水泵选型计算书（Excel自动计算版）

离心泵选型设计计算书（自动计算版）,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

,一、工程基础参数录入,,,,,,,,

1,工程名称,—,设计值,用户录入,—,某住宅小区生活给水系统,工程项目具体名称,—,修改为实际工程名称

2,输送介质名称,—,设计值,用户录入,—,常温清水,被输送液体名称及特性,GB50015-2019,常温清水ρ≈1000kg/m³

3,介质最高工作温度,T,设计值,用户录入,℃,25.000,泵进口介质最高工作温度,GB/T16907-2014,影响汽化压力和密度

4,当地大气压力,Pa,查表值,用户录入,kPa,101.325,安装地点大气压力（标准大气压）,GB50009-2012,海拔升高则气压降低

5,重力加速度,g,查表值,常数,m/s²,9.810,重力加速度标准值,工程流体力学,工程计算取9.81m/s²

6,液体密度,ρ,查表值,根据温度查表,kg/m³,997.050,25℃清水密度,GB/T16907-2014,4℃纯水为1000kg/m³

7,液体运动粘度,ν,查表值,根据温度查表,m²/s,0.000,25℃清水运动粘度,工程流体力学,20℃时为1.004×10⁻⁶m²/s

8,饱和蒸汽压力水头,Pv/ρg,查表值,根据温度查表,m,0.320,25℃水饱和蒸汽压力对应水头,GB/T16907-2014,温度升高汽化压力急剧增大

9,水泵安装位置,—,设计值,用户录入,—,室内地下水泵房,室内/室外，环境温度,GB50015-2019,考虑防护等级IP54/IP55

10,泵组运行方式,—,设计值,用户录入,—,一用一备变频运行,连续/间歇，备用配置,CJJ140-2010,生活泵宜设备用泵

,二、设计流量计算,,,,,,,,

11,用水单位总数,m,设计值,用户录入,人,320.000,如户数×户均人数、床位数,GB50015-2019,住宅按3.2人/户估算

12,最高日生活用水定额,qd,查表值,GB50015表3.2.1,L/(人·d),200.000,住宅130~300L/(人·d),GB50015-2019表3.2.1,一类130-200，二类180-280，三类230-300

13,最高日用水量,Qd,计算值,Qd=m×qd/1000,m³/d,64,最高日总用水量,GB50015-2019第3.1.9条,日用水量基础参数

14,小时变化系数,Kh,查表值,GB50015表3.2.1,—,2.500,住宅2.0~3.0,GB50015-2019表3.2.1,用水越不均匀Kh越大

15,每日使用时间,T,设计值,用户录入,h,24.000,供水系统每日运行小时数,—,全日供水取24h

16,最高日最大时用水量,Qh,计算值,Qh=Qd×Kh/T,m³/h,6.666666667,最大小时用水量,GB50015-2019第3.1.10条,选泵依据之一

17,卫生器具给水当量总数,Ng,设计值,用户录入,—,120.000,系统给水当量总数,GB50015-2019,洗涤盆0.75，坐便器0.5，淋浴0.75

18,秒流量公式系数α,α,查表值,按建筑类型查规范,—,2.500,住宅α=2.5，宾馆2.0~2.5,GB50015-2019第3.7.5条,办公楼1.5

19,设计秒流量,qg,计算值,qg=0.2α√Ng,L/s,5.477225575,管网最不利点秒流量,GB50015-2019第3.7.5条,校核管网配水能力

20,流量安全裕量系数,KQ,选用值,工程经验,—,1.100,1.05~1.15,《泵与泵站》第六版,考虑漏损和发展余量

21,水泵设计流量（额定）,Q,计算值,Q=Qh×KQ,m³/h,7.333333333,水泵额定流量，核心选泵参数,GB50015-2019,变频泵按秒流量校核

22,流量国际单位换算,Q,计算值,Q(m³/s)=Q(m³/h)/3600,m³/s,0.002037037,转换为国际单位制,工程流体力学,功率计算需SI单位

