泵與泵站復(fù)習(xí)

1、緒論1泵輸送和提升水的裝置。能量轉(zhuǎn)換的一種機械，它是將動力機的機械能傳遞給被抽送的液體，從而使流體的能量增加。2水泵裝置水泵、進出水管路(流道) 的總和。3泵站由抽水裝置、泵房、輔助設(shè)備、附屬設(shè)備、電氣設(shè)備以及為保證機組正常運行機時修建的建筑物（泵房）、上下游連接建筑物的總和。4.水泵的分類 (1)葉片式水泵：離心泵、軸流泵、混流泵等。 (2)容積式水泵：活塞式往復(fù)泵、轉(zhuǎn)子泵等。 (3)其它類型水泵：螺旋泵、射流泵(又稱水射器)、水錘泵、水輪泵以及氣升泵等。5. 各種水泵特點： (1)、往復(fù)泵的特點小流量、高揚程。 (2)、軸流泵、混流泵的特點大流量、低揚程。(3)、離心泵的特點界于兩者之間。

2、6. 往復(fù)泵結(jié)構(gòu)：由泵缸、活塞、活塞桿、吸入和排出單向閥）構(gòu)成，有電動和汽動兩種驅(qū)動形式。原理：活塞往復(fù)運動，在泵缸中造成容積的變化并形成負(fù)壓和正壓，完成一次吸入和排出。特點：效率高而且高效區(qū)寬。能達到很高壓力，壓力變化幾乎不影響流量，因而能提供恒定的流量。具有自吸能力，可輸送液、氣混合物等。流量和壓力有較大的脈動速度低，尺寸大，結(jié)構(gòu)較離心泵復(fù)雜，需要有專門的泵閥，制造成本和安裝費用都較高。7. 軸流泵特點：（1）水在軸流泵的流經(jīng)方向是沿葉輪的軸相吸入、軸相流出，因此稱軸流泵。（2）揚程低（113米）、流量大、效益高，適于平原、湖區(qū)、河網(wǎng)區(qū)排灌。（3）起動前不需灌水，操作簡單水泵種類型號舉例型

3、號說明離心泵單級單吸離心泵IS100-65-200IS -單級單吸離心泵。 100-吸入口直徑，mm65-排出口直徑，mm 200-葉輪直徑，mm單級雙吸離心泵S500-59AS-單級單吸離心泵 500 -吸入口直徑，mm59 -水泵揚程 A 第一次切削20Sh-6A20 -吸入口直徑，mm Sh單級單吸離心泵 6-比轉(zhuǎn)速的110葉片式水泵1. 離心泵原理與構(gòu)造：原理：利用離心力，用葉片高速旋轉(zhuǎn)，使水快速旋轉(zhuǎn)，是旋轉(zhuǎn)的水在離心力作用下飛出構(gòu)造：葉輪、泵軸、泵殼、泵座、軸封裝置、減漏環(huán)、軸承座、聯(lián)軸器、軸向力平衡裝置特點：（1）進出水流方向互成90（2）在起動前必須向泵內(nèi)和吸水管內(nèi)灌注引水，或用

4、真空泵抽氣，以排出空氣形成真空（3）由于葉輪進口不可能形成絕對真空。離心泵葉輪：單吸式、雙吸式2.葉片泵基本性能參數(shù)：流量水泵在單位時間內(nèi)所輸送的液體數(shù)量。Q表示，單位是m3h或Ls揚程水泵對單位重量液體所作功。字母H表示，其單位為kgmkg軸功率泵軸得自原動機所傳遞來的功率，以N表示。效率水泵的有效功率與軸功率之比值，以表示。t：運行時間h 1：水泵的效率 2：電機的效率轉(zhuǎn)速水泵葉輪的轉(zhuǎn)動速度，通常以每分鐘轉(zhuǎn)動的次數(shù)來表示，以字母n表示常用單位為rmin允許吸上真空高度(Hs)指水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(即水溫為20、表面壓力為一個標(biāo)推大氣壓)運轉(zhuǎn)時，水泵所允許的最大的吸上真空高度。常用Hs來反映離

