淺談泵浦(沉馬+揚馬)的應用-Part 1 - 水族

各位魚友晚安~

最近剛好爬到一些關於泵浦-流量揚程關係的舊文
主要有四篇(各位可搜尋關鍵字 揚程)

[閒聊] 前置到底會不會影響揚程 (一篇)
[問題] 沉馬的揚程式從哪邊算 (兩篇)

剛好因為小弟從事這方面的相關工作 略有涉略
所以想要提供一點淺見 供各位做參考
若後續有相關問題 也歡迎大家互相討論切磋

(小弟絕對沒有要批評的意思 僅因爬文後想分享而已 請這幾篇文章的主人見諒 ^^a)

而因為工作關係 本文會把沉水馬達及揚水馬達統稱叫做泵浦
以下也會以沉水泵浦和立式泵浦來稱呼沉水馬達和揚水馬達

這篇文章主要分成幾個部分陳述
但礙於工作關係 只能趁晚上想擺爛時再來PO文 所以進度會滿慢的

Part 1：流量與揚程的定義 (今日主題)
Part 2：如何選擇適合的泵浦(從揚程與泵浦效率的概念觀下手) (次章)
Part 3：流量與揚程的關係 順便探討實際看到的現象(最終回)

大概是分成這三個主題 但礙於時間的關係 小弟僅能盡可能的有條理的寫 ^^a

－－－－－－－－－－以下是流量解釋－－－－－－－－－－

首先是關於流量的解釋

在水族界常用的流量指的是 體積流率 (其他領域的流量有時候是指質量流率)
所以我們每次買泵浦 在盒子上看到的單位絕大多數是寫L(liter)/hr

例如1L/hr 表示這台泵浦裝滿10瓶養樂多要1小時

那… 如果是回到我們最常用到的案例會是什麼?
就是剛設缸時最常會碰到的問題 到底該買多大流量的泵浦?

這時候爬文會告訴你去計算魚缸的體積大小
然後考慮每小時交換多少次體積 來決定流量　

這就回應了一開始的定義 每小時交換多少魚缸體積的水　

故泵浦指的流量 並非講流速
而是指每小時或每分鐘能交換魚缸多少體積的水

(補充:流速乘上截面積(通常是管徑)才會是泵浦常用的流量)

－－－－－－－－－－以下是揚程解釋－－－－－－－－－－－

第二是關於揚程的解釋

泵浦揚程的物理意義
就是對液體作功 對液體賦與能量 或對液體加壓的能力(我最喜歡講這個)

舉個常見的生活例子

家裡洗澡水不夠大 我們會請水電師傅來裝加壓泵浦 而不是加揚程泵浦
但消防隊要救災時 我們關心的卻是消防車的揚程 而不是消防車的水壓

那我們不禁要問 這兩個例子的主角都是泵浦 為什麼稱呼卻不一樣?

水壓與揚程之間的關係可以用下面這個例子解釋
(因為我接觸淡水缸 所以就以比重為1的水為例)

泵浦若是可將水提高10m的高度，則代表泵浦可以將水加壓1kgf/cm2

註一:請記得這裡是指比重1的水
倘若比重並非1 壓力值會成正比 且馬達的耗電量就會增加

註二:為什麼要刻意講壓力的概念讓文章複雜化
是為了之後講選泵浦時的順暢度及我認為可能比較好理解的概念

註三:刻意講一下壓力也可以讓海水缸的朋友了解一下泵浦用電量並非與淡水相同

拉回正題
各位在包裝上面看到的泵浦揚程 全名叫做全揚程(=靜揚程+動揚程)

動揚程僅發生在泵浦的出入口管徑有大小差異時(以取壓點之管徑為基準)
這時候會因流速的不同(可參考上面所提及的流量與流速觀念) 使液體的動能發生變化

靜揚程則是指水壓變化，水被泵浦加壓前與加壓後的壓力差

動揚程的測量 是透過流量與管徑計算
靜揚程的測量 是透過壓力計進行

因此 泵浦的(全)揚程是根據這樣得到的

而至於前輩的文章有提到關於揚程與泵浦的單位
前者用m 後者用壓力MPa表示 意義其實是相同的

在前面一點的地方有提到底下這句
泵浦若是可將水提高10m的高度，則代表泵浦可以將水加壓1kgf/cm2

除此之外 在國中的理化課程中 也有提到1大氣壓可以將水舉高10m

因此 複習一下壓力的定義
1atm = 1kgf/cm2 = 10 m*H2O(米*水柱高) = 760mmHg(毫米汞柱)

揚程常用的m就是在講水柱高 而在其他領域 很多人不講m 而是以公斤來稱呼揚程

由此 可發現揚程的單位 呼應了我先前以對液體加壓的能力來描述泵浦的物理現象

我們在前面已經講完流量如何應用於魚缸，
但是若要解釋泵浦的全揚程揪竟怎麼用，則須留到下一個主題再來跟各位分享了。

^^a

－－－－－－－－－－－－Part 1結束－－－－－－－－－－－
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