如果你在过去10年里读过关于泵和电机的新闻，你就会知道创BETVICTOR体育官网造更高效泵的压力越来越大。泵的节能措施类似于过去15年的交流电机设计。
从2011年开始，到2020年实现，美国能源部(DOE)对离心水泵提出了要求(法规)，以满足最低效率水平。BETVICTOR体育官网其中一些工作开始于20世纪90年代，但法规(“泵节能标准”)在几年后才出台。BETVICTOR体育官网
液压研究所(HI)已经启动了许多项目，从公众意识到深度培训和管理指南。正如他们的网站所述，“HI在代表泵行业谈判公平和适当的法规方面发挥了主导作用，旨在实现节能目标。”
最近，一所工程学院联系我，希望我能提供设计更高效泵的建议。BETVICTOR体育官网我急切地准备了会议，但由于新冠肺炎疫情，项目被取消了。之后，就像一首非常糟糕的营销广告歌一样，我无法把泵效率的话题从我的脑海中抹去。提高效率的想法在我的脑海里反复出现，那是我祖母用一种迂腐的声音在我的大脑皮层里烙下的:“说起来容易做起来难”，“你不可能不劳而获”，不断地循环播放。
郑重声明，我认为提高效率既是一个值得赞扬的目标，也是我工作的重中之重。与这个目标相矛盾的是，我个人的观点是，如果你不正确地设计相关的泵系统，正确地操作泵，泵的效率高低并不重要。泵和系统必须协同工作，两者缺一不可。
效率
效率的基本定义是一个简单的公式。效率是产出除以投入再乘以100以百分数表示的比率。
如果你的车有汽油发动机，它的效率大约是20%;如果发动机是柴油，它可以提高到30%或更多。火力发电厂或核电站的效率可以接近38%。联合循环的燃气发电厂可以接近60%。现代交流感应电动机的效率最近已经接近99%，但在接近满负荷的情况下，大多数情况下是91%到95%。
离心泵的效率可以接近94BETVICTOR体育官网%，但典型的效率是55%的小型泵和70%的大型泵。在一般工业设施中，泵所使用的电能量因工厂类型而异。BETVICTOR体育官网一个典型的纸浆和造纸厂将使用30%的能源消耗来驱动泵。BETVICTOR体育官网一家化工厂可能使用27%，一家炼油厂可能使用60%。在短时间内，驱动泵的能源成本将超过最初的购买和安装成本。在20年的时间里，一个典型的100马力泵的能源成本通常超过泵初始成本的20倍，包括安装成本。
泵的效率
泵效率是“水马力”除以“制动马力”，再乘以100以百分比表示(见图1中的公式)。
水马力是一个系统设计工具，是泵在100%效率的情况下完成液压条件所需的功率。水泵的效率在水马力方程中不是一个因素。马力是功率要求的最低限度。或者，可以把它看作是移动流体(水)所需的最小功率。在工厂设计的早期阶段，这是非常方便的信息。请注意，在进行此计算时应使用比重。
制动马力(BHP)是泵满足负载所需的轴马力。制动马力考虑了泵的效率，但不考虑电机的效率。该数据用于确定驱动程序的大小。泵的输入马力和效率可以从基本的BHP公式中计算出来，但是在准备性能曲线时，制造商会测量电机轴输入到泵的速度和扭矩。一旦你有了速度和扭矩数据，泵的效率是一个简单的计算。
电线到水的效率是输送给泵送流体(水)的能量除以电力系统引入的能量，或者完成的功除以施加的功。当使用分数或小数时，我们可以用乘法代替除法，因此电线到水的效率是泵效率乘以电机效率。这些信息使我们能够正确地确定电机的电气服务的大小。(如果流体不是水，则导线到水的效率称为导线到液的效率。)
例如，一个效率为90%的电机驱动效率为70%的泵产生63%的实际效率(0.90 x 0.70 = 0.63或63%的效率)。注意:不是两个因素的平均效率，这是一个常见的错误。在计算泵送特定数量液体的电力成本时，电线到水的效率成为一个主要因素，也是一个重要的工具。
为什么水泵不能更高效?
妨碍泵获得更高效率的因素有噪声、振动、再循环和热量。影响泵效率的其他因素包括:
机械效率这些因素主要是轴承、填料、机械密封、叶轮/转子不平衡、联轴器和驱动器不对中造成的摩擦损失。
容积效率是通过磨损环、叶轮间隙到机匣、级间衬套、平衡桶、预热/旁路管线以及内部回流到填料箱/灯环的泄漏造成的损失之和。
液压因素是最大的障碍。这是泵内所有流体摩擦损失的总和，包括盘摩擦和液压冲击损失。激波损失是由于流体的快速加速和减速，在低流量时更大，是叶轮几何形状的函数。冲击因素是为什么高比速叶轮通常会更有效。
本专栏的第2部分将专注于使泵更有效。