原理——四步合成 TDH
总扬程（TDH）是泵必须净增加的扬程：除泵本身之外、贯穿上下游的一切。按顺序一次合成—— 标高差、液面压差、然后两液面之间的全部摩擦与局部损失——泵的工况点就确定了。
1 · 总扬程——两种等价表述
表压差法——取两个液面处的压力（表压，大气压自动抵消）：
$$TH=\frac{p_{d}-p_{s}}{\rho g}\;+\;(Z_{d}-Z_{s})\;+\;\frac{V_{d}^{2}-V_{s}^{2}}{2g}\;+\;\Sigma h_{f}$$任意点法——在任一断面写全压头 \(H=p/\rho g+Z+V^{2}/2g\)，则 \(TH=H_{\text{排出}}-H_{\text{吸入}}\)。只要口径一致，两条路线给出同一数值——这也是核对 实际图纸的交叉验证手段。
美制表压速算：\(H(\text{ft}) = 2.31\,p(\text{psi})/SG\)。两个液面均为大开口大容积时流速头差为零 （多数罐到罐系统如此）——本工具不含该项，需要时可并入摩擦项。
2 · 由 TDH 到轴功率
\(Q\) 为设计流量，\(\eta\) 为该工况点的泵效率（不是 BEP 最高效率），\(SG\) 为泵送温度下 的比重。功率与比重成正比——同流量同扬程下，0.8 比重的原油所需轴功率比水少 20%。
3 · 电机选型——按功率档取服务系数
电机目标 = \(BHP\times SF\)，并向上取最近的标准额定功率。按连续轴功率档推荐服务系数 （1.0–1.5 区间）：
$$\begin{array}{lccc} \text{BHP 档} & <1 & 1\text{–}5 & 5\text{–}20 \; (20\text{–}150,\; >150)\\[2pt] \text{SF} & 1.50 & 1.25 & 1.20\;(1.15,\;1.10) \end{array}$$电机可短时输出服务系数功率，但绕组温度更高——按铭牌功率连续运行选型， 不要指望长期吃服务系数裕量。
4 · 储备红绿灯（🟢🟡🔴）
记 \(\text{储备}=\dfrac{\text{电机额定}}{BHP}-1\)：
- 🔴 储备 < 10%——设计工况下电机已贴铭牌运行；扬程、粘度稍有波动即过载。请上调一档。
- 🟢 储备 10–25%——健康区间：覆盖扬程散布、磨损与比重漂移，且不浪费容量。
- 🟢 储备 25–50%——可接受，通常是向上取标准额定档的代价；无妨，但并非免费。
- 🟡 储备 > 50%——选型过大：电机远低于铭牌负载时效率和功率因数明显下降，请核查更小机座。
算例
吸入液面标高 −5 ft、排出液面标高 +50 ft（静提升 55 ft），受液罐表压 100 psi、 比重 0.8、设计流量 1,000 gpm、吸入摩擦 3 ft、排出摩擦 25 ft。 表压扬程：\(2.31\times100/0.8=288.8\) ft。于是 \(TH = 55 + 288.8 + 3 + 25 = \mathbf{372\ ft}\)。取 \(\eta=70\%\): \(BHP = 1000\times372\times0.8/(3960\times0.70) = \mathbf{107.3\ hp}\)。功率档 20–100 hp 对应 SF 1.15 → 目标 123.4 hp → 向上取标准档 125 hp → 储备 16.5% 🟢。
符号表
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| \(Q\) | 设计流量 | gpm / m³/h |
| \(TH\) | 总扬程（TDH） | ft / m |
| \(Z_s,\,Z_d\) | 吸入 / 排出液面标高 | ft / m |
| \(p_s,\,p_d\) | 吸入 / 排出罐液面表压 | psi / kPa |
| \(\Sigma h_f\) | 摩擦与局部损失之和（吸入 + 排出） | ft / m |
| \(SG\) | 泵送温度下比重 | — |
| \(\eta\) | 泵工况点效率 | % |
| \(BHP\) | 轴（制动）功率 | hp / kW |
| \(SF\) | 电机服务系数 | — |
本页采用的工程判据
- 静扬程+表压与流量无关——它构成系统曲线的基线；摩擦绕设计点随 \(Q^{2}\) 增长。
- 服务系数不是备用容量——不允许持续高于铭牌负载；储备低于 10% 判红。
- 只取标准额定档——电机目标向上取最近的标准机座功率；介于两档之间时一律向上，绝不向下。
- 重力流核查——若算得 TH ≤ 0，系统靠重力自流；泵无所增益（或需调节阀/虹吸破坏）。