5、心泵的吸水性能。氣蝕余量(Hsv)指水泵進口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸氣壓力的富裕能量。常用氣蝕余量來反映軸流泵、鍋爐給水泵等的吸水性能。單位為mH20 。3. 基本方程式4. 離心泵裝置水泵配上管路及一切附件后的“系統(tǒng)”水泵裝置的工作揚程 （1）基本計算公式 （計算題：p25 例1）Hd： 以水柱高度表示的壓力表讀數(shù)（m）Hv： 以水柱高度表示的真空表讀數(shù)（m）設(shè)計揚程基本計算公式: HST: 水泵的靜揚程（mH2O） h：水泵裝置管路中水頭損失之總和（mH2O）5. 特性曲線在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚程、功率、效率等隨流量的變化關(guān)系。（判斷題）特性曲線的討論：(1)揚程H是隨流量Q的增

6、大而下降。(2)水泵的高效段：在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵存在一最高效率點，稱為設(shè)計點。該水泵經(jīng)濟工作點左右的一定范圍內(nèi)(一般不低于最高效率點的10左右)都是屬于效率較高的區(qū)段，在水泵樣本中，用兩條波形線“ ”標(biāo)出。(3)軸功率隨流量增大而增大，流量為零時軸功率最小。(“閉閘啟動”)(4)在QH曲線上各點的縱坐標(biāo)，表示水泵在各不同流量Q時的軸功率值。電機配套功率的選擇應(yīng)比水泵軸率稍大。 (5) 水泵的實際吸水真空值必須小于QHS曲線上的相應(yīng)值，否則，水泵將會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。(6) 水泵所輸送液體的粘度越大，泵體內(nèi)部的能量損失愈大，水泵的揚程(H)和流量(Q)都要減小，效率要下降，而軸功率卻增大，也即水泵

7、特性曲線將發(fā)生改變。6. 閉閘啟動泵啟動前，壓力管上閘閥是全閉的，待電動機運轉(zhuǎn)正常后，壓力表讀數(shù)達到預(yù)定數(shù)值后，再逐步打開閘門，使泵正常運行7. 工況點：水泵運行時，某一瞬時的出水流量、揚程、軸功率、效率及吸上真空高度等稱水泵瞬時工況點。決定工況點因素:（1）水泵本身型號；（2）水泵實際轉(zhuǎn)速；（3）管路系統(tǒng)及邊界條件。改變方式：(1)自動調(diào)節(jié) (2)人工調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥門；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速； 調(diào)節(jié)葉輪；水泵聯(lián)合運行8. 管路系統(tǒng)的特性曲線：管路總水頭損失圖解法求工況點畫出離心泵樣本中提供的該Q-H曲線，再按公式H=Hsr+h，在沿日朗的高度上，畫出管道損失特性曲線Q-h，兩條曲線相交于M點。此M點表示將水輸

8、送至高度為日卯時，泵供給水的總比能與管道所要求的總比能相等的那個點，稱它為該泵裝置的平衡工況點(也稱工作點)。只要外界條件不發(fā)生變化，泵裝置將穩(wěn)定地在這點工作，其出水量為QM，揚程為HM折引法在Q坐標(biāo)軸下先畫出曲線Q-h，再在Q-H上減去相應(yīng)流量下水頭損失，得（Q-H）曲線，此為折引特性曲線。后以水塔水位做一條水平線，與（Q-H）交于M1，代表該裝置靜揚程，由M1上做垂線引伸與Q-H交于M9. 調(diào)速運行工況： （計算題 p46 例3 p49 例4）調(diào)速運行泵在可調(diào)速的電機驅(qū)動下運行，通過改變轉(zhuǎn)速來改變泵裝置的工況點葉輪相似定律：幾何相似：兩個葉輪主要過流部分一切相對應(yīng)的尺寸成一定比例，所有的對

9、應(yīng)角相等。b2、b2m 實際泵與模型泵葉輪的出口寬度；D2、D2m實際泵與模型泵葉輪的外徑；運動相似：兩葉輪對應(yīng)點上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相應(yīng)點上水流的速度三角形相似。工況相似泵兩臺泵同時滿足幾何相似與運動相似葉輪相似定律：1、確定兩臺在相似工況下運行水泵的流量之間的關(guān)系。2、確定兩臺在相似工況下運行水泵的揚程之間的關(guān)系。3、確定兩臺在相似工況下運行水泵的軸功率之間的關(guān)系。10. 比例律公式：比轉(zhuǎn)速：模型泵：在最高效率下，當(dāng)有效功率Nu735.5 W(1HP)，揚程Hm1m，流量 m3s。這時該模型泵的轉(zhuǎn)數(shù)，就叫做與它相似的實際泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns 。將模型泵的Hm1m，Qm0

