公式1：效率=功率输出/功率输入×100%

效率是以百分比表示的输出功率和输入功率之比（公式1）。泵送系统也不例外，但有时用于描述效率变化的术语会让不太熟悉的人感到困惑。通常，您可能会听到泵效率、bowl效率、容积效率、总效率、wire-to-water效率、系统效率或其他术语。解释这些术语及其含义需要回顾基本原理。

图1（页面顶部）提供了一个简单的泵送系统。在该系统中，有一个向大气压力开放的供油箱（0磅/平方英寸表压[psig]），其液位为5英尺（ft），高于地面5英尺。这些值表示迫使液体进入泵的势能。接下来，有一个水头损失项HL，表示入口管道和阀门中的摩擦损失。液体在系统中流动时，有一个泵向系统添加能量，以弥补系统中的其他部件(管道、阀门、过程组件、控制阀和产品储罐)消耗的能量，从而实现系统能量平衡。系统能量平衡意味着特定流量下的系统扬程将等于该流量下的泵总扬程。

使用图1中的系统，我们可以开始定义不同的效率术语，但要做到这一点，我们需要定义如何计算功率。起点是计算系统所需的功率或定义为泵输出功率（Pw）的功率，如方程式2所示：

公式2：Pw(hp) =Qgpm∙Hft∙s(-)/3960

泵的输出功率有时被称为液压动力或液体动力/水动力。公式2中使用的术语是以加仑/分钟为单位的流量(Q)、以英尺为单位的泵总扬程(H)、比重(S)和美国单位产生马力(Hp)的换算常数。比重是指标准温度下液体密度与水密度的比率。在本例中，水处于环境温度，因此比重将为1。使用图1中给水泵的流量和扬程，计算结果显示泵的输出功率为54.6马力(HP)，在公式3中，泵效率(η)除以图1中列出的98.02马力的泵输入功率(P)，得到55.9%。

方程式 3：η=Pw/P×100

泵效率计算仅针对裸泵(图2)，不包括驱动器或其他传动系组件。垂直悬挂泵使用的一个类似的效率术语是钵效率。这些泵通常有一系列叶轮钵/扩散器钵，通过柱状管道连接到表面(图3)。柱管长度和管轴轴承的数量将根据井深的不同而有所不同。因此，在钵组件压头中不考虑柱管中的水头损失，在钵效率中可以排除其他机械功率损失。

图2包括作为附加组件的驱动器和控制器。在本例中，控制器是变频驱动器(VFD)。红色箭头从左到右由大到小，表示添加到系统中的每个组件的效率损失。考虑到图2中进入变频器的功率，可以如公式4所示计算总效率(ηOA)：

公式4：ηOA=PW/PDrive×100

用来描述这一点的另一个术语是“wire-to-water”效率--意思是它考虑的是电输入功率。在该示例中，驱动输入功率包括驱动器和VFD的单个组件效率。如果假设驱动器(电机)效率为95%，VFD效率为97%，则可以计算VFD的输入功率和总效率，如公式5和6所示。

公式5：PDrive(hp)=98.02 (hp)/95% ∙ 97%= 106.4 hp

公式6：ηOA=54.6 hp/106.4 hp×100 = 51.3%

另一个常用的术语是“系统效率”。应该注意的是，系统效率没有在液压学会的标准中定义，当使用它时，通常不清楚是指泵和传动系统效率(即总效率)，还是考虑液体流经的管道系统的更为理论计算的效率。如果用于与管道系统内不必要的水头损失有关，则需要定义“最佳”系统水力功率消耗(即，达到系统要求的最小流量和水头)。没有标准的方法来定义这一点；因此，用几个假设来简单地看待这个概念。在图1中，控制阀的水头损失为46.57英尺。假设这是系统中唯一不必要的水头损失，每分钟1300加仑(GPM)是系统所需的最小流量，则可以使用公式2计算阀门的水力功率损失，并从泵的输出功率(PW)中减去。还可以计算系统效率，假设流量在较低扬程保持不变，并且泵传动系统中的其他部件效率保持不变。为了说明这一概念，带有驱动器和变速箱的供水泵以全速(106.4马力)运行，控制阀的水头损失为46.57英尺。假设随后降低泵速，使系统在阀门完全打开的情况下运行，以达到1300GPM，并且泵、电机和VFD的效率保持不变。对于这个简化的例子，阀门上的功率损失在公式7中描述，并且系统效率在公式8中被计算为37%，而在公式6中总效率为51.3%。

公式7：Powerlossvalvehp=1300 (gpm)∙ 46.57 (ft) ∙ 1.0/3960= 15.3 hp

公式8：Systemefficiency%=54.6 (hp)-15.3 (hp)/106.4hp×100=37%

这个例子的要点(以及许多假设)是为了说明可以通过减少管道系统中的损失来获得效率。如图所示，查找管道系统中的损失并确定是否有方法在满足系统要求的同时消除损失始终是个好主意。然而，泵和驱动部件以外的系统效率的概念依赖于许多因变量，并且没有精确定义。因此，最好比较不同选项的功耗，并计算预期运行点和持续时间的能耗。

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