Comment calculer la puissance de la pompe à eau: 14 étapes (avec des images)

Une pompe est un dispositif mécanique de base mais important qui fournit la force pour déplacer le fluide à un débit spécifique. Comme tout appareil qui fonctionne (transfère de l`énergie sur une distance), son efficacité est mesurée en puissance. Bien que Watts et kilowatts sont des unités plus courantes de mesure de puissance, la puissance est toujours couramment utilisée pour les appareils électriques à haute production aux États-Unis. Dans ce contexte, 1 chevaux est égal à 746 watts.

Formule rapide

Puissance d`eau = puissance minimale requise pour exécuter la pompe à eau
TDH = Tête dynamique totale = Distance verticale Travels de liquide (en pieds) + perte de friction de tuyau
Q = débit de liquide dans des gallons par minute
SG = Gravité spécifique du liquide (ceci est égal à 1 si vous pompez de l`eau)
Puissance de l`eau = $T ré H * Q * S g 3960$ ${ frac {tdh * q * sg} {3960}}$
Pouvoir réel requis = (puissance d`eau) / (efficacité de la pompe).

Écrire l`efficacité comme une décimale (50% → 0.5).

Pas

Méthode 1 de 2:

Calcul de la puissance de l`eau pour un projet planifié

1. Décider du débit souhaité. Les besoins de votre projet déterminent le débit nécessaire de liquide de la pompe. Écrivez cette valeur dans Gallons par minute (GPM). Vous n`utiliserez pas cette valeur immédiatement, mais cela déterminera les pompes et les tuyaux que vous envisagez.

Exemple: Un jardinier a un plan d`irrigation qui nécessite un débit de 10 gallons par minute.

Image intitulée Calculer la pompe à eau de la pompe à pompe à l`étape 2

2. Mesurer la hauteur que l`eau a besoin de voyager. C`est la distance verticale du haut de la nappe phréatique (ou du haut du niveau d`eau dans le premier réservoir) à la destination finale de l`eau. Ignorer toute distance horizontale. Si le niveau d`eau change au fil du temps, utilisez la distance maximale attendue. C`est le "pompage" Votre pompe devra générer.

Exemple: Lorsque le réservoir d`eau du jardinier est presque vide (le niveau attendu le plus bas), son niveau d`eau est 50 pieds sous la zone du jardin qui a besoin d`arroser.

Image intitulée Calculer la pompe à eau de la puissance Step 3

3. Estimer les pertes de friction du tuyau. Outre la pression minimale nécessaire pour déplacer l`eau une certaine distance, votre pompe doit également surmonter la force de friction que l`eau se déplace à travers le tuyau. La quantité de frottement dépend du matériau du tuyau, du diamètre interne et de la longueur du tuyau, ainsi que du type de courbures et de raccords que vous utilisez. Rechercher ces valeurs sur un tableau de perte de friction de tuyautique telle que celui-ci. Notez la perte de friction totale en pieds de tête (ce qui signifie le nombre de pieds que vous "perdre" de votre ascenseur de pompage à cause de friction).

Exemple: Le jardinier décide d`utiliser 1" Tuyaux en plastique de diamètre et nécessitent 75 pi de tuyau total (y compris les longueurs horizontales). Un tableau de perte de friction de la pipe lui dit que 1" Les tuyaux en plastique provoquent une perte de 6.3 pi de tête pour 100 pieds de longueur de tuyau.

75 F t * 6.3 F t h e une ré 100 F t Englisons 4.7 F t_{h e une ré}

$75ft * { frac {6.3ft _ {{tête}}} {100ft}} = 4,7ft _ {{tête}}$
Il lève également la perte de friction de chaque raccord de la pipe. Pour 1" plastique, un connecteur de coude de 90º et trois raccords filetés contribuent une perte totale de 15 pi.
Ajout de tout cela ensemble, la perte de friction totale est 4.7 + 15 = 19.7 pi., ou sur 20 pi.

Ces graphiques incluent souvent une estimation de la vitesse de l`eau, basée sur le débit et les tuyaux que vous utilisez. Il est préférable de garder la vitesse inférieure à 5 ft / s d`empêcher "marteau à eau," la vibration de frappe répétée qui peut endommager votre équipement.

Image intitulée Calculer la pompe à eau de la pompe à eau étape 4

4. Ajoutez l`ascenseur de pompage et la perte de friction ensemble. L`eau à distance verticale doit voyager et les pertes de friction de la pipe font de la "Tête totale dynamique" ou tdh. C`est la charge de pression totale que la pompe doit surmonter.

