水泵站復(fù)習(xí)資料

1、水泵：把原動機的機械能轉(zhuǎn)化為所抽送液體的能力的機械。水泵站：將水由低處抽提至高出的機電設(shè)備和建筑設(shè)施的綜合體。 （作用：灌溉、排澇）水泵站建筑設(shè)施： 進(jìn)水建筑物 泵房 出水建筑物 變電站 管理用房水泵站發(fā)展趨勢：為了降低泵站的建設(shè)投資，大型水泵站正向著轉(zhuǎn)速提高、體積減小、運行穩(wěn)定性增強的方向發(fā)展。從低揚程泵站的結(jié)構(gòu)形式上看肘型進(jìn)水流道和虹吸式出水流道仍然是主要進(jìn)出水流道型式，但對其型式的進(jìn)出水流道的研究正在增多。農(nóng)業(yè)提灌和工業(yè)供水相結(jié)合調(diào)水工程泵站逐漸增多泵站應(yīng)用范圍日益擴大泵站規(guī)模逐漸增大更加講究投資效益泵站的自動化水平在不斷提高安全節(jié)能要求越來越高水泵的分類按工作原理：葉片泵：通過水泵葉輪

2、的旋轉(zhuǎn)把機械能轉(zhuǎn)化為所輸送液體的能量的。 容積泵：周期性改變密閉工作室的容積來傳遞能量的。 其他類型泵：葉片泵和容積泵以外的泵型。葉片泵的分類按葉輪及流體流動方式：離心泵（揚程高） 混流泵：混流泵兼有離心泵和軸流泵兩者的優(yōu)點， 功率曲線較為平坦、高效區(qū)較寬廣、適用范圍廣 軸流泵（流量大）容積泵的分類：往復(fù)泵 回轉(zhuǎn)泵水泵站的分類按類型：離心泵站 軸流泵站 混流泵站按動力：電力泵站 機動泵站 水輪泵站 風(fēng)力泵站 太陽能泵站 潮汐泵站按功能：灌溉泵站：用于抽取地下水或河湖堤水進(jìn)行農(nóng)田灌溉的泵站 供水泵站：其功能是供水，包括農(nóng)田灌溉泵站、工業(yè)供水泵站等 排水泵站：其功能是排水，將農(nóng)田、城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)多

3、余的雨水、污水 排除或降低過高的水位 加壓泵站 調(diào)水泵站 蓄能泵站（抽水蓄能電站）離心泵離心泵工作原理：根據(jù)離心力甩水的原理設(shè)計出來的。利用水泵葉輪的高速旋轉(zhuǎn)的 離心力甩水，使得水流能量增加，并通過泵殼和水泵出口流出水 泵，再經(jīng)過水管送往目的地，這就是離心泵工作原理。離心泵組成：葉輪：起主導(dǎo)作用 泵軸 泵體（核心是壓水室）：是固定不動的部件 進(jìn)水管 出水管壓水室（蝸殼、泵殼）作用：收集葉輪流出的水流，并將水流引向泵的出口。吸水室：在泵體上正對著葉輪進(jìn)口的部分 作用：向葉輪入口提供所需要的水的流態(tài)。底閥安裝與進(jìn)水觀進(jìn)口控制閥安裝于出水管出口離心泵分類：按吸入方式：單吸式 雙吸式：雙吸泵流量大 檢

4、查和維修方便 運行比較平穩(wěn) 軸有較高的抗彎抗拉強度按級數(shù)：單級泵 多級泵按泵軸方位：臥式泵 斜式泵 立式泵 按殼體形式：節(jié)段式泵 中開式泵 蝸殼泵 透平式泵零部件工作狀態(tài)分類：轉(zhuǎn)動部件 固定部件 交接部件 單吸式葉輪、單邊進(jìn)水轉(zhuǎn)動部件：葉輪：工作輪或轉(zhuǎn)輪是水泵的核心部件。雙吸式 單吸式 閉式 半開式 開式 離心泵是依靠旋轉(zhuǎn)的葉輪把動力機的機械能傳給所抽送液 體，使液體的能量增加。 泵軸：一端用鍵或反向螺母固定葉輪，另一端裝聯(lián)軸器或皮帶輪 鍵 固定部件：泵體（吸水室、壓水室） 泵蓋 軸承體交接部件：軸承 軸封裝置填料密封 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、拆裝方便 缺點：使用壽命短、密封性能差 機械密封