23,最小连续稳定流量比,RQ,选用值,按泵型选取,—,0.250,单级0.15~0.20，多级0.25~0.30,API610第11版,低于此值泵过热汽蚀

24,最小连续稳定流量,Qmin,计算值,Qmin=Q×RQ,m³/h,1.833333333,泵长期稳定运行最低流量,API610,变频下限不应低于此值

25,最大流量校核,Qmax,计算值,Qmax=Q×1.2,m³/h,8.8,校核最大工况点,GB/T16907-2014,最大流量为额定110%~120%

,三、几何扬程与静压差计算,,,,,,,,

26,吸水井最低水位标高,Z1,设计值,用户录入,m,-4.500,吸水池最低运行水位（±0.00为基准）,—,吸水井最低运行水位

27,最不利点出水标高,Z2,设计值,用户录入,m,42.000,最高最远配水点标高,—,屋面水箱入口或最不利点

28,几何扬水高度差,ΔZ,计算值,ΔZ=Z2-Z1,m,46.5,吸水井到最高点几何高差,伯努利方程,静扬程主要组成

29,吸水池水面压力,P1,设计值,开式取大气压,kPa,101.325,开式水池通大气取大气压,—,密闭容器按实际压力

30,最不利点自由水头,Hz,设计值,用户录入,mH₂O,10.000,配水点最小工作压力,GB50015-2019,洗涤盆5m，消火栓20m

31,静扬程总和,Hst,计算值,Hst=ΔZ+Hz,m,56.5,不考虑损失时所需扬程,伯努利方程,闭式循环系统此项为0

32,泵轴中心安装标高,Zp,设计值,用户录入,m,-2.000,水泵叶轮中心线绝对标高,—,自灌式Zp≤Z1

33,吸入侧几何高差（吸上）,Hg,计算值,Hg=Zp-Z1,m,2.5,泵轴高于水位为正（吸上），反之为负（倒灌）,GB/T16907-2014,自灌时为负值

34,自灌式安装判断,—,判断值,Zp≤Z1为满足,—,不满足（吸上式）,生活给水泵推荐自灌式,GB50015-2019第3.8.13条,自灌启动方便无需抽真空

,四、吸水管路水力计算,,,,,,,,

35,吸水管管材,—,设计值,用户录入,—,镀锌钢管,吸水管路管材,—,推荐比压水管大一级

36,吸水管公称直径,DNs,选用值,按流速0.8~1.5m/s选,mm,150.000,吸水管公称直径,CJJ140-2010,流速宜<1.5m/s

37,吸水管内径,ds,查表值,查管材规格,m,0.155,DN150镀锌钢管内径,给排水手册,DN150内径约155mm

38,吸水管计算长度,Ls,设计值,用户录入,m,12.000,吸水管直管段总长,—,含水平+垂直段

39,吸水管管壁粗糙度,εs,查表值,查管材表,mm,0.150,新镀锌钢管0.1~0.2mm,流体力学,旧管取0.3~0.6

40,吸水管过流面积,As,计算值,As=πds²/4,m²,0.018869191,管道横截面积,—,圆管面积公式

41,吸水管内流速,vs,计算值,vs=Q(m³/s)/As,m/s,0.107955717,吸水管平均流速,GB50015-2019,控制在0.8~1.5m/s

