泵與泵站復(fù)習(xí)資料

1、泵與泵站1、泵是把原動機(jī)的機(jī)械 能或其他外加的 能量，轉(zhuǎn)換成流經(jīng)其內(nèi)部 的液體的動 能和勢能的流體輸送機(jī)械。2、按工作原 理泵一般可以分為：葉片 泵（如離心 泵、軸流泵和混 流泵）、容積泵（如往復(fù)式活塞 泵、轉(zhuǎn)子泵），其他類型泵（射流泵、 氣升泵、水錘泵）三類。3、離心泵的主要部件包括葉輪、泵軸、泵殼、減漏環(huán)、軸承和填 料函等。4、葉輪通常可分為：閉式半開式和開式三種類型。5、 軸流泵的主要零部件有：喇叭口、葉輪、導(dǎo)葉體、泵軸、軸承、 填料函等。6、水泵的流量是指單位時間內(nèi)流出 泵出口斷面的液體體積或質(zhì)量， 分別稱為體積流量Q和質(zhì)量流量Qm。7、揚(yáng)程，用符號H表示，是指被輸送的單位重量液體流經(jīng)

2、 水泵后 所獲得的能力增值，即水泵實際傳給單位重量液體的總 能量。其單 位為 m（N n / N 二 m）。8、 功率是指水泵在單位時間內(nèi)對流體所做功的大小， 單位是W或 kW。水泵的功率包含軸功率、有效功率、動力機(jī)配套功率、 水功 率和 泵 內(nèi)損失功率等五種。9、液體在葉輪內(nèi)的運(yùn)動屬于復(fù)合運(yùn)動。10、進(jìn)口絕對流動角'廠90。11、歐拉基本方程式的推導(dǎo)葉輪構(gòu)造和液體在葉輪內(nèi)的運(yùn)動做如下 3點假定： 假定葉輪中的葉片數(shù)為無限多，葉片的厚度為無限薄。 假定通過葉輪的液體為 理想液體。 假定液體在葉輪內(nèi)的運(yùn)動狀態(tài)是穩(wěn)定均勻流動。12、葉片泵基本方程式，或稱為基本 能力方程式：vu2： u2

3、一 vui： uihT：g式中理論揚(yáng)程Vu1：、Vu2：分別為葉輪進(jìn)、出口的圓周分 速u 1、u 2葉輪進(jìn)出口圓周速度13、動量矩定 理：穩(wěn)定流動中，流體質(zhì)量對某點的動量矩隨時間的 變化率等于作用在該流體質(zhì)量上的所有外力對同一點的力矩之和。14、離心式葉輪葉片形狀有:后彎式葉輪、徑向式葉輪、前彎式 葉輪三種。對三種不同葉片型式葉輪的特點歸納如下：前彎式葉輪的特點是在 D2、n相同的情況下，產(chǎn)生的 理論揚(yáng)程HT 8最 大，或者說產(chǎn)生相同揚(yáng)程時可以有較小的葉輪外徑或轉(zhuǎn)速，但泵內(nèi)的流動損失較大，泵的效率較低。這是因為：在 D 2、n、Q t都相同的情況下，前 彎式葉輪出口的絕對 速度V2最大，因此，

4、流體流過葉輪及蝸殼時的 能量損失 也最大；由于其反作用度tv 1/ 2,葉輪傳遞給液流的總 能量中，動 能所 占比例大于壓 能，而流體的輸送主要是靠壓 能來克服流動過程中的阻力損失，為此需要將液流的部分動 能 在蝸殼中轉(zhuǎn)換為壓 能，這種轉(zhuǎn)換將造成很大的 能 量損失；流道較短，過流斷面的擴(kuò)散較急劇，葉輪內(nèi)的流動損失較大； 流道稱 曲 折狀，即流道有兩個方向不同的彎 曲 ，造成較大的流動損失，流道 所以有 曲折，是因為 進(jìn)口附近的葉片必需后彎，以避免 進(jìn)口處產(chǎn)生漩渦。徑向式葉輪在D 2、n相同的情況下，產(chǎn)生的 理論揚(yáng)程HT 8居中，反作 用度t = 1/ 2，葉槽內(nèi)過流斷面的擴(kuò)散較前彎式葉輪緩和，

