水力公式與計算：功率、流量、力和速度解釋

水力公式和計算 功率、流量、力和速度說明

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本頁收集了工程師日常使用的液壓公式。每個公式都以符合業界實務的單位顯示，並隨附可適用於您系統的小範例。.

關鍵公式

  • 壓力-力-面積（英制）：P(psi) = F(lbf) / A(in²); F = p × A; A = F / p
  • 液壓功率： hp = p(psi) × Q(gpm) / 1714； kW = Q(l/min) × p(bar) / 600
  • 幫浦流量：Q(gpm) = n(rpm) × D(in³/rev) / 231；Q(l/min) = D(cm³/rev) × n(rpm) / 1000
  • 馬達扭力：T(in-lb) = p(psi) × D(in³/rev) / 6.28；T(Nm) = D(cm³/rev) × p(bar) / (20π)
  • 圓柱面積：A = πd²/4；桿側面積 = A活塞 - A棒
  • 圓柱力：F = p × A
  • 滾筒速度： v(ft/min) = 19.25 × Q(gpm) / A(in²)；或以一致的單位表示 v = Q/A
  • 線速準則： v(ft/s) = Q(gpm) × 0.3208 / A(in²)
  • 熱當量：1 hp = 2545 BTU/hr ≈ 746 W

工作範例

  1. 150 bar 和 20 L/min 時的液壓功率Ph(kW) = Q × p / 600 = 20 × 150 / 600 = 5 kW (≈ 6.7 hp)
  2. 滾筒 推力 = 14 MPa × 0.001963 m² ≈ 27.5 kN
  3. 馬達扭力，D = 25 cm³/rev, p = 140 barT = D × p / (20π) = 25 × 140 / 62.832 ≈ 55.7 Nm
  4. 軟管速度檢查，Q = 30 L/min (≈ 7.93 gpm)，1/2 in IDA = π × (0.5 in)² / 4 = 0.196 in²v = 7.93 × 0.3208 / 0.196 ≈ 13.0 ft/s

如何調整 HPU 大小（五個步驟）

  1. 定義工作：週期時間、峰值壓力、環境溫度。.
  2. 根據所需負載計算致動器面積和力；設定設計壓力，餘量為 10-20%。.
  3. 根據目標轉速和面積推導出流量；根據預期轉速轉換為幫浦排量。.
  4. 根據 p 和 Q 估計液壓功率；應用總效率來選擇驅動馬達。.
  5. 檢查線速度和熱負載；據此調整儲水庫和冷卻的大小。.

常見問題

液壓馬力公式是什麼？

hp = p(psi) × Q(gpm) / 1714。對於公制系統，kW = Q(l/min) × p(bar) / 600。.

如何計算汽缸速度？

以一致的單位將流量除以活塞面積。英制，v(ft/min) = 19.25 × Q(gpm) / A(in²)。.

如何從壓力和排量找出馬達扭力？

使用 T(in-lb) = p(psi) × D(in³/rev) / 6.28 或 T(Nm) = D(cm³/rev) × p(bar) / (20π)。.

什麼是典型的軟管速度限制？

壓力管路通常保持在 10-20 ft/s；吸氣管路則低得多。請務必核對您的元件規格。.

如何根據壓降估算熱負載？

損失功率 (hp) ≈ Δp(psi) × Q(gpm) / 1714，然後轉換為 BTU/hr 或瓦特。.

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