10、.075m3s代入比轉(zhuǎn)數(shù)(ns) 反映實際水泵的主要性能。當(dāng)轉(zhuǎn)速n一定時，ns越大，水泵的流量越大，揚程越低。ns越小，水泵的流量越小，揚程越高。 （計算題 p51 例5）11.換輪運行把泵的原葉輪外徑在車床上切削的小一些再安裝好運行 變徑調(diào)節(jié)切削葉輪 切削率公式 12. 并聯(lián)及串聯(lián)運行工況：并聯(lián)特點：(1) 增加供水量；(2) 通過開停水泵的臺數(shù)調(diào)節(jié)泵站的流量和揚程，以達到節(jié)能和安全供水；(3) 水泵并聯(lián)揚水提高泵站運行調(diào)度的靈活性和供水的可靠性。圖解法確定并聯(lián)工況：(1)繪制兩臺水泵并聯(lián)后的總和(Q-H)l+2曲線(2)繪制管道系統(tǒng)特性曲線,求并聯(lián)工況點M。(3)求每臺泵的工況點N結(jié)論：(

11、1)NN1,2，因此，在選配電動機時，要根據(jù)單條單獨工作的功率來配套。(2)QQ1,2，2QQ1+2即兩臺泵并聯(lián)工作時，其流量不能比單泵工作時成倍增加并聯(lián)機組的總軸功率及總效率：串聯(lián)特點：各水泵串聯(lián)工作時，其總和（Q-H）性能曲線等于同一流量下?lián)P程的疊加。13.正確吸水條件在抽水過程中，泵內(nèi)不產(chǎn)生氣蝕情況下的最大吸水高度氣蝕現(xiàn)象一般氣穴區(qū)域發(fā)生在葉片進口的壁面，金屬表面承受著局部水錘作用，經(jīng)過一段時期后，金屬就產(chǎn)生疲勞，金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之，應(yīng)力更加集中，葉片出現(xiàn)裂縫和剝落。在這同時，由于水和蜂窩表面間歇接觸之下，蜂窩的側(cè)壁與底之間產(chǎn)生電位差，引起電化腐蝕，使裂縫加寬，最后，幾條裂縫互相

12、貫穿，達到完全蝕壞的程度。兩個階段(1)表現(xiàn)在水泵外部的是輕微噪音、振動和水泵揚程、功率開始有些下降。(2)氣穴區(qū)就會突然擴大，水泵的H、N、就將到達臨界值急劇下降，最后終于停止出水。危害水泵性能惡化甚至停止出水；水泵過流部件發(fā)生破壞；產(chǎn)生噪音和振動；14.最大安裝高度（計算題 p82 例7）15.啟動前維護工作(1)檢查：螺栓、軸承、出水閥、壓力表及真空表，供配電設(shè)備 (2)盤車：轉(zhuǎn)動機組的聯(lián)軸器，檢查水泵及電動機內(nèi)有無不正常的現(xiàn)象 (3)灌泵：向水泵及吸水管中充水 (4)閉閘啟動：閉閘運行時間一般不應(yīng)超過23min16.軸流泵構(gòu)造吸入管；葉片；葉輪；導(dǎo)葉軸；機殼；出水彎管原理空氣動力學(xué)中機

13、翼的升理論性能特點(1)揚程隨流量的減小而劇烈增大，QH曲線陡降，并有轉(zhuǎn)折點 (2)QN曲線為陡降曲線，一般稱為“開閘啟動” (3)Q曲線呈駝峰形。也即高效率工作的范圍很小。開閘啟動原因Q-H曲線是陡降曲線， Q=0，其功率為N0=（1.21.4）N d所以要開閘啟動（第二章課件后有習(xí)題）其他泵與風(fēng)機1.射流泵：工作原理工作流體從噴嘴高速噴出時，在喉管入口處因周圍的空氣被射流卷走而形成真空，被輸送的流體QS即被吸入。兩股流體在喉管中混合并進行動量交換，使被輸送流體的動能增加，最后通過擴散管將大部分工作原理動能轉(zhuǎn)換為壓力能構(gòu)造噴嘴、吸入室、混合管、擴散管、吸水管、壓出管性能參數(shù)。2.氣升泵：工作