5、優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、機械摩擦小、密封性能可靠 缺點：制造工藝要求較高 密封環(huán)（減漏環(huán)、承磨環(huán)、口環(huán)） 聯(lián)軸器 軸向力平衡裝置其他類型泵射流泵：利用有壓水流來提水的設(shè)備 組成：泵嘴、吸水室、混合室、擴散管 用途：射流泵可以用來抽送污泥、污水、液氯等有毒液體或氣體 缺點：效率較低起升泵（空氣揚水機）：它是以壓縮空氣為動力來抽水的 組成：輸氣管、揚水管、噴嘴、氣水分離箱 用途：抽取含有固體顆粒的水，用于石油開采、礦山井坑排水等 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低（一般只有20%35%）往復(fù)泵（屬于容積泵）：靠泵缸內(nèi)做往復(fù)運動活塞來改變工作室容積而達(dá)到輸送 液體的目的 組成：泵缸、活塞、進(jìn)水閥、出水閥、拉桿 用途：工

6、業(yè)部門的鍋爐給水、特殊液體輸送及要求自吸能力較高的場合下使用 優(yōu)點：自吸性能螺旋泵：靠螺旋形的葉片的旋轉(zhuǎn)來達(dá)到提水的目的 缺點：轉(zhuǎn)速慢（2090r/min）揚程較低（68m）且必須傾斜、占地大 優(yōu)點：泵站設(shè)施簡單螺桿泵（屬于回轉(zhuǎn)泵（容積泵） 用途：常用于輸送高粘度介質(zhì)旋渦泵（屬于葉片泵）：通過旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片把能量傳遞給液體的水力機械 缺點：效率低、不能輸送大黏度液體ZLB 半可調(diào)軸流泵 ZLQ 全可調(diào)軸流泵葉片泵型號及說明水泵種類型號舉例說明離心泵IS、IB、IH、IR 型單級單吸離心泵IS6550160AIS采用國際標(biāo)準(zhǔn)的單級單吸離心泵65泵的進(jìn)口直徑（mm）50泵的出口直徑（mm）160葉

7、輪名義直徑（mm）A泵的葉輪已經(jīng)切削了一檔自吸式離心泵ZN23.540Z自吸離心泵N內(nèi)混式（外混式不做標(biāo)記）23.5泵的流量（m³/h）40泵的揚程（m）單級雙吸離心泵150S78A150泵的進(jìn)口直徑（mm）S單級雙吸離心泵（從驅(qū)動端看順時針轉(zhuǎn)）78泵的揚程（m）A泵的葉輪已經(jīng)切削了一檔注：這里的型號是根據(jù)雙吸泵最新國家標(biāo)準(zhǔn)來命名的（下同）250Sh54B250泵的進(jìn)口直徑（mm）Sh單級雙吸離心泵54泵的揚程（m）B泵的葉輪已經(jīng)切削了二檔管道式離心泵40GF3240泵的入口、出口直徑（mm）G管道式離心泵F耐腐蝕泵（清水不標(biāo)記R為熱水泵）32泵的揚程（m）深井泵100JC103.8

8、×13100適用的最小井徑（mm）JC長軸深井泵10額定流量（m³/h)3.8單級揚程（m)13葉輪級數(shù)葉片泵型號及說明水泵種類型號舉例說明離心泵多級離心泵D4630×10D多級清水離心泵46泵的流量（m³/h）30單級揚程（m)10葉輪級數(shù)DG4650×12DG多級鍋爐離心泵46泵的流量（m³/h）50單級揚程（m)12葉輪級數(shù)DW408×2FDW小型多級臥式離心泵40泵的進(jìn)口直徑（mm）8單級揚程（m)2葉輪級數(shù)F全不銹鋼（普通型不做標(biāo)記）軸流泵型號及說明水泵種類型號舉例說明軸流泵大型軸流泵900ZLB2.44900泵的

