- 定义
- 扬程是水泵的一个重要性能参数,它表示水泵能够将液体提升的高度,单位是米(m)。从能量的角度来说,扬程是指单位重量液体通过水泵后能量的增值,包括液体的位能(高度势能)、压力能等的增加。
- 物理意义
- 位能角度:想象一下,将水从一个较低的位置抽到较高的位置,例如从井下抽到地面的水塔中。扬程就代表了这个垂直提升的高度。比如,一口井深 10 米,要将水抽到地面上 3 米高的水塔中,所需的最小扬程就是 13 米。这部分是由于液体位置高度变化而产生的位能增加,也就是克服重力所做的功对应的高度。
- 压力能角度:扬程还和液体的压力能有关。当水泵使液体在管道中流动时,除了提升液体的高度,还会增加液体的压力。例如,在一个封闭的供水系统中,水泵要将水输送到各个楼层,并且保证每个水龙头打开时有足够的压力出水。此时,扬程不仅要考虑楼层的高度(位能),还要考虑能够提供足够压力让水流出的这部分能量对应的高度,这部分压力能也以扬程的形式体现。
- 实际应用中的扬程组成部分
- 净扬程(几何扬程):它是指从水泵吸水液面到出水液面的垂直高度差,是扬程最直观的部分。例如在一个简单的灌溉系统中,从池塘水面(吸水液面)到农田灌溉渠道的水面(出水液面)的垂直高度差就是净扬程。
- 损失扬程:这是由于液体在管道中流动时受到各种阻力而损失的扬程。主要包括沿程阻力损失扬程和局部阻力损失扬程。沿程阻力损失是液体在管道中流动时,因为管壁的摩擦而产生的能量损失对应的扬程。例如,在一根长管道中,水与管壁不断摩擦,使水的能量逐渐减少,就像跑步时受到地面的摩擦力会让人消耗能量一样。局部阻力损失是液体流经阀门、弯头、三通等管件时,由于流动方向和速度的改变而产生的能量损失对应的扬程。比如,当水流经过一个 90 度弯头时,会产生漩涡和碰撞,导致能量损失。在实际的水泵选型和系统设计中,必须考虑损失扬程,以确保水泵能够提供足够的扬程来满足实际需求。