14、原理來自空氣壓縮機的壓縮空氣由輸氣管2經(jīng)噴嘴3輸入揚水管1，于是，在揚水管中形成空氣和水的水汽乳狀液，沿?fù)P水管而上涌，流入氣水分離箱4，在該箱中，水汽乳狀液以一定速度撞在傘狀鍾罩上，由于沖擊而到達了水汽分離的效果，分離出來的空氣經(jīng)氣水分離箱頂部的排氣孔5溢出，落下的水則借重力流出，由管道引入清水池。構(gòu)造揚水管、輸氣管、噴嘴、氣水分離箱、排氣孔、井管、傘形鐘罩3.往復(fù)泵：（和緒論重復(fù)）工作原理活塞往復(fù)運動，在泵缸中造成容積的變化并形成負(fù)壓和正壓，完成一次吸入和排出。結(jié)構(gòu)泵缸、活塞、活塞桿、吸入和排出單向閥）構(gòu)成，有電動和汽動兩種驅(qū)動形式。特點效率高而且高效區(qū)寬。能達到很高壓力，壓力變化幾乎不影響

15、流量，因而能提供恒定的流量。具有自吸能力，可輸送液、氣混合物等。流量和壓力有較大的脈動速度低，尺寸大，結(jié)構(gòu)較離心泵復(fù)雜，需要有專門的泵閥，制造成本和安裝費用都較高。4.螺旋泵：工作原理當(dāng)電動機帶動螺旋軸時，螺旋葉片下端與水接觸，水就從螺旋葉片進入葉片，水在重力作用下，隨葉片下降，由于轉(zhuǎn)動時的慣性力，葉片將水又提升、而后在重力作用下，水又下降至高一級葉片的底部如此不斷循環(huán)，水沿螺旋軸被一級一級地往上提起。結(jié)構(gòu)電動機、變速裝置、泵軸、葉片、軸承座、泵外殼給水泵站1. 分類：(1)按照水泵機組設(shè)置位置與地面的相對標(biāo)高關(guān)系:地面式泵站、地下式泵站、半地下式泵站。(2)按照操作條件及方式，泵站可分為人工

16、手動控制、半自動化、全自動化和遙控泵站。(3)在給水工程中，常見的分類是按泵站在給水系統(tǒng)中的作用可分為：取水泵站、送水泵站、加壓泵站及循環(huán)水泵站。2.取水泵站構(gòu)成吸水泵井、泵房、閘閥井 （填空）送水泵站構(gòu)成吸水井、送水泵站、管網(wǎng)、高低水池3.選泵依據(jù)流量、揚程、以及其變化規(guī)律選泵要點大小兼顧，調(diào)配靈活型號 整齊，互為備用 合理地用盡各水泵的高效段如何選擇：水泵類型主要根據(jù)揚程選擇臺數(shù)的確定(1)建設(shè)費與運行費。一般在同樣流量情況下，機組臺數(shù)越少，建設(shè)費和運行費越小。(2)運行管理。一般來說，機組臺數(shù)少，管理運行較方便(3)流量調(diào)節(jié)能力。機組臺數(shù)少，流量調(diào)節(jié)能力較差。(4)備用機組：對于灌溉泵站

17、，裝機39臺時，其中應(yīng)有l(wèi)臺備用，多于9臺時，應(yīng)有2臺備用。對于重要城市供水泵站，工作機組3臺及3臺以下時，應(yīng)增設(shè)1臺備用機組，多于3臺，應(yīng)增設(shè)2臺備用機組。4.布置形式：縱向排列適用于如IS型單級單吸懸管式離心泵。橫向排列適用側(cè)向進、出水的水泵，如單級雙吸臥式離心泵Sh型、SA型水泵5.吸水管路要求(1)不漏氣 防止漏氣，導(dǎo)致出水量減少，甚至吸不上水(2)不積氣 有積氣時，形成氣囊，影響過水能力，嚴(yán)重時破壞真空吸水(3)不吸氣 吸水管進口位置吸進氣體，導(dǎo)致泵正常吸水受到影響。壓水管路要求(1)不漏水 (2)方便檢修 法蘭連接 (3)安全 橡膠接頭、止回閥 (4)操作方便 直徑400mm，電動

