Избыточное и абсолютное давление
Манометр на насосе, баллоне или шине показывает избыточное давление — разность между давлением среды и атмосферным. Физические формулы, законы газового состояния и таблицы свойств работают с абсолютным давлением, которое отсчитывается от вакуума. Перепутать их значит ошибиться на целую атмосферу, а для воздуха при низком давлении это ошибка в плотности на десятки процентов.
Калькулятор принимает давление в любом виде и показывает обе шкалы в каждой единице таблицы. Атмосферное давление по умолчанию 101,325 кПа, но в горах или при расчёте на конкретную погоду его можно изменить в дополнительных параметрах. Отрицательное избыточное давление трактуется как разрежение, а абсолютное не может опуститься ниже нуля.
Плотность среды и столб жидкости
Давление, напор и массовый расход связаны с плотностью. Вода при двадцати градусах весит 998,2 кг/м³, а при ста градусах уже 958,4 кг/м³; ртуть тяжелее воды в 13,5 раза, поэтому миллиметр ртутного столба так мал по сравнению с миллиметром водяного. Для воды плотность считается по температуре, для воздуха — по уравнению состояния идеального газа.
Высота столба среды показывает, какому уровню жидкости соответствует манометрическое давление: 6 бар на воде дают около 61 метра напора. Это основа для подбора насосов и проверки водонапорных башен. Если вашей среды нет в списке, выберите «Другая среда» и введите плотность из паспорта.
Объёмный и массовый расход
Расход в паспорте оборудования указывают в самых разных единицах: кубометры в час для насосов и вентиляторов, литры в минуту для бытовых фильтров, галлоны в минуту для импортной техники, кубические футы в минуту для компрессоров. Таблица показывает один и тот же расход сразу в десяти единицах, а вторая таблица — сколько среды проходит за сутки, месяц и год.
Массовый расход получается умножением объёмного на плотность. Для воды 100 м³/ч — это 99,8 т/ч, для воздуха при тех же условиях всего около 0,12 т/ч. Для газов объём зависит от давления и температуры, поэтому сравнивать расходы воздуха нужно при одинаковых условиях.
Мощность насоса и затраты на электроэнергию
Гидравлическая мощность насоса равна произведению подачи на перепад давления. Чтобы получить мощность на валу, делите на КПД насоса, а чтобы получить потребление из сети — ещё и на КПД двигателя. Задать нагрузку можно перепадом давления в любых единицах или напором в метрах: во втором случае перепад вычисляется через плотность среды.
Годовая энергия считается по числу часов работы в сутки и тарифу. Таблица показывает, как меняются мощность и затраты при подаче от половины до полутора расчётных значений при неизменном перепаде. Для регулируемого привода реальная экономия обычно выше, потому что при снижении подачи падает и напор.
Где расчёт даёт ошибку
Самые частые ошибки: смешение бар и мегапаскалей, использование технической атмосферы вместо физической, расчёт по избыточному давлению там, где нужно абсолютное, и применение плотности холодной воды к горячей. Все эти различия в калькуляторе видны: у каждой единицы указано полное название, а среда и температура выбираются явно.
Результат не заменяет гидравлический расчёт трубопровода: потери на трение, местные сопротивления и характеристику насоса нужно учитывать отдельно. Калькулятор отвечает на вопрос «чему равна величина в других единицах и какая мощность нужна при заданных подаче и перепаде», а не «какой насос выбрать».
Формула расчёта
h = Δp / (ρ·g); ṁ = ρ·Q; P = Q·Δp / (η_н·η_д)
Проверенные примеры
Избыточное давление 6 бар, вода 20 °C.
Плотность 998,2 кг/м³; столб воды 61,29 м; в абсолютной шкале давление 7,01 бар.
Вода 20 °C, КПД насоса 65 %, двигателя 90 %, работа 8 ч в сутки.
Гидравлическая мощность 3,26 кВт, из сети 5,58 кВт, около 16 287 кВт·ч в год.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Выберите режим: давление, расход или мощность насоса.
- Укажите среду и, если нужно, её температуру или плотность.
- Введите величину и её единицу; для насоса — подачу, напор или перепад и КПД.
- Прочитайте итог, таблицы всех единиц и скачайте их в Excel.