Exemple: TDH = distance verticale + perte de friction = 50 ft + 20 ft = 70 ft.

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5. Recherchez la gravité spécifique si vous pompez n`importe quoi en plus de l`eau. La formule de puissance d`eau de base suppose que vous pompez de l`eau. Si vous pompez un fluide différent, regardez son "gravité spécifique" en ligne ou dans un livre de référence d`ingénierie. Les fluides avec une densité spécifique plus élevée sont plus denses et nécessitent plus de puissance pour pousser le tuyau.

Exemple: Puisque le jardinier pompage de l`eau, il n`a pas besoin de chercher quelque chose. La gravité spécifique de l`eau est égale à 1.

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6. Entrez ces valeurs dans la formule de puissance d`eau. La puissance d`eau, ou la puissance minimale requise pour exécuter la pompe, est égale à

T ré H * Q * S g 3960

${ frac {tdh * q * sg} {3960}}$ , où TDH est la tête dynamique totale en pieds, q est le débit dans GPM et SG est la densité de gravité spécifique (1 pour l`eau). Entrez toutes les valeurs que vous avez trouvées dans cette formule pour trouver la puissance d`eau de votre projet.

Exemple: La pompe de jardin doit surmonter une TDH de 70 pieds et produire un débit Q de 10 GPM. Puisqu`il pompage de l`eau, le SG est égal à 1.
Puissance de l`eau =

T ré H * Q * S g 3960 Englisons 70 ans * dix * 1 3960 Englisons

${ frac {tdh * q * sg} {3960}} = { frac {70 * 10 * 1} {3960}} =$ ~0.18 chevaux.

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7. Diviser la puissance de la pompe à l`efficacité de la pompe. Maintenant, vous savez combien de puissance vous devez fournir pour exécuter votre pompe. Cependant, aucun dispositif mécanique n`est efficace à 100% au transfert de puissance. Une fois que vous avez choisi une pompe, vérifiez les informations du fabricant pour l`efficacité de la pompe et écrivez-la comme décimale. Divisez la puissance de l`eau par cette valeur pour trouver la puissance réelle du moteur dont vous avez besoin pour votre pompe.

Exemple: Faire 0.18 chevaux de travail, une pompe avec 50% (ou 0.5) L`évaluation de l`efficacité nécessiterait réellement

\frac{0.18}{0.5} Englisons

${ frac {0.18} {0.5}} =$ une 0.36 hp moteur.

La plupart des pompes modernes sont comprises entre 50% et 85% efficaces lorsqu`elles sont utilisées comme prévu. Si vous ne trouvez pas de classement d`efficacité pour votre pompe, vous pouvez assumer la puissance de la puissance du moteur nécessaire aux chutes entre

W une t e r H P 0.5

${ frac {waterhp} {0.5}}$ et

W une t e r H P 0.85

${ frac {waterhp} {0.85}}$

Méthode 2 sur 2:

Mesurer une puissance d`eau d`une pompe

1. Vérifiez le niveau d`eau dans le réservoir de réservoir de base. C`est le réservoir qui fournit de l`eau pour votre pompe. Le niveau d`eau dans le réservoir est également égal au niveau de l`eau dans le tuyau. Il s`agit donc du niveau de la pompe à partir de.

Si vous pompez à partir d`un puits, mesurez-vous directement la profondeur ou recherchez une estimation des niveaux de la nappe phréatique dans votre région (à cette période de l`année). Les agences gouvernementales telles que l`USGS peuvent souvent fournir ces informations.

Image intitulée Calculez la pompe à eau de la pompe à pompe à l`étape 9

2. Vider le réservoir de destination. Le réservoir de destination est un deuxième réservoir, à laquelle la pompe transfère l`eau du réservoir de base. Assurez-vous qu`il est vide et connecté correctement à la pompe.

Si vous n`avez normalement pas d`un réservoir ici, posez simplement un grand seau pour collecter l`eau pour cette mesure. Utilisez un godet de taille connue dans des gallons.

Image intitulée Calculez la pompe à eau de la pompe à pompe à l`étape 10

3. Mesurer la distance verticale entre les deux emplacements. En utilisant une échelle ou une règle, mesurez la distance verticale entre le niveau d`eau dans le réservoir de réservoir de base et l`entrée d`eau au réservoir de destination. Notez la distance en pieds.

