差壓計算器

計算閥門、過濾器與流動系統中的壓力差。

判定流體系統中各種元件兩端的壓降,這對系統設計、故障排除與效能最佳化非常重要。

差壓計算器
計算閥門、過濾器與流動系統中的壓力差。

關於差壓計算器

差壓 (ΔP) 是流體力學與程序工程中最基本的量測項目之一。它代表流體系統中兩點之間的壓力差,也是驅動流體流動的力量。每當流體通過閥門、過濾器、熱交換器、孔板或任何其他流動限制元件時,都會產生可量測的壓降。理解並計算此壓降,對系統設計、元件選型、能源分析與製程故障排除都至關重要。 差壓的基本公式很直觀:ΔP = P₁ − P₂,其中 P₁ 是上游(入口)壓力,P₂ 是下游(出口)壓力。結果以帕斯卡 (Pa) 表示,這是壓力的 SI 單位;工程實務中也常使用千帕 (kPa) 與 bar。正的 ΔP 表示正常流向;負值則表示逆向流動。 動壓是密切相關的概念,用來描述流動流體每單位體積的動能:q = ½ρv²,其中 ρ 是以 kg/m³ 表示的流體密度,v 是以 m/s 表示的平均流速。分析孔板、皮托管與文丘里流量計時,動壓尤其重要,因為這些裝置會發生速度到壓力的轉換。對於不可壓縮流,伯努力方程式會連結靜壓、動壓與位壓。 不同元件類型會產生不同的壓降特性。控制閥兩端的壓降是刻意設計且可調整的,用於調節流量。過濾器或濾網的壓降會隨著顆粒累積而增加,因此可作為判斷何時需要維護的實用指標。在管路中,摩擦損失會沿著管段長度累積,並取決於流體黏度、流速與管壁粗糙度。孔板會刻意引入限制以產生可量測的 ΔP,該 ΔP 與流量平方成正比,因此可進行精確的流量量測。 工程師與 HVAC 技術人員會利用差壓量測來選定泵浦與風機尺寸、確認系統是否提供設計流量、偵測熱交換器中的堵塞或結垢、校正流量計,並確認濾芯是否在指定的壓降限制內。本計算器可快速計算 ΔP 與動壓,支援上述應用,無需手算或查表。

差壓範例

點擊計算器下方任一範例按鈕,即可載入真實的流體系統情境。

系統參數計算得到的 ΔP應用
P₁=150 kPa, P₂=120 kPa, ρ=1000 kg/m³, v=3.0 m/s, 閥門ΔP = 30,000 Pa (30 kPa), q = 4,500 Pa供水系統中的控制閥。對於 3 m/s 流速下部分開啟的截止閥,30 kPa 的壓降相當典型。
P₁=101,325 Pa, P₂=100,000 Pa, ρ=1.225 kg/m³, v=5.0 m/s, 過濾器ΔP = 1,325 Pa (1.325 kPa), q = 15.3 Pa面風速為 5 m/s 的 HVAC 空氣過濾器。新的 MERV-8 板式過濾器通常讀值為 60–120 Pa;累積髒污的過濾器可能達到 250 Pa。
P₁=200 kPa, P₂=180 kPa, ρ=850 kg/m³, v=2.0 m/s, 管路ΔP = 20,000 Pa (20 kPa), q = 1,700 Pa液壓油管線中的摩擦損失。量測區段上的 20 kPa 壓降有助於判斷泵浦尺寸是否足夠。

如何使用差壓計算器

  1. 在第一個欄位輸入上游(入口)壓力。使用帕斯卡 (Pa) 可維持 SI 計算一致性。
  2. 在第二個欄位輸入下游(出口)壓力;若為正向流動,此值必須低於上游壓力。
  3. 也可輸入流體密度 (kg/m³) 與流速 (m/s),以同時計算動壓部分。
  4. 選擇元件類型(閥門、過濾器、管路或孔板),讓結果具有應用脈絡。
  5. 點擊「計算」查看以 Pa、kPa 與 bar 表示的差壓,以及動壓。點擊「重設」清除所有欄位。

差壓常見問題

什麼是差壓?
差壓是流體系統中兩點絕對壓力的差值:ΔP = P₁ − P₂。它驅動流體從高壓側流向低壓側,並用於量測流量、偵測堵塞,以及選定泵浦與壓縮機尺寸。
應該使用哪些單位?
請以帕斯卡 (Pa) 輸入壓力,以完整相容於 SI。為方便使用,計算器也會以千帕 (kPa) 與 bar 顯示結果。換算:1 kPa = 1000 Pa;1 bar ≈ 100,000 Pa;1 psi ≈ 6894.76 Pa。
什麼是動壓,為什麼重要?
動壓 (q = ½ρv²) 表示運動中流體每單位體積的動能。它量化總壓中與運動相關、而非靜止狀態相關的部分。在孔板與文丘里流量計中,量得的 ΔP 等於動壓差,因此 q 對流量計算非常重要。
為什麼過濾器的壓降會隨時間增加?
隨著顆粒物在濾材中累積,有效孔徑會變小,增加流動阻力,因此在相同體積流量下 ΔP 會增加。監測過濾器兩端差壓,是判斷何時需要清潔或更換的標準方法。
如何用差壓計算流量?
對於孔板或文丘里流量計,體積流量 Q = Cd × A × √(2ΔP/ρ),其中 Cd 是流出係數,A 是喉部面積。以差壓感測器量測 ΔP,再套用此公式即可轉換為流量。
控制閥兩端的典型差壓是多少?
典型控制閥在全流量下的 ΔP 為 10–100 kPa,取決於閥門尺寸、Cv(流量係數)、流體與系統壓力。設計良好的系統通常會將總系統壓降約 10–20% 分配到控制閥,以維持良好的調節權威度。