5、 泵內(nèi)的流動損失 也較前彎式葉輪的小。后彎式葉輪在D 2、n相同的情況下，產(chǎn)生的 理論揚(yáng)程f 最小，但由 于葉輪內(nèi)的流道較長，流道截面的 變化較緩和，所以葉輪內(nèi)的流動損失也較 小。此外，由于產(chǎn)生的總揚(yáng)程中壓 能所占比例大于動 能（即t> 1/ 2），故葉 輪出口的絕對流 速較低，使得液體在 泵內(nèi)流動的 能力損失也較小。因此，后 彎式葉輪具有較高的效率。通過以上定性的比較分析可以得到如下結(jié)果 ：在相同的條件下，前彎式葉輪內(nèi)的 能力損失大于后彎式葉片的 能力損 失。前彎式葉片所需要的軸功率隨著流量增大而增大，容易導(dǎo)致動力機(jī)負(fù) 荷不足或嚴(yán)重超載等現(xiàn)象，而后彎式葉片則反之。后彎式葉片葉輪傳給液體

6、的總 能量中勢 能所占的比例大于動 能，泵內(nèi) 的流動損失較小， 因此相應(yīng)的效率要比前彎式葉片的葉輪要高。綜上所述，后彎式葉片的優(yōu)點顯而易見，所以，通常離心 泵 用角度多在B b2= 15 °30 °的范圍內(nèi)，相應(yīng)的反作用度T =0. 700. 75（即葉輪產(chǎn)生的勢 能揚(yáng)程占總揚(yáng)程的70%75% ） 美國學(xué)者A J St ep an o f f在某種條件下推得的葉片出口 最佳安放角為B b2= 22. 5°。葉輪均采用后彎式葉片，葉片出口安放角Bb 2= 154 5° , 常15、應(yīng)用葉片泵的相似理論可以解決以下三個方面的問題： 借助模型試驗設(shè)計新泵； 運(yùn)

7、行相似泵之間的性能轉(zhuǎn)算； 確定一臺泵在某些參數(shù)（轉(zhuǎn)速n、葉輪直徑D以及液體密度'等）改變時，水泵性能的變化 16、兩臺水泵內(nèi)部的流動相似，必需滿足幾何相似，運(yùn)動相似和動 力相似三個條件 17、相似率第一相似率一一流量相似率QnQmnMD2vlD2M 丿"vM上式即為流量相似率的表達(dá)式，它指出兩臺幾何相似的 水泵，在運(yùn)動相 似的條件下，其流量與 泵葉輪出口直徑 D （一般采用葉輪出口直徑 D 2）的 三次方成正比，與轉(zhuǎn) 速n和容積效率n v的一次方成正比。第二相似率一一揚(yáng)程相似率H _ D?n2 nhH mD孑m nM hM上式即為揚(yáng)程相似率的表達(dá)式，它指出兩臺幾何相似的水泵，

8、在運(yùn)動相 似的條件下，其揚(yáng)程與 泵葉輪出口直徑D 2和轉(zhuǎn)速n的平方成正比，與 水力效率n h的一次方成正比。第三相似率一一功率相似率P ，。鳳mM # » PmM上式即為功率相似率的表達(dá)式，它指出兩臺幾何相似的 水泵，在運(yùn)動相 似的條件下，其功率與 泵葉輪出口直徑D 2的五次方、轉(zhuǎn)速n的三次方及液 體密度的一次方成正比，與機(jī)械效率n m的一次方成反比。18、相似率的特例僅水泵轉(zhuǎn)速改變時的相似率一一比例率當(dāng)兩臺幾何尺寸相同的 水泵在不同轉(zhuǎn)速下輸送相同的液體時H1H2E衛(wèi)P2 _n2比例率公式表明：當(dāng)葉片 泵的轉(zhuǎn)速變化時，它的流量與轉(zhuǎn) 速的一次方、揚(yáng)程與轉(zhuǎn) 速的二次方、功率與轉(zhuǎn) 速的三次

