Để tính toán được hệ thống bơm, một yếu tố quan trọng hàng đầu là phải tính được cột áp bơm (pump head). Cột áp bơm khác biệt với khái niệm áp lực bơm (pressure) vì lượng áp lực mà một bơm có thể chuyển tải lại phụ thuộc vào cân nặng (hay trọng lượng riêng) của dịch bơm. Trong khi đó, trọng lượng riêng của dịch bơm lại thay đổi tùy theo nhiệt độ hay nồng độ của dịch bơm.
Cột áp bơm (H) = Tổng cột áp đầu xả (hd) - Tổng cột áp đầu hút (hs)
(System head = total discharge head (hd) - total suction head (hs)
or H = hd - hs
Trong đó:
hd = hsd + hpd + hfd
- hsd = Cột áp tĩnh đầu xả (discharge static head)
- hpd = Cột áp áp suất bề mặt đầu xả (discharge surface pressure head)
- hfd = Cột áp do ma sát đầu xả (discharge friction head)
hs = hss + hps - hfs
- hss = Cột áp hút tĩnh (suction static head)
- hps = Cột áp áp suất bề mặt đầu hút (suction surface pressure head)
- hfs = Cột áp do ma sát đầu hút (suction friction head)
Xem hình minh họa dưới đây (fig.1) để hiểu rõ về các thông số:
Trong đó, hfd là áp lực tạo ra bởi lực cản của van, đường ống, các co/cút trên đường ống. Hpd bao gồm các yếu tố tác động lên dịch bơm ở đầu hút và đầu xả, trong đó yếu tố chính là áp suất khí quyển (bằng 1.013 bar tại mặt nước biển). Càng lên cao, áp suất khí quyển tác động lên các vật càng giảm.
Khi bơm nằm dưới bể nước thì hss là số dương, khi bơm nằm trên bể nước thì hss là số âm.
Theo hình trên (fig 2), ta có thể xác định:
hss = -2m; hsd = 40m
Ngoài ra, nếu vị trí bơm đặt bình thường không quá cao so với mặt nước biển, ta có thể xác định hpd và hps bằng với áp suất khí quyển (1.013bar = xấp xỉ 10m).
Chỉ số còn lại là cách tính cột áp do ma sát đầu hút hay đầu xả theo tác động của đường ống và các van. Worldpumps.vn sẽ đề cập đến phần này trong bài viết sau.