農(nóng)業(yè)機(jī)械-第六章灌溉機(jī)械-第一節(jié)農(nóng)用水泵

第六章灌溉機(jī)械第一節(jié)農(nóng)用水泵第二節(jié)噴灌系統(tǒng)第三節(jié)微灌系統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)1、了解常用灌溉系統(tǒng)的種類和特點(diǎn)2、了解水泵的構(gòu)造、工作原理掌握其選用3、熟悉噴頭和低滴頭的構(gòu)造及使用方法概述

灌溉系統(tǒng)類型及特點(diǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常用的灌溉系統(tǒng)包括地面灌溉系統(tǒng)、噴灌系統(tǒng)和微灌系統(tǒng)等。地面灌溉系統(tǒng)：利用抽水設(shè)備提水，通過渠道、畦溝輸水至作物，進(jìn)行灌溉的一種方法。由水源、抽水設(shè)備及渠道工程組成。有溝灌、畦灌和淹灌等多種方式溝灌在作物行間開溝，灌水時(shí)，水在溝中邊流邊滲的灌溉方法。畦灌在田間起土筑埂，將田塊分割成許多狹長(zhǎng)的灌水畦。把水從輸水溝入畦中，水流沿畦長(zhǎng)方向向前移邊流邊滲潤(rùn)濕土層的灌水方法。主要適用于灌溉窄行密植作物或撒播作物或蔬菜、露地花卉、苗圃和密植果樹等。地面灌溉系統(tǒng)的特點(diǎn)耗水量大、能耗多、易引起土壤板結(jié)和土肥流失，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少。目前，世界90%采用此法。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足，廣大農(nóng)村地區(qū)的技術(shù)管理水平較低，大面積推廣噴灌、微灌等先進(jìn)灌水技術(shù)還受到很大的限制，97%灌溉采用地面灌溉方式。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)還仍會(huì)以地面灌溉為主。噴灌系統(tǒng)由水源，動(dòng)力機(jī)，水泵，輸配水管道（干管、支管、豎管等）及噴頭等部分組成。噴灌是利用水泵加壓或利用水源的自然落差，通過噴頭將水噴射到空中，均勻地散成細(xì)小水滴對(duì)作物進(jìn)行灌溉。淹灌在田間不做溝、不做埂，灌水時(shí)任水四處漫溢的灌溉方法。粗放和原始的方法。特點(diǎn)節(jié)水、高效，可調(diào)節(jié)田間小氣候，預(yù)防霜凍，減少水、肥、土的流失，適應(yīng)性強(qiáng)。但受風(fēng)力影響大，在干熱天氣蒸發(fā)損失較大。噴灌作為先進(jìn)的灌溉方式在我國(guó)發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｎ⒐嘞到y(tǒng)

由水泵、過濾器、灌水器、管道、管路附件及控制元件組成。微灌是按照作物需水要求通過低壓管道系統(tǒng)和安裝在其尾部的灌水器（滴頭、微噴頭、滴灌帶等），把水分和養(yǎng)分直接送到作物根部附近的土壤中，使作物根部的土壤經(jīng)常保持在最佳水、肥狀態(tài)的灌水方法。特點(diǎn)點(diǎn)灌水水流流量量小小，，能能較較精精確確控控制制灌灌水水量量，，省省水水、、省省時(shí)時(shí)、、省省電電、、高高效效。。按灌灌水水器器的的種種類類的的不不同同：：分分滴滴灌灌、、微微灌灌、、滲滲灌灌等等方方式式，，其其中中滴滴灌灌應(yīng)應(yīng)用用最最廣廣，，在在我我國(guó)國(guó)，，滴滴灌灌技技術(shù)術(shù)推推廣廣應(yīng)應(yīng)用用較較快快，，是是我我國(guó)國(guó)近近幾幾年年來來重重點(diǎn)點(diǎn)推推廣廣項(xiàng)項(xiàng)目目。。