9、方成正比。19、水泵的動力比轉(zhuǎn)數(shù)nsnsn s的物理意義可以這樣來 理解：將水泵的葉輪按比例縮放成某一標(biāo)準(zhǔn) 葉輪，使其在輸送常溫清水時產(chǎn)生的揚(yáng)程Hs = 1m、有效功率Pes = 1PS= 0. 7355k W （相應(yīng)的流量 Q = 0. 75m3/ s ）。該標(biāo)準(zhǔn)葉輪稱為動力比葉輪，動力比葉輪的轉(zhuǎn) 速ns即為水泵的動力比轉(zhuǎn)數(shù)。20、比轉(zhuǎn)數(shù)的應(yīng)用比轉(zhuǎn)數(shù)是葉片 泵分類的基礎(chǔ)，利用比轉(zhuǎn)數(shù)ns可以對水泵進(jìn)行分類和根據(jù)比轉(zhuǎn)數(shù)的大小決定葉片 泵的泵型。從比轉(zhuǎn)數(shù)表達(dá)式可以看出，比轉(zhuǎn)數(shù) ns的大小與 泵的轉(zhuǎn)速、 揚(yáng)程及流量有關(guān)。在一定的轉(zhuǎn) 速下，揚(yáng)程H越大，流量Q越小， 水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns就越低，即高揚(yáng)程小流

10、量的離心 泵，其比轉(zhuǎn)數(shù)較 低；而低揚(yáng)程大流量的軸流 泵，其比轉(zhuǎn)數(shù)就較高。隨著比轉(zhuǎn)數(shù) ns從小到大的 變化，泵型也就從離心 泵過度至 混流泵，最終變?yōu)檩S流泵。21、理論性能曲線Page7322、流量與效率關(guān)系 曲線（Q耳曲線）有了流量與揚(yáng)程、流量與軸功率關(guān)系曲線后，可查出同一流量Q下相應(yīng)的揚(yáng)程H和軸功率P,然后按下列公式計算 泵的效率：n PgQhP由該公式可知，水泵的效率曲線有兩個零點：當(dāng)Q= 0時，H工 0 時，=0; H= 0, Q 工 0 時， =0。23、葉片泵性能曲線隨比轉(zhuǎn)數(shù)ns的變化規(guī)律：隨著比轉(zhuǎn)數(shù)ns的增大，QH曲線逐漸變陡；QP曲線由 隨流量增加軸功率變大的上升曲線變?yōu)楸容^平坦

11、，繼而變?yōu)檩S功率 隨流量的增加而減小的下降 曲線。24、水泵的氣蝕現(xiàn)象水泵在運(yùn)行期間，若由于某種原因使 泵內(nèi)局部壓力降低到 水 的氣化壓力時，水就會產(chǎn)生氣化而形成的液流。 從水中離析出來的 大量氣泡隨著 水流向前運(yùn)動，到達(dá)高壓區(qū)時收到周圍液體的擠壓而 潰滅，氣泡內(nèi)的氣體又重新凝結(jié)成 水，同時產(chǎn)生很高的 水錘壓力， 使材料的邊壁遭受侵蝕和破壞。 通常把這種現(xiàn)象，稱為水泵的氣蝕 現(xiàn)象。25、表征水泵的氣蝕性能的參數(shù)有兩種表達(dá)形式： 吸上真空高度 和 氣蝕余量，前者常用于離心 泵和中、小型泵，后者常用于軸流 泵和 大型混流泵。所謂水泵的吸上真空高度 是指水泵進(jìn)口 s - s斷面上的真空 度，其大小以

