在選擇泵類設(shè)備時(shí)，“揚(yáng)程”是一個(gè)核心參數(shù)，它通常代表泵將流體提升到一定高度的能力，或者更廣義地指代泵克服系統(tǒng)阻力的能力。然而，對(duì)于新道茨計(jì)量泵這類容積式泵，尤其是用于精確加藥的場(chǎng)合，“揚(yáng)程”的概念更多地體現(xiàn)在其能夠產(chǎn)生的最大排出壓力或能夠克服的系統(tǒng)背壓。理解如何計(jì)算您的實(shí)際系統(tǒng)所需克服的總壓力，并將其與新道茨計(jì)量泵的壓力參數(shù)進(jìn)行匹配，是確保選型正確和泵正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

本文將解釋新道茨計(jì)量泵相關(guān)的壓力/揚(yáng)程概念，并指導(dǎo)您計(jì)算所需的總系統(tǒng)壓力，以便選擇具有足夠能力的新道茨型號(hào)。

計(jì)量泵的“揚(yáng)程”：側(cè)重于壓力能力

與離心泵不同，離心泵的流量和揚(yáng)程之間存在連續(xù)曲線關(guān)系，而容積式泵（如計(jì)量泵）在給定轉(zhuǎn)速或頻率下理論上產(chǎn)生固定流量，并可以在其額定最大壓力范圍內(nèi)工作。因此，當(dāng)手冊(cè)中提及新道茨計(jì)量泵的壓力參數(shù)時(shí)（例如最大壓力X Bar/MPa），這代表了泵能夠穩(wěn)定工作的最高排出壓力上限。這里的壓力上限可以理解為泵的“壓力揚(yáng)程”能力。

您在選擇新道茨計(jì)量泵型號(hào)時(shí)，需要計(jì)算的不是泵能“產(chǎn)生”多少揚(yáng)程，而是您的整個(gè)管路系統(tǒng)在泵出口處會(huì)給泵施加多大的總壓力（也稱為總動(dòng)態(tài)背壓或總排出壓力）。您選擇的泵的最大額定壓力必須大于這個(gè)計(jì)算出的總系統(tǒng)壓力，并且通常需要預(yù)留一定的安全裕量。

計(jì)算所需的總系統(tǒng)壓力/揚(yáng)程

計(jì)算新道茨計(jì)量泵需要克服的總系統(tǒng)壓力，需要考慮管路中所有會(huì)產(chǎn)生壓力損失或提供壓力的因素?？傁到y(tǒng)壓力通常由以下幾個(gè)主要部分組成：

1. 靜態(tài)揚(yáng)程（垂直高度差）

這是由于流體自身重量產(chǎn)生的壓力。需要分別計(jì)算吸液側(cè)和排液側(cè)的靜態(tài)揚(yáng)程：

• 排液靜態(tài)揚(yáng)程： 泵的排出口中心線到最終加藥點(diǎn)（或液體最終達(dá)到的高度）之間的垂直高度差。如果加藥點(diǎn)高于泵，這是正值。

• 吸液靜態(tài)揚(yáng)程： 液體液面到泵的吸入口中心線之間的垂直高度差。如果液面高于泵，這是正值（稱為靜壓頭，對(duì)泵有利）；如果液面低于泵，這是負(fù)值（稱為吸程，泵需要克服，通常用吸程高度表示）。

將垂直高度（單位米）轉(zhuǎn)換為壓力（單位如Bar或MPa），需要考慮輸送介質(zhì)的密度。 壓力 (P) = 高度 (h) × 介質(zhì)密度 (ρ) × 重力加速度 (g) 常用的簡(jiǎn)化計(jì)算是將高度轉(zhuǎn)換為等效水柱高度，然后根據(jù)介質(zhì)比重進(jìn)行修正（$$1\text{ Bar}\approx 10\text{ 米水柱}$$）。精確計(jì)算應(yīng)使用介質(zhì)的實(shí)際密度。

2. 管路摩擦損失

當(dāng)流體流經(jīng)管路、彎頭、三通、變徑管等管路附件時(shí)，會(huì)由于摩擦產(chǎn)生壓力損失。這部分損失與流量、管路內(nèi)徑、管路長(zhǎng)度、管路材質(zhì)粗糙度、流體粘度密切相關(guān)。

• 排液管路摩擦損失： 計(jì)算流體從泵出口流到加藥點(diǎn)的管路、彎頭、閥門等產(chǎn)生的總壓力損失。

• 吸液管路摩擦損失： 計(jì)算流體從吸液液面流到泵吸入口的管路、底閥、過濾器等產(chǎn)生的總壓力損失。吸液摩擦損失會(huì)減小泵的有效吸程。

摩擦損失的精確計(jì)算通常需要查閱流體力學(xué)手冊(cè)、使用亥姆霍茲方程或借助專業(yè)的管路計(jì)算軟件。對(duì)于簡(jiǎn)單的管路，也可以使用經(jīng)驗(yàn)公式或查閱管路附件的等效長(zhǎng)度表進(jìn)行估算。輸送高粘度介質(zhì)時(shí)，摩擦損失會(huì)顯著增加。