9、出口直徑（mm）ZL軸流、立式（立式軸流泵）B半可調(diào)（Q全可調(diào)）2.4泵的流量（m³/s）4泵的揚程（m）貫流泵3100ZGQ31.54.53100泵的出口直徑（mm）ZG軸流貫流式（貫流式軸流泵）Q全可調(diào)（B半可調(diào)）31.5泵的流量（m³/s）4.5泵的揚程（m）潛水軸流泵350QZB70D350泵的出口直徑（mm）QZ潛水軸流泵（QH潛水混流泵） B半調(diào)節(jié)70比轉(zhuǎn)速D低轉(zhuǎn)速（G高轉(zhuǎn)速）混流泵型號及說明水泵種類型號舉例說明混流泵大型立式混流泵（可抽出式、蝸殼式、半調(diào)節(jié)）1800HLCWB161800泵的出口直徑（mm）HL混流、立式C可抽出式（不可抽出式不做標(biāo)記）W蝸殼式

10、（導(dǎo)葉式不做標(biāo)記）B半調(diào)節(jié)（Q全調(diào)節(jié)）16泵的揚程（m）大型立式混流泵（不可抽出式、導(dǎo)葉式、全調(diào)節(jié)）1800HLCQ161800泵的出口直徑（mm）HL混流、立式Q全調(diào)節(jié)（B半調(diào)節(jié)）16泵的揚程（m）1.流量：是水泵在單位時間內(nèi)所輸送液體的量（體積或質(zhì)量） 用Q表示 單位：m³/s、L/s、m³/h 水泵效率最高時所對應(yīng)的的流量為最優(yōu)流量。 生產(chǎn)廠家希望用戶經(jīng)常運行的流量為額定流量。2.揚程：指水泵所抽送單位重量的液體從水泵進(jìn)口到出口能量的增值或水泵對單位 重量的液體所做的功。 用H表示 單位：m 揚程：水泵的揚程是表征泵本身性能的，只和水泵進(jìn)口、出口、法蘭處的液體 能量有

11、關(guān)，而和水泵裝置無直接關(guān)系，但是我們可以通過裝置中的液體 的能量表示水泵的揚程。 水泵的揚程并不等于揚水高度。揚程是一個能量的概念，即包括了吸水 高度的因素，也包括了出口壓水高度，還包括了管道中的水力損失。絕對壓強（力）：以沒有氣體存在的絕對真空狀態(tài)為壓力零點。相對壓強（力）：以一個工程大氣壓為壓力零點。3.功率：水泵的功率通常指輸入功率又稱軸功率。 用P表示 軸功率：原動機傳到泵軸的功率 有效功率：指輸出功率。 用R表示 有效功率:單位時間內(nèi)從泵中輸出液體所獲得的有效能量。 功率計算公式：Pu=gQH (w) Pu=gQH/1000 (KW)4. 效率：有效功率和軸功率之比。 =(Pu/p)

12、×100%=(gQH/P)×100%5. 轉(zhuǎn)速：是水泵單位時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。 單位：r/min6.汽蝕余量：指水泵進(jìn)口處單位重量液體所具有的的超過飽和蒸汽壓力的富裕能量。 用NPSH 表示允許吸上真空高度Hs：水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況下運轉(zhuǎn)時，所允許的最大吸上真空高度。葉片泵的能力損失和效率1. 機械損失和機械效率機械損失：指由于機械摩擦所產(chǎn)生的能量消耗。 水泵軸承摩擦損失機械損失包括：軸封摩擦損失 葉輪前后蓋板在旋轉(zhuǎn)時與水的摩擦損失（圓盤摩擦損失） （主要損失）機械效率：m=(Pt/P)×100%=(p-Pm)/P×100%Pt輸入水力功率P軸功率Pm總的機械損