Par exemple, disons que le niveau d`eau dans le premier réservoir est 120 pieds plus basse en élévation que le réservoir de destination.

Pour cette étape, peu importe la distance horizontale de l`eau traverse.

Image intitulée Calculer la pompe à eau de la pompe à pompe à l`étape 11

4. Allumer la pompe. Allumez l`appareil et cela commencera à pomper de l`eau. Commencez une montre d`arrêt en même temps.

Image intitulée Calculez la pompe à eau de la pompe à pompe à l`étape 12

5. Mesurer le débit. Une fois que votre pompe fonctionne, vous pouvez mesurer le débit volumétrique: le volume d`eau transporté par unité de temps. Notez ce taux en gallons par minute.

Par exemple, votre pompe prend 30 secondes pour remplir un conteneur de 10 gallons. Cela signifie que le débit est

dix g une l l o n s 30 s e c o n ré s * 60 s e c o n ré s m je n toi t e Englisons 20 g une l l o n s m je n toi t e

${ Frac {10 gallons} {30 secondes}} * {60 frac {{secondes}}} minutes = 20 { frac {} {gallons minute}}$ . Ceci est généralement écrit 20 GPM, pour "gallons par minute".

Image intitulé Calculer Pompe à eau Puissance Étape 13

6. Recherchez la gravité spécifique du fluide. La densité est une mesure de la densité: le plus dense est un liquide, plus la puissance nécessaire pour pomper. L`eau a une gravité spécifique de 1. Si pomper un fluide différent, regardez-le sur une table d`ingénierie de gravité spécifique.

Cet exemple utilisera l`eau, de sorte que la gravité spécifique est 1.

Image intitulée Calculez la pompe à eau PowerPower Step 14

7. Estimer la puissance de ces valeurs. La puissance d`eau de la pompe est à peu près égale à

H * Q * S g 3960

${ frac {h * q * sg} {3960}}$ , où h est la distance verticale que l`eau se déplace dans les pieds, q est le débit dans des gallons par minute et SG est la densité de la gravité spécifique du fluide.

Dans cet exemple, la pompe fonctionne à

120 F t * 20 g p m * 1 3960 Englisons

${ frac {120ft * 20gpm * 1} {3960}} =$ 0.65 chevaux.

En réalité, vous utilisez probablement plus de puissance que cela sur votre pompe. Votre pompe surmonte également la force de frottement dans les tuyaux et une certaine puissance est gaspillée en raison de l`inefficacité du moteur. Vous pouvez doubler ce résultat pour une estimation approximative de la consommation d`énergie ou suivre la quantité réelle de carburant ou de l`électricité de votre moteur utilise, ou de se reporter aux calculs complets ci-dessus.

Conseils

Pour la plupart des liquides, la gravité spécifique est facilement trouvée en regardant des tables de physique. Vous pouvez, cependant, aussi mesurer la densité avec un densimètre.

Il existe plusieurs instruments mécaniques disponibles qui peuvent mesurer le débit d`un fluide. Ceux-ci incluent le tube Venturi et le tube Pitot.

N`oubliez pas que 1 unité de puissance équivaut à 746 watts. En fonction de vos circonstances, vous devrez peut-être convertir de l`une de ces mesures à l`autre.

Comme des pompes, les moteurs eux-mêmes ne sont pas efficaces à 100% non plus. Assurez-vous de sélectionner un moteur avec production la puissance qui répond aux exigences de votre pompe. Si vous fournissez la puissance minimale que vous avez calculée (ou équivalente en watts d`électricité) à votre moteur, les pertes dues à l`inefficacité supprimeront la sortie du moteur en dessous de la valeur minimale.

Vous pouvez utiliser "3956" à la place de "3960" dans la formule de puissance pour un résultat légèrement plus précis. Les calculatrices de chevaux d`eau en ligne peuvent donner deux réponses légèrement différentes en fonction de la valeur qu`ils utilisent.

Mises en garde

Les pompes ne peuvent tirer qu`à une certaine hauteur (bien qu`il puisse la pousser vers le haut autant que son pouvoir le permet). En pratique, cette hauteur maximale est d`environ 22.5 pieds en mer, et environ 1 pied de moins que celles-ci pour chaque 1 000 pi d`altitude au-dessus du niveau de la mer. Assurez-vous que le composant d`aspiration réel de la pompe est situé dans cette distance au-dessus de l`eau.

Les systèmes de pompage puissants peuvent impliquer des composants très haute pression et haute tension. Installez-les uniquement sous surveillance expérimentée.