ポンプ軸動力の計算方法

Thread Content

ポンプの効率とは何ですか？式はどうなっていますか？
答：ポンプの有効動力と軸動力の比率を指します。η=Pe/P　ポンプの動力とは通常、入力動力、つまり原動機からポンプ軸に伝達される動力を指し、これを軸動力とも呼び、Pで表す。 　　有効動力とは、ポンプの揚程と質量流量、および重力加速度の積です。 　　Pe=ρg QH W または Pe=γQH/1000 (KW)
ρ：ポンプが送る液体の密度（kg/m³）
γ：ポンプが送る液体の比重 γ=ρg (N/m³)
g：重力加速度（m/s）
質量流量 Qm=ρQ t/h または kg/s

一、遠心ポンプの軸動力計算式
流量×揚程×9.81×媒体の比重÷3600÷ポンプ効率
流量の単位：立方メートル/時
揚程の単位：メートル
P=2.73HQ/η
ここで、Hは揚程で単位はm、Qは流量で単位はm³/h、ηはポンプの効率です。Pは軸動力で、単位はKWです。つまり、ポンプの軸動力P=ρgQH/1000η(kw)であり、ここでρ=1000Kg/m³、g=9.8です。
比重の単位はKg/m³、流量の単位はm³/h、揚程の単位はmです。1Kg=9.8ニュートンです。
したがって、P=比重×流量×揚程×9.8ニュートン/Kg
=Kg/m³×m³/h×m×9.8ニュートン/Kg
=9.8ニュートン×m/3600秒
=ニュートン×m/367秒
=ワット/367
上記が単位の由来です。上式は水の場合の動力計算式で、軸動力を効率で割ると得られます。
軸動力をNeとし、モーターの出力をP、Kを係数（効率の逆数）とします。
モーターの出力P=Ne×K （KはNeによって異なり、下表を参照）
Ne≤22 の場合、K=1.25
22～55の場合、Kは値が変わります。

二、スラリーポンプの軸動力計算式
流量 Q：M³/H
揚程 H：水柱メートル
効率 n：%
スラリーの密度 A：Kg/M³
軸動力 N：KW
N=H×Q×A×g/(n×3600)
モーターの出力を計算する際には、伝達効率や安全係数も考慮する必要があります。一般的に直結の場合は1、ベルト駆動の場合は0.96とし、安全率は1.2とする。三、ポンプの効率及びその計算式　　ポンプの有効動力と軸動力の比率を指す。η=Pe/P　ポンプの動力とは通常、入力動力、つまり原動機からポンプ軸に伝達される動力を指し、これを軸動力とも呼び、Pで表す。 　　有効動力とは、ポンプの揚程と質量流量、および重力加速度の積です。 　　Pe=ρg QH (W) または Pe=γQH/1000 (KW)
ρ：ポンプが送る液体の密度（kg/m³）
γ：ポンプが送る液体の比重　γ=ρg (N/m³)
g：重力加速度（m/s）
質量流量 Qm=ρQ (t/h または kg/s)

四、経験則による家庭用ポンプの出力の見積もり
家庭用の場合、最小でも370Wで、最大でも一般的に5.5KWを超えることはない。懐中電灯などを使って、またはシャンデリアを下ろしてその大きさを直接確認し、それに基づいて出力を見積もることができる。 五、井戸用ポンプの動力を見積もるには、電気的な測定方法で大まかに算出する。電源を入れてクランプメーターで電流を測定し、その電流に電圧と力率を掛け合わせると動力が求められる（公式アカウント：ポンプ管家）。力率は0.8と考えると実際の動作動力を算出でき、水を汲み上げる場合は7割の負荷で設計し、さらに0.8で割ることでモーターの定格動力が得られる。 水栓などを閉めて、モーターだけでポンプを空転させることもできます。この場合、電流は定格電流の40％を超えないと思われます。測定した電流から同様に力率を算出し、それを0.4で割ってモーターの出力を求めます。これを先ほどの値と比較することで、モーターの出力に誤りがないかを確認できます。 ポンプと地面の距離を測定し、水がどれだけの高さまで汲み上げられるかを確認すれば、揚程がわかります。次にバケツを用意して、1分間にどれだけの水が汲み上げられるかを測り、水の体積を計測します。それによって流量を算出でき、揚程と流量がわかっていれば、逆算して動力も求めることができます。揚程×流量÷367.02÷1.2、さらにポンプの効率が0.7であることを考慮して0.7で割ると、おおよそのモーター出力がわかります。 水ポンプやモーターは、長期にわたって湿った環境で動作するため、本来から漏電の問題が生じる可能性があります。電流にもばらつきが出ることがあり、またベアリングや配管に異常が生じたり、出力にも大きな差が出たりします。上記の方法はあくまで参考程度で、実際には井戸の中に入って対処するのが適切です。結局のところ、機器は定期的に点検する必要があるのです。