13、失率2. 容積損失與容積效率容積損失：根據(jù)水泵結(jié)構(gòu)的要求，在轉(zhuǎn)動部件和固定部件之間必須要有一定的間隙 存在，當(dāng)間隙兩側(cè)的壓力不相等時，液體就會通過間隙從高壓側(cè)流向低 壓側(cè)，產(chǎn)生所謂的漏損流量。容積效率：v=(gQt Ht-gq Ht)/(gQt Ht)×100% =(gQ Ht)/(gQt Ht)×100% =(Q/Qt)×100%Qt葉輪流量q泄露流量Q水泵流量Ht（水泵）葉輪理論揚程3. 水力損失與水力效率水力損失：液體在水泵內(nèi)流動的過程中產(chǎn)生各種水力損失。 從水泵進(jìn)口到出口過流部分的沿程阻力損失水力損失 包括：因過流斷面和液流方向變化而產(chǎn)生的局部阻力損失 液

14、流在葉輪進(jìn)口和出口處的沖擊損失沿程阻力損失、局部阻力損失：發(fā)生在水泵流道中，其大小與流量（流速）的平方 成正比。沖擊損失：當(dāng)水泵流量偏離設(shè)計流量時，在葉輪進(jìn)出口的液流方向與葉片切線方向 不一致而造成的。實際流量與設(shè)計流量差值越大，損失越大。水力效率：h=(gQ H)/(gQ Ht)×100%=(H/Ht)×100%4. 水泵總效率：=Pu/P 輸出功率和軸功率之比 =mvh 機械效率、容積效率、水力效率的乘積葉輪幾何形狀及其表示方法：（軸面投影、平面投影）D0 葉輪進(jìn)口直徑D1、D2 葉片進(jìn)出口直徑B1、b2 葉片進(jìn)出口寬度1、2 葉片進(jìn)出口安放角Z 葉片數(shù)t 葉距液體在中

15、的運動1. 水隨葉輪的旋轉(zhuǎn)做圓周運動（牽連運動）。牽連速度 u2. 水沿著葉片方向的運動相對運動 相對速度w3. 水相對于泵殼（或泵座）的運動絕對運動 絕對速度vV=U+W速度三角形的繪制：進(jìn)口（下標(biāo)1）出口（下標(biāo)2）葉片泵的基本方程假設(shè)1. 泵內(nèi)液流為恒定流。即泵內(nèi)任一液流質(zhì)點的流速和壓力等不隨時間變化。2. 葉輪具有無窮多且無限薄的葉片。這樣液流運動的跡線和葉片的型線重合。 液體在葉片間的流動是軸對稱的，葉輪同樣半 徑處液流的同名速度相等。3. 液體為理想液體。即不考慮液體粘性。葉片泵的基本方程：基本方程的分析與討論：1. 液體的能量的增加僅與葉片進(jìn)出口液體的動量矩有關(guān)，而與葉輪內(nèi)部液流的

16、運動 狀態(tài)無關(guān)。2. 基本方程與被抽液體的種類無關(guān)，適用于一切液體。葉片泵的葉型分析：1. 離心泵的葉型分析當(dāng)290°時（即后彎式葉型）cot2為正值，Ht 隨Qt 的增加呈線性下降。當(dāng)2=90°時（即徑向式葉型）cot2為0（常數(shù)），即理論揚程與理論流量無關(guān)，為一常數(shù)。當(dāng)290°時（即前彎式葉型）cot2為負(fù)值，Ht 隨Qt 的增加呈線性上升。注：1. 離心泵葉輪葉片均制成后彎式 葉片安放角一般在18°35°之間。 最常用的時20°25°（高比轉(zhuǎn)速取小值，低比轉(zhuǎn)速取大值）2. 軸流泵 其葉片呈外平內(nèi)陡的扭曲形狀（流量不變，