42,吸水管流速校核,—,判断值,0.8≤vs≤1.5,—,不满足，调整管径,吸水管流速规范要求,CJJ140-2010第5.0.10条,过高增大汽蚀风险

43,吸水管雷诺数,Re,计算值,Re=vs×ds/ν,—,18738.11444,Re>4000为紊流,达西公式,一般给水管均为紊流

44,吸水管沿程阻力系数,λs,计算值,λ=0.11(ε/d+68/Re)^0.25,—,0.028642072,阿里特苏里公式,工程流体力学,适用于紊流各区

45,吸水管沿程水头损失,hfs,计算值,hfs=λ(L/d)(v²/2g),m,0.001317183,达西-魏斯巴赫公式,达西公式,沿程损失与流速平方成正比

46,底阀/滤水网,ζ1,查表值,查局部阻力表,—,3.000,带底阀ζ=2~3，无底阀0.5~1.0,给排水手册,自灌式可取消底阀

47,90°弯头,ζ2,查表值,查局部阻力表,—,0.500,90°弯头ζ=0.3~0.8,流体力学,R/d=2时约0.35

48,偏心渐缩管,ζ3,查表值,查局部阻力表,—,0.180,泵进口偏心渐缩ζ=0.1~0.2,泵样本,防气囊用偏心异径管

49,闸阀（全开）,ζ4,查表值,查局部阻力表,—,0.100,闸阀全开ζ=0.05~0.15,流体力学,半开阻力剧增

50,可挠曲接头,ζ5,查表值,查局部阻力表,—,0.200,橡胶软接头ζ≈0.2,—,隔振用

51,吸水管90°弯头数量,n2,设计值,用户录入,个,2.000,实际90°弯头个数,—,按图清点

52,吸水管局部阻力系数和,Σζs,计算值,Σζs=ζ1+ζ2×n2+ζ3+ζ4+ζ5,—,4.48,局部阻力系数之和,叠加原理,逐项清点不遗漏

53,吸水管局部水头损失,hls,计算值,hls=Σζs×v²/2g,m,0.002661156,各局部件损失之和,局部阻力公式,管件复杂时占比大

54,吸水管总水头损失,hws,计算值,hws=hfs+hls,m,0.003978339,吸水管总损失,能量方程,吸入损失影响汽蚀

,五、压水管路水力计算,,,,,,,,

55,压水管管材,—,设计值,用户录入,—,镀锌钢管,压水管管材,—,—

56,压水管公称直径,DNd,选用值,按流速1.5~2.5m/s选,mm,125.000,压水管公称直径,CJJ140-2010,经济流速1.5~2.5m/s

57,压水管内径,dd,查表值,查管材规格,m,0.130,DN125镀锌钢管内径,给排水手册,DN125内径约130mm

58,压水管计算长度,Ld,设计值,用户录入,m,150.000,压水管直管段总长,—,含水平干管和立管

59,压水管管壁粗糙度,εd,查表值,查管材表,mm,0.150,同吸水管,流体力学,旧管增大至0.3~0.6

60,压水管过流面积,Ad,计算值,Ad=πdd²/4,m²,0.013273229,压水管横截面积,—,—

61,压水管内流速,vd,计算值,vd=Q(m³/s)/Ad,m/s,0.153469592,压水管平均流速,GB50015-2019,经济流速1.5~2.5m/s

