泵與泵站復(fù)習(xí)資料

1、泵與泵站1、泵是把原動(dòng)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(dòng)能和勢(shì)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(shí)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(hào)H表示，是指被輸送的單位重量液體流經(jīng)水泵后所獲得的能力增

2、值，即水泵實(shí)際傳給單位重量液體的總能量。其單位為 m（N n/ N m）。&功率是指水泵在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)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(dòng)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(dòng)屬于復(fù)合運(yùn)動(dòng)。10、進(jìn)口絕對(duì)流動(dòng)角 190°。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(dòng)做如下 3點(diǎn)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(dòng)狀態(tài)是穩(wěn)定均勻流動(dòng)。12、葉片泵基本方程式，或稱為基本能力方程式：Hu2 vui 5Tg式中Ht理論揚(yáng)程Vui 、Vu2

3、 分別為葉輪進(jìn)、出口的圓周分速U1、U2葉輪進(jìn)出口圓周速度13、 動(dòng)量矩定理：穩(wěn)定流動(dòng)中，流體質(zhì)量對(duì)某點(diǎn)的動(dòng)量矩隨時(shí)間的 變化率等于作用在該流體質(zhì)量上的所有外力對(duì)同一點(diǎn)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(duì)三種不同葉片型式葉輪的特點(diǎn)歸納如下：前彎式葉輪的特點(diǎn)是在 D2、n相同的情況下，產(chǎn)生的理論揚(yáng)程 HU最大, 或者說產(chǎn)生相同揚(yáng)程時(shí)可以有較小的葉輪外徑或轉(zhuǎn)速，但泵內(nèi)的流動(dòng)損失較 大，泵的效率較低。這是因?yàn)椋涸贒2、n、QT都相同的情況下，前彎式葉輪出口的絕對(duì)速度 V2最大，因此，流體流過葉輪及蝸殼時(shí)的能量損失也最大； 由于其反作用度tv 1/2，葉

4、輪傳遞給液流的總能量中，動(dòng)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(dòng)過程中的阻力損失，為此需要 將液流的部分動(dòng)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(dòng)損失較大；流道稱曲 折狀，即流道有兩個(gè)方向不同的彎曲，造成較大的流動(dòng)損失，流道所以有曲 折，是因?yàn)檫M(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D2、n相同的情況下，產(chǎn)生的理論揚(yáng)程 HU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，泵內(nèi)的流動(dòng)損失也較 前彎式葉輪的小。后彎式葉輪在D2、n相同的情況下，產(chǎn)生的理論揚(yáng)程 HU最小，但由于 葉輪內(nèi)的流

5、道較長， 流道截面的變化較緩和， 所以葉輪內(nèi)的流動(dòng)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(dòng)能（即t>1/2 ），故葉輪出口的絕對(duì)流速較低，使得液體在泵內(nèi)流動(dòng)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(dòng)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的總能量中勢(shì)能所占的比例大于動(dòng)能，泵內(nèi) 的流動(dòng)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(diǎn)顯而易見，所

6、以，通常離心泵葉輪均米用后彎式葉片，葉片出口安放角B b2=15° 45° ,常用角 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(shì)能揚(yáng)程占總揚(yáng)程的70% 75%）。美國學(xué)者A J Stepanof 在某種條件下推得的葉片出口最佳安放角為Bb2=22.5 °。15、應(yīng)用葉片泵的相似理論可以解決以下三個(gè)方面的問題: 借助模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)新泵; 運(yùn)行相似泵之間的性能轉(zhuǎn)算; 確定一臺(tái)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(shí)，水泵性能的變化。16、兩臺(tái)水泵內(nèi)部的流動(dòng)相似， 必需滿足幾何相似，

7、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng) 力相似三個(gè)條件。17、相似率第一相似率一一流量相似率3Q n D2_匚Qm nM D2M vM上式即為流量相似率的表達(dá)式，它指出兩臺(tái)幾何相似的水泵，在運(yùn)動(dòng)相似的條件下，其流量與泵葉輪出口直徑D （般采用葉輪出口直徑 D2）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HD?n2hH m D孑m nMhM上式即為揚(yáng)程相似率的表達(dá)式，它指出兩臺(tái)幾何相似的水泵，在運(yùn)動(dòng)相似的條件下，其揚(yáng)程與泵葉輪出口直徑D2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5P D2n3mMPmM D2M n3Mm上式即為功率相似率的表達(dá)式