17、離軸越遠(yuǎn)，2越大）幾何相似：指兩個流動的系統(tǒng)中，任何對應(yīng)的尺寸，幾何都相似。即：兩臺水泵過流部分所對應(yīng)的尺寸比例為一常數(shù)。運動相似：同等運動狀態(tài)下參數(shù)的比值是相等的。動力相似：指兩臺水泵各對應(yīng)點上水流所受各作用力的比值相等，方向相同。 重力相似判別數(shù)佛汝德數(shù)Fr=(v²)/gL 慣性力相似判別數(shù)斯特盧哈數(shù)Sh=L/vt 粘滯力相似判別數(shù)雷諾數(shù)Re=(Lv)/v 壓力相似判別數(shù)歐拉數(shù)Eu=(v²)/P相似律：1. 流量關(guān)系：2. 揚程關(guān)系：比轉(zhuǎn)速(ns)：某種標(biāo)準(zhǔn)泵或風(fēng)機在最高效率情況下?lián)P程為一米（風(fēng)機全壓為一毫米 水柱）流量為0.075m³/s（風(fēng)機為一立方米每秒

18、）時標(biāo)準(zhǔn)泵或風(fēng)機的 轉(zhuǎn)速為此系列泵或風(fēng)機的比轉(zhuǎn)速。比轉(zhuǎn)速： 按水泵最優(yōu)工況（效率最高）時的流量，揚程轉(zhuǎn)速代入公式才可計算出比轉(zhuǎn)速 對于代設(shè)泵用設(shè)計參數(shù)計算比轉(zhuǎn)速相等是水泵幾何相似、工況相似的必要條件比轉(zhuǎn)速應(yīng)理解為葉輪的比轉(zhuǎn)速而不是水泵的 Q H應(yīng)對應(yīng)于單級單吸泵的流量和揚程不同形狀的葉輪ns不同，其性質(zhì)也不同，適用范圍也有所差異，QHns, 反之ns.可利用ns初選水泵比轉(zhuǎn)速無單位（r/min (m/s²)¾ ） 可做無量綱量使用離心泵流量小揚程高比轉(zhuǎn)速小 軸流泵流量大揚程低比轉(zhuǎn)速大離心泵ns一般小于300軸流泵ns在5001200之間混流泵介于軸流泵和離心泵之間ns在30

19、0500之間隨著ns的由小變大，葉輪外徑D2與內(nèi)徑D1的比值由大變小。葉輪形狀由狹長變高短型式數(shù)(K): 葉片泵的性能曲線：理論性能曲線基本性能曲線（額定轉(zhuǎn)速下的性能曲線）相對性能曲線（型譜圖）通用性能曲線綜合性能曲線全性能曲線（四象限性能曲線）理論性能曲線：揚程流量曲線 HQ 功率流量曲線 PQ 效率流量曲線 Q 氣蝕流量曲線 最優(yōu)工況：設(shè)計工況：是在水泵設(shè)計前所給定的要求工況額定工況：對于低比轉(zhuǎn)速的離心泵，由于葉槽狹長，在偏離無沖擊的最優(yōu)工況時，沖擊損失增大（特別是在Q很小時，沖擊損失明顯增大），故形成了HQ曲線的先升高后下降的線性，稱為有駝峰的曲線。有駝峰的HQ曲線的泵在駝峰范圍內(nèi)容易出

20、現(xiàn)工況不穩(wěn)定的情況：緩降的HQ曲線適用于流量調(diào)節(jié)范圍較大，而壓力變化較小的供水系統(tǒng)。陡降的HQ曲線適用于流量變化不大，壓力變化較大的系統(tǒng)和降深較大的井中提水。對于軸流泵流量從零到拐點這個范圍內(nèi)，水泵運轉(zhuǎn)時將發(fā)生不穩(wěn)定的工作狀況，產(chǎn)生振動和噪音，甚至迫使停泵所以要求軸流泵不要在拐點附近工作。軸流泵一般不設(shè)閘閥離心泵P-Q曲線具有功率隨流量增大而增大的特點，是一條上升的曲線。當(dāng)流量為零（閘閥關(guān)閉）時功率最小，軸流泵與之相反。Q曲線由小到大再由大到小軸流泵快，高效區(qū)窄離心泵慢，高效區(qū)寬，使用范圍寬混流泵介于兩者之間ns越小揚程曲線越平緩，ns越大揚程曲線越陡除了研究水泵正常運轉(zhuǎn)時的性能外還有必要了解