3. 系統(tǒng)背壓

這是指在泵的加藥點(diǎn)位置，除了靜態(tài)揚(yáng)程和摩擦損失之外，已經(jīng)存在的系統(tǒng)壓力。例如，如果泵是向一個(gè)有壓力的反應(yīng)釜或管道中注入液體，那么這個(gè)反應(yīng)釜或管道內(nèi)的壓力就是泵需要克服的系統(tǒng)背壓。

4. 附件和儀表壓降

管路中安裝的附件和儀表（如過濾器、流量計(jì)、背壓閥、安全閥、注射閥等）也會(huì)產(chǎn)生壓力損失。特別是背壓閥和安全閥，它們是為了維持或限制系統(tǒng)壓力而設(shè)計(jì)的，會(huì)產(chǎn)生特定的壓降。選擇這些附件時(shí)，需要了解其工作壓力和造成的壓降。

總系統(tǒng)壓力計(jì)算公式（簡(jiǎn)化版）

將以上各項(xiàng)相加以獲得泵出口需要克服的總系統(tǒng)壓力：

總動(dòng)態(tài)排出壓力 = 排液靜態(tài)揚(yáng)程壓力 + 排液管路摩擦損失壓力 + 系統(tǒng)背壓 + 附件和儀表壓降

在某些計(jì)算方法中，也會(huì)將吸液側(cè)的壓力/損失考慮進(jìn)去。如果使用總揚(yáng)程概念，則可以表示為：

所需總揚(yáng)程 = 排液總高度 + 排液總摩擦損失 + 加藥點(diǎn)表壓 - 吸液總高度 + 吸液總摩擦損失

其中，吸液總高度如果是從液面到泵入口的垂直“吸上”高度，則為負(fù)值（吸程）；如果是液面高于泵入口的高度，則為正值（靜壓頭）。

重要提示： 在進(jìn)行這些計(jì)算時(shí)，務(wù)必使用您實(shí)際輸送介質(zhì)的密度和粘度，而不是水的參數(shù)。介質(zhì)性質(zhì)的差異會(huì)顯著影響靜態(tài)壓力和摩擦損失。

吸程的計(jì)算與限制

雖然總系統(tǒng)壓力決定了泵的排出能力，但吸程是另一個(gè)獨(dú)立的、與吸液側(cè)相關(guān)的關(guān)鍵參數(shù)。吸程指泵能夠?qū)⒌陀谧陨戆惭b水平面的液體吸上來的垂直距離。

• 最大吸程： 新道茨計(jì)量泵型號(hào)通常會(huì)標(biāo)注其最大允許吸程（單位為米）。這是泵在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、輸送清水且吸液管路無摩擦損失時(shí)的理論最大吸上高度。

• 影響吸程的因素： 實(shí)際應(yīng)用中的最大吸程會(huì)受到多種因素的影響而降低，包括：

• 流體粘度：粘度越高，吸液管路摩擦損失越大，實(shí)際吸程越小。

• 流體蒸汽壓：溫度越高或介質(zhì)越易揮發(fā)，蒸汽壓越高，越容易發(fā)生氣蝕，實(shí)際吸程越小。

• 吸液管路直徑和長(zhǎng)度：管徑越小、管路越長(zhǎng)、彎頭越多，摩擦損失越大，實(shí)際吸程越小。

• 當(dāng)?shù)卮髿鈮海汉０卧礁?，大氣壓越低，?shí)際吸程越小。

計(jì)算實(shí)際所需的吸程高度，并確保選擇的新道茨計(jì)量泵的最大吸程能力大于此值。盡量減小吸程高度，縮短吸液管路，使用較大管徑，都有助于泵更穩(wěn)定地吸液。最好的吸液條件是液體在高位，泵處于正壓吸入狀態(tài)。

選擇合適的新道茨型號(hào)

完成所需的總系統(tǒng)壓力/揚(yáng)程和實(shí)際吸程的計(jì)算后，就可以對(duì)照新道茨計(jì)量泵的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行型號(hào)選擇了：

1. 匹配壓力能力： 選擇一個(gè)新道茨計(jì)量泵型號(hào)，其最大額定壓力（參數(shù)表中列出的壓力值）必須大于您計(jì)算出的總動(dòng)態(tài)排出壓力，并建議留有20-30%或更高的安全裕量。例如，如果計(jì)算出總壓力為5 Bar，應(yīng)選擇最大額定壓力至少在6-7 Bar以上的泵。