微微灌灌是是近近幾幾年年發(fā)發(fā)展展的的先先進(jìn)進(jìn)噴噴灌灌技技術(shù)術(shù)，，是是今今后后發(fā)發(fā)展展的的趨趨勢(shì)勢(shì)。灌溉系統(tǒng)組成灌溉系統(tǒng)類型型多，但組成成大致相同：：提水增壓設(shè)備備（動(dòng)力設(shè)備））：動(dòng)力機(jī)、水泵輸水管道供水部件：噴頭、滴頭頭第一節(jié)農(nóng)用水泵一、概述水泵是把動(dòng)力力機(jī)的機(jī)械能能傳給水，把把水送到高處處或遠(yuǎn)處。農(nóng)用水泵大多多數(shù)是葉片泵泵，按其結(jié)構(gòu)構(gòu)原理不同，，可分為離心心泵、軸流泵泵和混流泵三三大類。常用用水泵有下列列幾種：1.離心泵泵是利利用葉輪旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的離心力吸水、揚(yáng)水的水泵。。流量小，揚(yáng)揚(yáng)程高，適用的流量量和揚(yáng)程范圍圍廣，應(yīng)用最最普遍。單級(jí)單吸離心心泵三級(jí)離心泵立式管道泵2.軸流泵是利用葉輪旋旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片對(duì)對(duì)水的軸向推推力而工作的水泵。流量量大，揚(yáng)程低低，適用于平原原河網(wǎng)地區(qū)的的固定灌溉。。3.混流泵既利用葉輪的的離心力又利利用葉輪的軸軸向推力揚(yáng)水水的水泵。流流量和揚(yáng)程介介于前兩者之之間，適用于平原原和丘陵地區(qū)區(qū)。4、潛水泵是把立式電動(dòng)動(dòng)機(jī)和水泵裝裝在一起，可可以全部潛在在水中工作的的水泵。使用用方便，多用用于溝渠、池池塘地帶。5、深井泵為多級(jí)單吸離離心泵，是專專用于從井中中抽水的一種種水泵。適用用于北方以井井灌為主的地地區(qū)。6、水輪泵以水輪機(jī)和離離心泵組成的的提水機(jī)械。。適用于南方方水利資源豐豐富，水陡流流急的山區(qū)。?；炝鞅萌~輪軸流泵1．進(jìn)水喇叭叭2.出出水彎管3.聯(lián)軸軸器4.導(dǎo)導(dǎo)水葉5.葉輪輪二、離心泵（一）離心泵的一般般構(gòu)造主要包括回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)部分和固定定部分組成。。1、回轉(zhuǎn)部分分：葉輪、泵軸、、傳動(dòng)帶輪（或或聯(lián)軸器）等等。離心泵的基本本結(jié)構(gòu)圖所示為單級(jí)級(jí)離心泵的結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。。離心泵結(jié)構(gòu)示意圖（1）葉輪功用：把動(dòng)力機(jī)的機(jī)機(jī)械能傳遞給給水，轉(zhuǎn)變成成水的動(dòng)能和和壓力能，從而獲得一一定的流量和和揚(yáng)程。組成：由輪轂，葉片片，前后蓋板板組成。類型：葉輪按其有無無前后蓋板，，可分為封閉式（清水）、半封閉式（含雜質(zhì)的水水）和開式（泥漿）三種。（1）封閉式式：葉輪兩側(cè)側(cè)有前蓋板和和后蓋板，液液體從葉輪中中間入口進(jìn)入入經(jīng)兩蓋板與與葉輪片之間間的流道流向向葉輪邊緣，，液體在兩葉葉片間通道內(nèi)內(nèi)流動(dòng)時(shí)無倒倒流現(xiàn)象。該該泵效率高，，廣泛用于輸輸送清潔液體體。。（2）半開式式葉輪(或稱稱半閉式)：：吸入口一一側(cè)無前蓋板板，適于輸送送含小顆粒的的溶液，輸送送效率低。（3）開式：：葉輪兩側(cè)不不裝蓋板。