12、換算到 水泵基準(zhǔn)面的米 水柱數(shù)來表示，即：H - PaPsH s -式中：Pa為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，Pa二101.3kPa ； Ps為泵進(jìn)口 s - s斷面的絕對壓力，Pa ;'為20C時水的密度，' = 9 8 06k g/ m吸上真空高度Hs育弋弋二心倉血式中：Hg為進(jìn)水池水面的位置咼度，即 水泵的安裝咼度，m ； Pe為進(jìn)水池水面上的壓力，Pa ; vs為水泵入口 s - s斷面的平均流 速，m/ s w為吸水管路水力損失，m。26、產(chǎn)生氣蝕的原因分析：水泵安裝高度過高；水泵偏離設(shè)計工況運(yùn)行； 水泵過流部件材料抗氣蝕 能力差; 泵本身抗氣蝕 能力較差。27、氣蝕的危害水泵性能 惡

13、化；水泵過流部件發(fā)生破壞；產(chǎn)生噪音和 振動。28、當(dāng)吸水面上的壓力不為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，且水溫不是20C時，要保證水泵不發(fā)生氣蝕應(yīng)滿足:Hs =10.33-丘 HgPg舟ZWs弋g29、氣蝕余量氣蝕余量是國際上通常采用的標(biāo)準(zhǔn)水泵氣蝕性能參數(shù)，用NPSKA h表示。氣蝕余量是指在 水泵進(jìn)口斷面，單位重量的液 體具有的超過氣化壓頭的剩余能量，其大小以換算到水泵基準(zhǔn)面的 米水柱數(shù)來表示。通常用必需氣蝕余量來描述 水泵本身的氣蝕性能；用有效氣 蝕余量，又稱裝置氣蝕余量，來描述裝置吸入條件對 水泵氣蝕的影 響。必需氣蝕余量用符號 NPSbMA h r表示，有效氣蝕余量用符號 NPSaA h a表示。30、氣蝕

14、相似率對轉(zhuǎn)速變化的同一臺水泵，則有hr nhr2n2該公式說明，同一臺 水泵的必需氣蝕余量與轉(zhuǎn) 速的平方成正 比，即當(dāng)轉(zhuǎn)速增加后，必需氣蝕余量成平方的增加，而 水泵的抗氣 蝕性能大大下降。31、氣蝕比轉(zhuǎn)數(shù)氣蝕比轉(zhuǎn)數(shù)的定義式：hr4式中：n為額定轉(zhuǎn) 速，r/ m i n ； Q為對應(yīng)于單吸 泵最高效率點的流量，m3/ s ;若為雙吸 泵，則以2代入； h r為對應(yīng)于 泵最高效率點的必需氣蝕余量，m。32、水泵安裝高度最大值式中：-g為吸水面上的實際壓力 水頭，Tg為被抽水實際溫度下的 氣化壓頭。33、水泵的并聯(lián)運(yùn)行 是指兩臺或兩臺以上的 水泵向同一條出水管路 的工作方式。34、水泵的串聯(lián)運(yùn)行是指幾臺水泵順序連接，前一臺 水泵的出口 向后一臺水泵的進(jìn)口供水的運(yùn)行方式。35、節(jié) 流 調(diào)節(jié)通過改 變閥門開度的工況 調(diào)節(jié)方法稱為 節(jié)流調(diào)節(jié) 。36、分流 調(diào)節(jié)在水泵 出水管上接裝一條支管或旁通管，引去部分 水流，來 改變水泵 的工作點，稱為分流 調(diào)節(jié) 。37、變速調(diào)節(jié) Page13038 、提 水灌排區(qū)的劃分單站集中控制方式；多站分區(qū)控制方式；多站分級控制方式；單站分級控制方式。39 、特征 水位灌溉、供 水泵站進(jìn)水 池水位 防洪 水位； 設(shè)計 水位； 最高運(yùn)行 水