Pump Selection Helper 是一个面向工程选型的实用决策树工具,用于根据运行工况、流量需求、扬程和流体特性选择合适的泵类型。
用途 该工具的核心用途是辅助泵选型。它把流量、扬程、粘度、流体类型、转速等输入条件,与不同泵类型的适用范围进行匹配,并通过决策树给出推荐方向。资料同时提供按应用场景的推荐,例如供水、暖通空调与冷却、化工处理、油气、废水、农业灌溉、采矿与浆料、食品饮料等。
主要能力 工具覆盖多种泵类型,并列出各自的参数范围、应用、优点和限制:
- 离心泵(动力式):径向流(流量 10–100,000 gpm,扬程 50–5,000 ft,比转速 500–4,000 US 单位)、混流(流量 500–20,000 gpm,扬程 20–200 ft,比转速 4,000–9,000)、轴流/螺旋桨(流量 2,000–100,000 gpm,扬程 5–50 ft,比转速 9,000–15,000)。
- 容积泵:齿轮泵(流量 1–1,500 gpm,压力至 3,000 psi,粘度 1–1,000,000 cP)、活塞/柱塞泵(流量 0.1–5,000 gpm,压力至 50,000 psi,粘度 1–100,000 cP)、隔膜泵(流量 0.1–800 gpm,压力至 1,000 psi)、螺杆泵/渐进腔泵(流量 1–2,000 gpm,压力至 1,500 psi,粘度 1–1,000,000 cP)。
- 特种泵:立式涡轮泵(流量 50–10,000 gpm,扬程 50–1,000 ft)、喷射泵(流量 5–100 gpm,扬程 50–300 ft,效率 25–35%)、气升泵(流量 10–5,000 gpm)。
选型准则 资料给出七类选型准则:
- 流量需求:低流量(<10 gpm)优先容积泵;中流量(10–1,000 gpm)可选离心泵或容积泵;高流量(>1,000 gpm)选离心泵(混流或轴流)。
- 扬程需求:低扬程(<50 ft)选轴流离心泵或容积泵;中扬程(50–500 ft)选径向离心泵或容积泵;高扬程(>500 ft)选高速离心泵或活塞泵。
- 比转速(Ns):公式为 Ns = N × √Q / H^0.75,其中 N 为转速(rpm),Q 为流量(gpm 或 m³/h),H 为扬程(ft 或 m)。分类为 Ns<2,000 径向流、2,000–5,000 弗朗西斯叶片、5,000–10,000 混流、>10,000 轴流。
- 流体粘度影响:低粘度(<100 cP)离心泵适用;中粘度(100–1,000 cP)离心泵效率下降,考虑容积泵并做粘度修正;高粘度(>1,000 cP)必须用容积泵,如齿轮泵、螺杆泵或活塞泵。
- NPSH 要求:NPSHa(可用)= 大气压 + 静扬程 − 蒸气压 − 摩擦损失;NPSHr(必需)来自泵曲线(制造商数据);要求 NPSHa > NPSHr + 安全余量(3–5 ft)。高 NPSHr 时可考虑双吸叶轮、降低泵速、使用诱导轮或增压泵、或自吸式容积泵。
- 效率考虑:最佳效率点(BEP)方面,离心泵应在 BEP 流量的 70–120% 范围内运行,峰值效率 60–85%;容积泵效率 70–90%,对流量依赖较小。年能耗成本公式为:年成本 = (BHP × 0.746 × 运行小时 × kWh 费率) / 效率。
- 成本因素:初始成本上,离心泵最低($$),齿轮/螺杆泵中等($$$),活塞/柱塞泵最高($$$$);运行成本涉及能耗、维护频率、备件可得性;生命周期成本 = 初始 + 安装 + 能源 + 维护 + 停机。
使用方式 资料提供 selector.py 脚本。可运行交互式选择器:python selector.py。也可编程调用:from selector import select_pump, calculate_specific_speed,并给出两个示例,分别针对供水(flow_rate=500 gpm,head=200 ft,viscosity=1 cP,fluid_type="water",speed=1750 rpm)和高粘度场景(flow_rate=50,head=100,viscosity=5000,fluid_type="oil",temp=100 °F)。
决策树 资料给出完整决策树:先判断粘度是否 >1,000 cP,是则选容积泵,再按高压、剪切敏感、磨蚀/腐蚀、一般粘性细分;否则判断是否需要恒定流量,是则选容积泵;然后计算比转速,按 Ns 区间选择涡轮/高速离心、径向离心(深井选立式涡轮,地面选卧式离心)、混流离心、轴流;最后处理特殊条件,如自吸、无电力、固体含量 >10%、计量精度要求。
适用场景 资料按应用给出推荐:供水(市政用水平中开离心泵,井用立式涡轮或潜水泵,增压用多级离心泵)、暖通空调/冷却、化工处理、油气、废水、农业/灌溉、采矿/浆料、食品饮料,并附典型流量与扬程或压力范围。
限制与注意事项 资料列出常见错误:泵选型过大、忽略粘度对离心泵的影响、NPSH 余量不足导致汽蚀、远离 BEP 运行导致过早磨损、仅按初始成本选型、未考虑未来扩展需求、忽略系统曲线变化。此外,资料提到参考 reference.md 可获取详细选型图表、行业标准比转速范围、制造商选型指南、性能曲线示例和 NPSH 计算方法,但未提供该文件的具体内容。