18、閥6.水錘壓力管道中，流速的劇烈變化而引起一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象停泵水錘指水泵機組因突然失電或其他原因，造成開閥停車時，在水泵及管路中水流速度發(fā)生遞變而引起的壓力遞變現(xiàn)象。 停泵水錘的主要特點突然停電(泵)后，水泵工作特性開始進入水力暫態(tài)(過渡)過程，在此階段中，由于停電主驅(qū)動力矩消失，而機組由于慣性作用仍繼續(xù)正轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)速降低。機組轉(zhuǎn)速的突然降低導(dǎo)致流量減少和壓力降低，先在泵站處產(chǎn)生壓力降低。此壓力降以波(直接波或初生波)的方式由泵站及管路首端向末端的高位水池傳播，并在高位水池處引起升壓波(反射波)，此反射波由水池向管路首端及泵站傳播。停泵水錘防護措施(1)防止水柱分離 A、管

19、路布置B、調(diào)壓塔(2)防止升壓過高的措施 A、設(shè)置水錘消除器B、設(shè)空氣缸C、采用緩閉閥D、取消止回閥7. 給水泵站的土建要求：一級泵站一般建成地下式,沉井施工施工,充分利用空間二級泵站地面式或半地下式、土建與供電要一并考慮(節(jié)電)循環(huán)泵站地面式深井泵站由泵房與變電所組成。探井泵房的形式有地面式、半地下式和地下式3種。地面式造價最低，建成投產(chǎn)迅速；通風(fēng)條件好，室溫一般比半下地式的低 5-6 ；操作管理與檢修方便；室內(nèi)排水容易；水泵電動機運行噪聲擴散快，音量??；但出水管彎頭配件多，不便于工藝布置，且水頭損失較大。半地下式比地面式造價高；出水管可不用彎頭配件，便于工藝布置，且水力條件好，可稍節(jié)省電耗

20、及經(jīng)常運行費用，人防條件較好；但通風(fēng)條件較差，夏季室溫高；室內(nèi)有樓梯，有效面積縮?。徊僮鞴芾?、檢修人員上下、機器設(shè)備上下搬運均較不便；室內(nèi)地坪低，不利排水；水泵電動機運轉(zhuǎn)時，聲音不易擴散，聲量大；地下部分土建施工困難。地下式造價最高，施工困難最多，防水處理復(fù)雜；室內(nèi)排水困難；操作管理、檢修工作不便；但人防條件好；抗震條件好；因不受陽光照射，故夏季室溫較低8.設(shè)計基本步驟：(1)確定設(shè)計流量和揚程。(2)初步選泵和電動機或其它原動機，包括水泵的型號，工作泵和備用泵的臺數(shù)。(3)設(shè)計機組的基礎(chǔ)。(4)計算水泵的吸水管和壓水管的直徑。(5)布置機組和管道。(6)精選水泵和電動機。(7)選擇泵站中的附

21、屬設(shè)備。(8)確定泵房建筑高度。(9)確定泵房的平面尺寸，初步規(guī)劃泵站總平面。(10)向有關(guān)工種提出設(shè)計任務(wù)。(11)審校，會簽。(12)出圖。(13)編制預(yù)算。排水泵站1.水質(zhì)特征（1）糞便、紙屑、病原體、油類（2）有害氣體（3）酸堿性（4）其它懸浮物、有機物、無機物排水泵站分類按排水性質(zhì)劃分：污水泵站（排除污廢水） 雨水泵站（排除雨水） 合流泵站（污水+雨水） 污泥泵站（提升池底污泥）按控制方式劃分：人工控制泵站（手工操作） 自動控制泵站（設(shè)報警裝置） 遙控泵站（計算機操作）按規(guī)模劃分：大型泵站(35 kv) 最高日排水量超15000m3 中型泵站(10 kv、6kv) 居中 小型泵站(0.4kv) 低于5000m32. 污水泵站中的輔助設(shè)備格柵：最主要的輔助設(shè)備；水位控制器；計量設(shè)備；引水裝置；反沖洗裝置；排水設(shè)備；采暖與通風(fēng)設(shè)施；起重設(shè)備3. 雨水泵站的基本類型：構(gòu)成來水干管；格柵；水泵；壓水管；傳動軸；立式電機；拍門；出水井；出水管；單梁吊車干室式共分為三層,上層是電動機間;中層為機器間,安裝泵的軸和壓水管;下層是集水池優(yōu)點是:電動機運行良好,檢修方便 缺點是:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價高濕室式電動機層下面是集水池,泵浸于集水池內(nèi),優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單,造價較低 缺點是：站內(nèi)潮濕,有臭味,不利于人工管理和維護課后習(xí)題第二章：1. 某臺離心泵裝置的運行功