumpens vattenhästkraft
    1. Bild med titeln Beräkna vattenpumphästkraft Steg 8
    1. Kontrollera vattennivån i basreservoartanken. Detta är tanken som levererar vatten för din pump. Vattennivån i tanken kommer också att motsvara vattennivån i röret, så det är nivån pumpen som för närvarande ritar från.
    • Om du pumpar från en brunn, antingen mäta djupet direkt eller leta efter en uppskattning av vattenbordsnivåer i ditt område (vid denna tid på året). Statliga byråer som USGS kan ofta ge denna information.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumpen Hästkraft Steg 9
    2. Töm destinationsreservoaren. Destinationsreservoaren är en andra tank, till vilken pumpen överför vatten från basreservoaren. Se till att den är tom och ansluten ordentligt till pumpen.
  • Om du normalt inte har en tank här, lägg bara ner en stor hink för att samla vattnet för denna mätning. Använd en hink med känd storlek i gallon.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumpen Hästkraft Steg 10
    3. Mäta det vertikala avståndet mellan de två platserna. Använda en skala eller linjal, mäta det vertikala avståndet mellan vattennivån i basreservoartanken och vatteninmatningen vid destinationstanken. Skriv ner avståndet i fötterna.
  • Till exempel, säg vattennivån i den första tanken är 120 meter Nedre i höjd än destinationsreservoaren.
  • För detta steg spelar det ingen roll hur mycket horisontellt avstånd vattnet reser.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumpen Hästkraft Steg 11
    4. Slå på pumpen. Slå på enheten, och den börjar pumpa vatten. Starta en stoppur på samma gång.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumphästkraft Steg 12
    5. Mäta flödeshastigheten. När din pump fungerar kan du mäta den volymetriska flödeshastigheten: volymen av vatten som transporteras per tidsenhet. Observera denna kurs i gallon per minut.
  • Till exempel tar din pump 30 sekunder för att fylla en 10-gallon behållare. Detta innebär att flödeshastigheten är 10 gallons30 seconds*60secondsmjagndute=20gallonsmjagndute{ cliseStyle { frac {10 gallons} {30 sekunder}} * 60 { frac {sekunder} {minut}} = 20 { frac {gallons} {minut}}}{ frac {10 gallons} {30 sekunder}} * 60 { frac {sekunder} {minut}} = 20 { frac {gallons} {minut}}. Detta är vanligtvis skrivet 20 gpm, för "gallon per minut".
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumpen Hästkraft Steg 13
    6. Titta upp den specifika gravitationen av vätskan. Specifik gravitation är en mätning av densitet: ju mer tät en vätska är desto mer ström tar det till pumpen. Vatten har en specifik gravitation av 1. Om du pumpar en annan vätska, kolla upp det på en specifik gravitationsteknik.
  • Detta exempel kommer att använda vatten, så den specifika gravitationen är 1.
  • Bild med titeln Beräkna vattenpumpen Hästkraft Steg 14
    7. Uppskatta hästkrafter från dessa värden. Pumpens vattenhästkrafter är ungefär lika med H*Q*SG3960{ displayStyle { frac {h * q * sg} {3960}}}{ frac {h * q * sg} {3960}}, där h är det vertikala avståndet färdas vattnet i fötterna, q är flödeshastigheten i gallon per minut, och SG är den specifika gravitationen av vätskan.
  • I det här exemplet arbetar pumpen vid 120ft*20gfm*13960={ displayStyle { frac {120ft * 20gpm * 1} {3960}} =}{ frac {120ft * 20gpm * 1} {3960}} = = 0.65 hästkrafter.
  • I själva verket använder du sannolikt mer kraft än detta på din pump. Din pump övervinna också friktionskraften i rören, och någon effekt är bortkastad på grund av motorns ineffektivitet. Du kan dubbla detta resultat för en grov uppskattning av strömförbrukningen, eller spåra den faktiska mängden bränsle eller el din motor använder eller hänvisa till de fullständiga beräkningarna ovan.

    • Tips

    För de flesta vätskor är den specifika gravitationen lätt att hitta genom att titta på fysiktabellerna. Du kan dock också Mät specifik gravitation med en hydrometer.
  • Det finns flera mekaniska instrument som kan mäta flödeshastigheten för en vätska. Dessa inkluderar venturi-röret och pitotröret.
  • Kom ihåg att 1 enhet av hästkraft motsvarar 746 watt. Beroende på dina omständigheter kan du behöva konvertera från en av dessa mätningar till den andra.
  • Precis som pumpar är motorer själva inte 100% effektiva. Var noga med att välja en motor med produktion hästkrafter som uppfyller pumpens krav. Om du levererar den minsta hästkrafter som du beräknat (eller motsvarande vatten) till din motor, kommer förluster på grund av ineffektivitet att släppa motorns utmatning under minimivärdet.
  • Du kan använda "3956" istället för "3960" i hästkraftsformeln för ett något mer exakt resultat. Online vattenhästkrafträknare kan ge två något olika svar beroende på vilket värde de använder.

    • Varningar

    Pumpar kan bara dra upp en viss höjd (även om den sedan kan trycka upp det så mycket som strömmen tillåter). I praktiken är denna maximala höjd ca 22.5 meter på havsnivå, och ungefär 1 fot mindre än detta för varje 1000 ft av höjd över havet. Se till att den faktiska sugkomponenten i pumpen är belägen inom detta avstånd ovanför vattnet.
  • Kraftfulla pumpsystem kan innebära mycket högtrycks- och högspänningskomponenter. Installera dem endast under erfaren tillsyn.
    • Dela på det sociala nätverket:
    Liknande