葉葉片少，葉片片流道寬，適適于輸送含雜雜質(zhì)的液體（（漿料或含有固固體懸浮物的的液體），因因葉輪不裝蓋蓋板，液體在葉片間間運(yùn)動(dòng)時(shí)易產(chǎn)產(chǎn)生倒流，故故效率較低。。前蓋板葉片后蓋板（2）泵軸、、傳動(dòng)帶輪（（或聯(lián)軸器））作用：將動(dòng)力力機(jī)的機(jī)械能能傳給葉輪。。泵軸的一端安安有葉輪，另另一端裝傳動(dòng)動(dòng)帶輪（或聯(lián)聯(lián)軸器），中中部用軸承支支承。2、固定部分分：泵體、托架、、密封裝置和和出水口等（1）泵體：：外形似蝸牛牛殼，內(nèi)腔和和葉輪外緣構(gòu)構(gòu)成由小到大大的渦旋形流流道，用來平順地引入水水流，將葉輪輪甩出的水匯匯集、導(dǎo)出，，并減慢速度度，增加水壓壓。蝸殼形鑄件，，由進(jìn)水道、、出水道和殼殼體組成，泵體上部有放放氣螺孔，下下部有放水螺螺孔，內(nèi)腔安裝葉輪輪。（2）密封裝置：用于封閉泵軸軸和泵體軸孔孔之間的間隙隙，防止漏水和和空氣竄入。常用的填料密密封裝置由填填料室、填料料（浸油或涂石墨墨的石棉繩）、水封環(huán)、填填料壓蓋構(gòu)成成。3、附件底閥、吸水管管、壓水管和和閘閥等組成成。（二）離心泵的工作作原理（壓水和吸水水）壓水過程：離心泵在動(dòng)力力機(jī)帶動(dòng)下，，葉輪高速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪中中部的水被葉葉片的離心力力甩向四周，并在葉葉輪外緣沿切切線方向甩離離葉輪，沿著著泵體內(nèi)的渦渦旋形流道流流動(dòng)，速度降降低，壓力增增大，水流便沿著出出水管壓到高高處去，這就就是壓水過程程。吸水過程：在壓水的同時(shí)時(shí)，當(dāng)葉輪中中的水被甩出出時(shí)，葉輪中中心處和進(jìn)水口處便便形成一定的的真空，水源源處的水在大大氣壓力作用用下通過進(jìn)水水管進(jìn)入葉輪輪，這就是吸吸水過程。水水泵的吸水水過程和壓水水過程是連續(xù)續(xù)作用的，所所以水流就源源源不斷地從從低處送向高高處。（三）、水泵的性能能參數(shù)1.流量Q：水泵單單位時(shí)間內(nèi)的的出水量。銘牌上所標(biāo)的的流量是指水水泵在最高效效率時(shí)的流量量。2.揚(yáng)程H：水泵在在理論上能夠夠提水的高度度，也稱總揚(yáng)揚(yáng)程。就是水水泵銘牌上的的揚(yáng)程值。是指水泵在最最高效率時(shí)的的揚(yáng)水能力。。包括實(shí)際揚(yáng)揚(yáng)程（實(shí)際吸吸程和實(shí)際壓壓程）和損失失揚(yáng)程。實(shí)際揚(yáng)程Hj：水泵的實(shí)際際提水高度。。實(shí)際揚(yáng)程是是實(shí)際吸水揚(yáng)揚(yáng)程Hjx與實(shí)際壓水揚(yáng)揚(yáng)程Hjy之和。Hj=Hjx+Hjy由于吸水揚(yáng)程程受大氣壓的的限制，一般般在2.5~8.5m之之間。損失揚(yáng)程h：水流經(jīng)過過管道及各種種附件時(shí)，由由于摩擦、撞撞擊、繞彎等等而消耗的那那一部分揚(yáng)程程。損失揚(yáng)程程的大小與管管道長(zhǎng)度、內(nèi)內(nèi)壁粗糙程度度、管道內(nèi)徑徑、水流速度度以及附件的的結(jié)構(gòu)形狀有有關(guān)。損失揚(yáng)程是吸吸水損失揚(yáng)程程hx與壓水損失揚(yáng)揚(yáng)程hy之和。h=hx+hy總揚(yáng)程 H=Hj+h=Hjx+Hjy+hx+hy3.功率和和效率：軸功率N：：水泵在規(guī)定定的流量和揚(yáng)揚(yáng)程情況下，，電動(dòng)機(jī)傳遞遞到水泵軸上上的功率。是是選配電動(dòng)機(jī)機(jī)功率的依據(jù)據(jù)。有效功率Nx：水泵傳遞給給水流的功率率。效率η：有效效功率與軸功功率的百分比比值。一般水水泵的效率為為60~80%，有些大大型水泵可超超過90%。。