62,压水管流速校核,—,判断值,1.5≤vd≤2.5,—,不满足，调整管径,压水管流速规范要求,CJJ140-2010,过高噪声能耗大，过低不经济

63,压水管雷诺数,Red,计算值,Red=vd×dd/ν,—,22341.59798,判断压水管流态,达西公式,一般均为紊流

64,压水管沿程阻力系数,λd,计算值,λ=0.11(ε/d+68/Re)^0.25,—,0.027998854,同吸水管方法,阿里特苏里公式,—

65,压水管沿程水头损失,hfd,计算值,hfd=λ(L/d)(v²/2g),m,0.038782325,压水管沿程摩擦损失,达西公式,长管沿程占主要部分

66,渐扩管,ζ6,查表值,查局部阻力表,—,0.200,泵出口渐扩ζ=0.15~0.3,泵样本,降低出口流速

67,止回阀（旋启式）,ζ7,查表值,查局部阻力表,—,3.500,旋启式ζ=2~5，消声式≈1.5,给排水手册,选低阻力型

68,闸阀（全开）,ζ8,查表值,查局部阻力表,—,0.100,闸阀全开阻力,流体力学,—

69,90°弯头,ζ9,查表值,查局部阻力表,—,0.500,90°弯头阻力系数,流体力学,同吸水管

70,45°弯头,ζ10,查表值,查局部阻力表,—,0.250,45°弯头ζ≈0.2~0.35,流体力学,比90°小

71,三通（直流）,ζ11,查表值,查局部阻力表,—,0.100,三通直通ζ≈0.1,流体力学,分流方向阻力大

72,Y型过滤器,ζ12,查表值,查局部阻力表,—,2.000,Y型过滤器ζ=1.5~3.0,产品样本,定期清洗

73,软接头,ζ13,查表值,查局部阻力表,—,0.200,橡胶软接头ζ≈0.2,—,隔振

74,水表,ζ14,查表值,查局部阻力表,—,2.000,旋翼式ζ≈2.0，螺翼式≈0.5,给排水手册,水表阻力不可忽略

75,出口损失,ζ15,查表值,查局部阻力表,—,1.000,管道出口流入水池ζ=1.0,流体力学,出口动能全部消散

76,压水管90°弯头数,n9,设计值,用户录入,个,8.000,实际90°弯头个数,—,按图清点

77,压水管45°弯头数,n45,设计值,用户录入,个,2.000,实际45°弯头个数,—,—

78,压水管闸阀数量,nf,设计值,用户录入,个,3.000,实际闸阀个数,—,—

79,压水管局部阻力系数和,Σζd,计算值,Σζd=ζ6+ζ7+ζ8×nf+ζ9×n9+ζ10×n45+ζ11+ζ12+ζ13+ζ14+ζ15,—,13.8,压水管局部系数和,叠加原理,逐项清点

80,压水管局部水头损失,hld,计算值,hld=Σζd×v²/2g,m,0.016566271,压水管局部损失之和,局部阻力公式,管件多时局部可能超过沿程

81,压水管总水头损失,hwd,计算值,hwd=hfd+hld,m,0.055348596,压水管总损失,能量方程,—

,六、管路总损失与水泵总扬程计算,,,,,,,,

82,管路总水头损失,Σhw,计算值,Σhw=hws+hwd,m,0.059326935,吸+压水管总损失,伯努利方程,含沿程和局部

83,扬程安全裕量系数,KH,选用值,工程经验,—,1.100,1.05~1.15,《泵与泵站》,考虑结垢和计算误差

84,泵进口速度水头,vs²/2g,计算值,vs²/(2g),m,0.000594008,泵进口动能,伯努利方程,—

85,泵出口速度水头,vd²/2g,计算值,vd²/(2g),m,0.001200454,泵出口动能,伯努利方程,—

86,进出口速度水头差,ΔHv,计算值,ΔHv=vd²/2g-vs²/2g,m,0.000606446,泵进出口动能差,伯努利方程,扬程须包含此项

87,计算总扬程（未加裕量）,Hc,计算值,Hc=Hst+Σhw+ΔHv,m,56.55993338,系统需要扬程,伯努利方程,选泵扬程应≥此值

88,水泵设计扬程（额定）,H,计算值,H=Hc×KH,m,62.21592672,加裕量后额定扬程,GB/T16907-2014,选泵扬程≥此值

89,扬程流量特征值,H/Q^(2/3),计算值,H/Q^(2/3),—,16.48291265,比转速特征值，判断泵型,泵与风机,初步判离心泵/混流/轴流

90,泵型初步判断,—,判断值,根据特征值判断,—,高比转速/混流泵,按扬程流量比,泵与风机,建筑给水一般选离心泵

,七、汽蚀余量与安装高度计算,,,,,,,,

91,当地大气压水头,Ha,计算值,Ha=Pa/(ρg)≈Pa(kPa)/9.78,m,10.36042945,大气压对应水柱高度,GB/T16907-2014,标准大气压约10.33m

92,必需汽蚀余量（样本）,NPSHR,选用值,查水泵样本,m,3.000,泵厂给出NPSH3,GB/T3216-2016,扬程下降3%时的值

93,汽蚀安全裕量,K_NPSH,选用值,规范要求,—,1.300,一般1.1~1.3,GB/T16907-2014,重要场合取1.3

94,允许汽蚀余量,[NPSH],计算值,[NPSH]=NPSHR×K_NPSH,m,3.9,允许使用汽蚀余量,GB/T16907-2014,临界值加安全余量

95,吸水管最大工况损失,"hws,max",计算值,按1.2Q流量=hws×1.44,m,0.005728809,最大流量时吸水管损失,流体力学,汽蚀最危险在最大流量

96,倒灌高度（自灌时）,Hd,计算值,Hd=Z1-Zp（水位高于泵轴）,m,-2.5,倒灌时水位高于泵轴的高度,GB/T16907-2014,倒灌提高有效汽蚀余量

97,有效汽蚀余量NPSHA,NPSHA,计算值,"NPSHA=Ha-Pv/ρg±Hg-Hws,max（吸上-Hg，倒灌+Hd）",m,7.534700639,装置有效汽蚀余量,GB/T16907-2014,仅与装置条件有关