21、水泵反常運轉(zhuǎn)時的性能，水泵在各種正常和反常情況下運轉(zhuǎn)參數(shù)間的關(guān)系曲線稱水泵的全性能曲線。注：轉(zhuǎn)速：按規(guī)定方向轉(zhuǎn)速為正 反之為負(fù)流量：進(jìn)口到出口為正功率：動力機將能量傳給水泵為正揚程：進(jìn)口能量小于出口能量為正葉片泵的性能試驗測試步驟：1. 測試前的準(zhǔn)備工作：關(guān)閉出水閘閥、向離心泵內(nèi)灌水。2. 啟動機組3. 測量（選擇15個測量點進(jìn)行測量）4個參數(shù)：流量、揚程、轉(zhuǎn)速、功率4. 關(guān)機抽水系統(tǒng)管路特性計算公式：P :出口水面壓力P :進(jìn)口水面壓力水泵的工作點實質(zhì)上就是抽水系統(tǒng)供需能量的平衡點圖解法：可直觀定量地得出該抽水系統(tǒng)中水泵流量大小，還可從水泵的PQ， Q曲線查出軸功率和水泵效率。S0水泵內(nèi)需阻

22、耗系數(shù)水井在未抽水之前的穩(wěn)定水位稱為靜水位。抽水后井中水位隨抽水量的增大而逐漸下降，當(dāng)井的出水量為一定值時，井中的水位會保持某一定值，稱為動水位。水泵的串聯(lián)運行是指前一級泵的出水管接在后一級的進(jìn)水管，使水管首尾相連串聯(lián)在管路中，由末級泵將水壓送至出水管路。特點：每臺水泵流量相等 揚程等于各個水泵揚程總和 采用串聯(lián)泵裝置型式時必須進(jìn)行泵的強度驗算應(yīng)用：長距離輸水系統(tǒng)多臺水泵向同一條出水管供水的運行方式叫做水泵的并聯(lián)運行特點：輸水干管中的流量等于各臺并聯(lián)水泵出水量之和 并聯(lián)點出揚程相等 可通過開停水泵來調(diào)節(jié)泵站的流量和揚程。方便調(diào)節(jié) 當(dāng)有一臺損壞時，不影響供水，提高了泵站運行的靈活性和可靠性應(yīng)用：

23、灌排泵站不同型號泵的并聯(lián)運行：在啟動時，應(yīng)先啟動高揚程泵，然后調(diào)節(jié)流量，當(dāng)在某一流量下其揚程等于或小于低揚程泵時，再啟動低揚程泵。水泵的不穩(wěn)定運行：指因水位流量轉(zhuǎn)速等一些偶然因素的微量變化或者因為振動等因素而使水泵發(fā)生工作點的飄移，導(dǎo)致水泵的流量時而變大時而變小的一種波動現(xiàn)象，它對水泵的運行是非常不利的。不穩(wěn)定工況多發(fā)生在揚程曲線有駝峰的水泵上，揚程曲線呈弓形。開機臺數(shù)不足時的過載問題：如僅一臺泵運行時，則其工作點為A，流量為Q，該流量點所對應(yīng)的效率值較遠(yuǎn)，偏離了高效區(qū)，使水泵的運行效率很低，不僅不能實現(xiàn)泵站的經(jīng)濟運行，還會造成揚程不足。水泵的運行效率：管路效率：衡量管路配置是否經(jīng)濟合理運行效率（水泵裝置效率）：