8、，它指出兩臺(tái)幾何相似的水泵，在運(yùn)動(dòng)相似的條件下，其功率與泵葉輪出口直徑D2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nm的一次方成反比。18、相似率的特例僅水泵轉(zhuǎn)速改變時(shí)的相似率一一比例率當(dāng)兩臺(tái)幾何尺寸相同的水泵在不同轉(zhuǎn)速下輸送相同的液體時(shí)23rP|nnQ2 n?H 2 n孑 P2 n：比例率公式表明：當(dāng)葉片泵的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，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)速的三次方成正比。19、水泵的動(dòng)力比轉(zhuǎn)數(shù) nsnsnQ3.65石3/4ns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(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)程 Hs=1m有效功率Pes=1PS

9、=0.7355kV（相 應(yīng)的流量 Q =0.75m3/s ）。該標(biāo)準(zhǔn)葉輪稱為動(dòng)力比葉輪，動(dòng)力比葉輪的轉(zhuǎn)速ns即為水泵的動(dòng)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(duì)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 曲線）

10、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(jì)算泵的效率：gQhP由該公式可知，水泵的效率曲線有兩個(gè)零點(diǎn)：當(dāng)Q=0時(shí)，H工 0 時(shí)， =0; H=Q QM 0 時(shí)，=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， 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(shí)，水就會(huì)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(dòng)， 到達(dá)高壓區(qū)時(shí)收到周圍液體的擠

11、壓而 潰滅，氣泡內(nèi)的氣體又重新凝結(jié)成水，同時(shí)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，其大小以換算到水泵基準(zhǔn)面的米水柱數(shù)來表示，即：H_Pa _PsH sg g式中：Pa為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，Pa 101.3kPa ； Ps為泵進(jìn)口 s-s斷面的絕對(duì)壓力， Pa ;為20E時(shí)水的密度，=9806kg/m3。吸上真空高度papspaPegHg2g式中：Hg為進(jìn)水池水

12、面的位置高度，即水泵的安裝高度，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; hw 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(jì)工況運(yùn)行；進(jìn)水條件差；安裝地點(diǎn)海拔高程較高； 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化；水泵過流部件發(fā)生破壞；產(chǎn)生噪音和 振動(dòng)。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(shí)，要 保證水泵不發(fā)生氣蝕應(yīng)滿足：Hs 10.33 旦 Hg 尋 hw Hs ' Hs -Pv 0.24 g 2gg29、氣蝕余量氣蝕余量是國際上通常采用的標(biāo)

13、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(duì)水泵氣蝕的影 響。必需氣蝕余量用符號(hào) NPSKA hr表示，有效氣蝕余量用符號(hào) NPSaA ha表示。30、氣蝕相似率對(duì)轉(zhuǎn)速變化的同一臺(tái)水泵，則有hr1 n2hr 2 n2該公式說明，同一臺(tái)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：C 5

14、.62 普3h4式中：n為額定轉(zhuǎn)速，r/min ； Q為對(duì)應(yīng)于單吸泵最高效率點(diǎn)的流量，Qm/s ；若為雙吸泵，則以2代入； hr為對(duì)應(yīng)于泵最高效率點(diǎn)的必需氣蝕余32、水泵安裝高度最大值Hg聳PvghhwPePv式中：g為吸水面上的實(shí)際壓力水頭，g為被抽水實(shí)際溫度下的氣化壓頭33、水泵的并聯(lián)運(yùn)行 是指兩臺(tái)或兩臺(tái)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(tái)水泵順序連接， 前一臺(tái)水泵的出口向 后一臺(tái)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(diǎn)，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(jí)控制方式；單站分級(jí)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(jì)水位； 最高運(yùn)行水位；最低運(yùn)行水位； 評(píng)價(jià)運(yùn)行水位。40、特征揚(yáng)程設(shè)計(jì)