98,汽蚀校核,—,判断值,NPSHA>[NPSH],—,满足，不会汽蚀（裕量93.2%）,NPSHA必须>[NPSH],GB/T16907-2014,汽蚀会损坏叶轮

99,最大允许安装高度,[Hg],计算值,[Hg]=Ha-Pv/ρg-[NPSH]-vs²/2g,m,6.13983544,泵轴最大允许高出水位,泵与风机,超过则汽蚀

100,安装高度安全校核,—,判断值,实际Hg≤[Hg]-0.5,—,安装高度满足（安全余量3.14m）,预留0.3~0.5m安全量,GB/T16907,越低/倒灌越安全

101,样本允许吸上真空高度,Hs,查表值,查泵样本,m,6.000,标准状况下样本Hs,GB/T3216,注意条件修正

102,Hs现场修正值,Hs',计算值,Hs'=Hs-(10.33-Ha)-(Pv/ρg-0.24),m,5.950429448,非标准状态修正Hs,泵与风机,高海拔高温时吸程降低

,八、水泵功率与效率计算,,,,,,,,

103,水泵额定转速,n,选用值,2极2900rpm/4极1450rpm,rpm,2900.000,常用2极2900，4极1450,电机样本,低转速寿命长噪声低

104,水泵效率预估,ηp,查表值,按比转速流量查,—,0.720,离心泵效率0.60~0.85,GB/T13006-2013,大泵高，小泵低

105,水力效率,ηh,查表值,经验值,—,0.850,摩擦+冲击+漩涡损失,泵与风机,占总损失40%~50%

106,容积效率,ηv,查表值,经验值,—,0.950,密封环泄漏损失,泵与风机,占3%~10%

107,机械效率,ηm,查表值,经验值,—,0.900,轴承+轴封+圆盘摩擦,泵与风机,轮盘摩擦占比最大

108,总效率验算,ηp,计算值,ηp=ηh×ηv×ηm,—,0.72675,三效率乘积,泵与风机,与预估值校核

109,有效功率（水功率）,Pe,计算值,Pe=ρgQH/1000（Q:m³/s）,kW,1.239613922,液体获得的功率,泵与风机,Pe=γQH/1000

110,水泵轴功率,Pshaft,计算值,Pshaft=Pe/ηp,kW,1.721686002,电机传给泵轴的功率,泵与风机,输入功率

111,最大轴功率,"Pshaft,max",计算值,Qmax=1.2Q时近似Pshaft×1.2×0.85/0.95,kW,1.848547076,大流量点轴功率,泵与风机,离心泵随流量增大

112,传动效率,ηtr,查表值,直联1.0，联轴器0.99，皮带0.9~0.95,—,0.990,直联0.99~1.0,泵与风机,优先直联

113,电机功率储备系数,K,选用值,<4kW:1.2~1.3，4~40kW:1.15~1.2,—,1.150,电机安全余量,GB50055-2011,防过载考虑电压波动

114,电机计算功率,Pm,计算值,"Pm=K×Pshaft,max/ηtr",kW,2.147302159,电机所需功率,GB50055,应选≥此值的标准电机

115,推荐电机标准功率,Pm,判断值,取标准功率等级,kW,2.2,Y系列标准功率,电机标准,向上就近取标准值

116,电机负荷率校核,—,判断值,负荷率0.7~0.9为优,—,负荷率合理（84.0%）,经济负荷率0.7~0.9,GB/T12497,过低效率功率因数下降

117,效率合理性校核,—,判断值,效率≥0.6,—,效率预估合理,离心泵效率不低于60%,GB/T13006,—

,九、水泵比转速计算与泵型确定,,,,,,,,

118,比转速ns（中国标准）,ns,计算值,ns=3.65n√Q/H^(3/4)（单吸单级）,—,21.56572904,泵相似准则数,泵与风机,注意各国定义不同

119,比转速单位说明,—,—,"n:r/min,Q:m³/s,H:m",—,系数3.65为中国标准,—,—,n_s(中)=n_s(美)/14.16

120,按ns泵型分类判断,—,判断值,ns30-80低/80-150中/150-300高,—,低比转速离心泵（高扬程小流量）,由ns确定叶轮形态,泵与风机,建筑给水常用60~150