2. 匹配吸程能力： 如果需要從低位吸液，檢查所選新道茨計(jì)量泵型號(hào)的最大允許吸程是否大于您實(shí)際所需的吸程高度。

3. 綜合其他因素： 在滿足壓力和吸程要求的基礎(chǔ)上，回到之前的選型步驟，確認(rèn)所選型號(hào)的流量范圍、泵頭材質(zhì)、控制方式、電源類型等是否都符合您的其他所有需求。

重要提示

• 使用準(zhǔn)確的介質(zhì)數(shù)據(jù)： 介質(zhì)的密度和粘度對(duì)壓力和吸程計(jì)算至關(guān)重要，務(wù)必使用準(zhǔn)確的數(shù)值。

• 精確計(jì)算摩擦損失： 管路摩擦損失的計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，如果系統(tǒng)管路較長(zhǎng)、附件較多或輸送高粘度介質(zhì)，建議進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，必要時(shí)可咨詢專業(yè)工程師。

• 考慮極端工況： 計(jì)算所需壓力時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高壓力工況。

• 查閱官方手冊(cè)： 始終以最新的新道茨計(jì)量泵產(chǎn)品手冊(cè)中的技術(shù)參數(shù)和選型指南為準(zhǔn)。

結(jié)論

理解和計(jì)算新道茨計(jì)量泵需要克服的系統(tǒng)壓力或揚(yáng)程，是確保泵選型正確的基礎(chǔ)。這個(gè)過程不僅僅是查看泵的最大壓力參數(shù)，更重要的是計(jì)算您的特定工藝管路中的總動(dòng)態(tài)排出壓力和所需的吸程高度。通過精確計(jì)算所需參數(shù)，并將其與新道茨計(jì)量泵型號(hào)的技術(shù)規(guī)格進(jìn)行匹配，同時(shí)綜合考慮流量、介質(zhì)和控制需求，才能選擇到最適合的新道茨計(jì)量泵，保證加藥系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定和精確運(yùn)行。

常見問題解答 (FAQs)

1. 問：為什么計(jì)量泵的最大壓力值不能正好等于計(jì)算出的系統(tǒng)壓力？答： 選擇泵的最大額定壓力大于計(jì)算出的系統(tǒng)壓力并留有安全裕量，是為了應(yīng)對(duì)實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的波動(dòng)、管路堵塞、介質(zhì)粘度變化等不確定因素，避免泵在接近或超過其能力極限的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，導(dǎo)致性能下降、壽命縮短甚至損壞。

2. 問：我只知道加藥點(diǎn)的高度差，這能作為選擇計(jì)量泵壓力參數(shù)的依據(jù)嗎？答： 僅有高度差是不夠的。高度差只貢獻(xiàn)了靜態(tài)揚(yáng)程壓力，您還需要計(jì)算流體在管路中的摩擦損失、加藥點(diǎn)原有的系統(tǒng)背壓，以及通過附件（如背壓閥、注射閥）產(chǎn)生的壓降。將所有這些壓力相加，才是泵出口需要克服的總壓力。

3. 問：輸送粘度較高的液體時(shí)，對(duì)計(jì)量泵的揚(yáng)程計(jì)算有什么影響？答： 輸送高粘度液體會(huì)顯著增加流體在管路中的摩擦損失，特別是在吸液側(cè)，高粘度會(huì)降低泵的實(shí)際吸程能力。因此，在計(jì)算所需壓力時(shí)，需要使用高粘度介質(zhì)對(duì)應(yīng)的摩擦損失計(jì)算方法，并且在選擇泵時(shí)要特別關(guān)注其處理高粘度介質(zhì)的能力和實(shí)際吸程。

4. 問：吸程3米的泵，是否意味著可以將液體從下方3米處吸上來？答： 手冊(cè)中標(biāo)注的最大吸程（例如3米）通常是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、輸送清水、且吸液管路無摩擦損失的理想條件下的理論值。實(shí)際應(yīng)用中，由于介質(zhì)性質(zhì)（粘度、蒸汽壓）、管路摩擦損失、海拔高度等因素影響，實(shí)際能夠吸上來的高度會(huì)小于這個(gè)理論值。選擇泵時(shí)，實(shí)際所需吸程應(yīng)小于泵的實(shí)際可用吸程。

5. 問：安全閥和背壓閥的功能在計(jì)算所需壓力時(shí)如何考慮？答： 背壓閥是為了在泵出口提供一個(gè)穩(wěn)定的背壓，以確保計(jì)量精度，它會(huì)在管路中產(chǎn)生一個(gè)設(shè)定的壓力降，這個(gè)壓力值需要加到總系統(tǒng)壓力中。安全閥是為了防止系統(tǒng)壓力超過安全限度，它通常在壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)開啟泄壓，其設(shè)定的開啟壓力也是系統(tǒng)可能達(dá)到的最高壓力之一，選擇泵時(shí)需要確保泵的最大額定壓力高于安全閥的設(shè)定開啟壓力。部分機(jī)械泵的多功能單向閥集成了這些功能。

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