什麼是總水頭?
總水頭(H)代表流動流體單位重量所具有的總機械能,並以流體柱的高度(公尺)來表示。它源自伯努利方程,整合了三種能量形式:高程(位能)、壓力(流動功)與流速(動能)。工程師常以總水頭來選定泵浦規格、分析管網系統,並驗證流體系統中兩點之間是否符合能量守恆。
如何使用這個計算器
請輸入流體相對於基準面的高程 z、靜壓 P(單位帕斯卡 Pa)、流速 v(公尺/秒)、流體密度 \rho(水為 1000 kg/m³),以及重力加速度 g(預設 9.81 m/s²)。計算器除了算出總水頭外,也會同時列出各項分量,讓你清楚看見能量是如何分配的。
公式說明
總水頭的算式為
H = z + ((P) ÷ (\rho g)) + ((v^{2}) ÷ (2g))
第一項是位置水頭,也就是高程本身。第二項 ((P) ÷ (\rho g)) 為壓力水頭,代表能產生該壓力所需的流體柱高度。第三項 ((v^{2}) ÷ (2g)) 是流速水頭,將動能換算成等效高度。由於這三項的單位都相同(皆為公尺),所以才能直接相加。
實例演算
假設 z = 10\ m、P = 200,000\ Pa、v = 4\ m/s、\rho = 1000\ kg/m^3、g = 9.81\ m/s^2。壓力水頭
= ((200000) ÷ (1000 × 9.81)) = 20.387\ m
流速水頭 = ((4^{2}) ÷ (2 × 9.81)) = ((16) ÷ (19.62)) = 0.8155\ m
總水頭 = 10 + 20.387 + 0.8155 = 31.203\ m
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
這裡用的是錶壓還是絕對壓力?
視需求選用即可;若是針對同一系統內進行能量比較,通常採用錶壓(gauge pressure)。
密度該填多少?
常溫水約為 1000 kg/m³。若是其他液體或氣體,請填入該流體的實際密度。
重力加速度可以調整嗎?
可以——你能依不同星球環境調整 \(g\),或改用標準重力值 9.80665 m/s²。