121,推荐泵类型,—,选用值,—,—,立式/卧式单级离心泵,按ns和安装条件,GB50015,常用ISG/ISW/CDM/TD

122,推荐泵系列,—,选用值,—,—,ISG/ISW/TD管道离心泵,常用生活给水泵系列,泵样本,立式占地小安装方便

123,水泵结构型式,—,选用值,—,—,立式单级单吸离心泵,单吸/双吸，单级/多级,—,小流量单吸，大流量双吸

124,水泵总台数,N,设计值,用户录入,台,2.000,工作+备用总台数,CJJ140-2010,生活泵不少于2台

125,备用泵设置判断,—,判断值,N≥2满足,—,满足，有备用泵,必须有备用泵,GB50015第3.8.1条,供水不能中断必须备用

126,工作泵数量,Nw,计算值,Nw=总台数-1（1台备用）,台,1,正常同时运行泵数,—,大系统多泵并联

127,单泵设计流量,Q1,计算值,Q1=Q/Nw,m³/h,7.333333333,单泵额定流量,—,选泵单泵流量≥此值

,十、初选水泵型号与运行工况校核,,,,,,,,

128,初选水泵型号,—,选用值,查泵样本,—,ISG80-200(I),示例：ISG立式管道泵,泵样本,ISG80-200：DN80叶轮φ200

129,样本额定流量,Q,查表值,查泵性能表,m³/h,50.000,最高效率点流量BEP,泵样本,样本额定流量

130,样本额定扬程,H,查表值,查泵性能表,m,50.000,额定点扬程,泵样本,额定转速下

131,样本额定效率,η,查表值,查泵性能表,—,0.750,样本额定点效率,泵样本,通常高于实际运行

132,样本必需汽蚀余量,NPSHR,查表值,查泵性能表,m,3.000,样本NPSH3,泵样本,不同流量点不同

133,样本额定轴功率,P,查表值,查泵性能表,kW,9.500,样本额定轴功率,泵样本,核对计算值

134,流量偏差校核,—,判断值,|Q-Q_pump|/Q≤10%,—,流量偏差过大，重选,工作点应在0.9~1.1Q,GB/T16907,—

135,扬程裕量校核,—,判断值,H_pump≥H×1.05,—,扬程不足，选大叶轮或多级,泵扬程必须大于需要值,选型规范,需5%~10%裕量

136,效率对比校核,—,判断值,η_pump≥预估值且≥0.6,—,效率满足要求,样本效率≥估算,GB19762,优先选节能产品

137,NPSHR校核,—,判断值,NPSHR_pump≤[NPSH],—,汽蚀性能满足,泵NPSHR应小于允许值,GB/T16907,否则汽蚀

138,水泵高效区范围,Q~,查表值,查样本高效区,m³/h,35~65,效率≥最高效率-7%区间,GB/T13006,工作点须在高效区

139,设计点在高效区判断,—,判断值,设计Q在高效区间内,—,设计工况偏离高效区，重选,工作点必须在高效区,GB19762,否则能耗高

140,变频最低频率预判,fmin,计算值,fmin≈50×√(Hst/H),Hz,47.6478645,满足最低扬程的频率,水泵变频,一般不低于25Hz

141,小流量工况校核,—,判断值,0.5Q≥Qmin,—,变频低负荷满足,夜间小流量安全性,API610,低于最小流量需回流

,十一、泵进出口管径与附件配置校核,,,,,,,,

142,泵进口直径（样本）,DNs,查表值,查泵样本,mm,100.000,泵进口法兰口径,泵样本,进口比出口大一级

143,泵出口直径（样本）,DNd,查表值,查泵样本,mm,80.000,泵出口法兰口径,泵样本,出口比进口小一级

144,吸水管径匹配校核,—,判断值,吸水管≥泵进口,—,吸水管径≥泵进口，满足规范,吸水管≥泵进口防汽蚀,CJJ140-2010,必须偏心异径顶平

145,偏心异径管安装方式,—,设计值,用户确认,—,顶平安装（管顶平齐）,水平段偏心异径管应顶平,GB50242-2002,防止形成气囊

146,压水管径匹配校核,—,判断值,压水管≥泵出口,—,压水管径配置合理,压水管可等于或大于出口,—,可渐扩连接

147,进出口法兰压力