η=Nx/N配套功功率Np：指水水泵配配套動(dòng)動(dòng)力機(jī)機(jī)的額額定功功率。。Np=KN/ηηc式式中：：ηc———傳動(dòng)動(dòng)效率率，聯(lián)聯(lián)軸傳傳動(dòng)取取1，，三角角膠帶帶傳動(dòng)動(dòng)取0.90~0.96，平平膠帶帶傳動(dòng)動(dòng)取0.90~0.98；ＫＫ———貯貯備功功率系系數(shù)，，見下下表：：水泵配配套動(dòng)動(dòng)力機(jī)機(jī)貯備備功率率系數(shù)數(shù)K4.轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速：額額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。。使用用時(shí)，，離心心泵的的轉(zhuǎn)速速一般般不超超過額額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的的5%。。轉(zhuǎn)速速降低低，可可以得得到不不同的的性能能指標(biāo)標(biāo)，但但太低低則效效率降降低，，甚至至抽不不出水水。5.允許吸吸上真真空高高度：：表示示水泵泵的吸吸水能能力，，也是是確定定安裝裝高度度的依依據(jù)，，一般般為2.5-8.5m，，安裝裝高度度比其其小0.5-1m。。6、離心泵泵的性性能曲曲線：：當(dāng)水水泵的的轉(zhuǎn)速速一定定時(shí)，，如果果調(diào)節(jié)節(jié)改變變水泵泵的流流量，，則水水泵的的揚(yáng)程程、軸軸功率率、效效率等等都將將隨之之變化化。各各種類類型的的水泵泵通過過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)測(cè)出出在額額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速條條件下下，其其揚(yáng)程程、軸軸功率率、效效率等等隨著著流量量變化化的關(guān)關(guān)系，，并以以曲線線形式式表示示，稱稱為水水泵的的性能能曲線線。Q—H曲線線：流流量增增加，，流速速增高高使泵泵內(nèi)的的水力力損失失增加加，所所以揚(yáng)揚(yáng)程降降低。。Q—N曲線線：隨隨著流流量增增加，，揚(yáng)程程下降降不多多，流流量與與揚(yáng)程程的乘乘積仍仍然增增大，，所以以軸功功率增增大。。流量量為零零時(shí)，，軸功功率最最小。。所以以，離離心泵泵要關(guān)閉閘閘閥起起動(dòng)，以減減輕起起動(dòng)負(fù)負(fù)荷。。此外外，離離心水水泵在在低于額額定揚(yáng)揚(yáng)程的的情況況下使使用時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)關(guān)小小閘閥閥，減少少流量量，避避免動(dòng)動(dòng)力機(jī)機(jī)因超超載而而損壞壞。軸軸流流泵的的這一一曲線線正好好相反反。Q—ηη曲線線：效效率在在設(shè)計(jì)計(jì)流量量處有有峰值值。在在選用水泵時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)使設(shè)設(shè)計(jì)總總揚(yáng)程程值和和流量量值在在Q--ηη曲線線的高高效工工作區(qū)區(qū)內(nèi)，，才能能得到到較高高的工工作效效率。。流量－－揚(yáng)程程曲線線（Q－H）流量－－功率率曲線線（Q－N）流量－－效率率曲線線（Q－ηη）流量－－允許許吸上上真空空高度度曲線線（Q－Hs））離心泵泵性能能曲線線軸流泵泵性能能（四））離心心泵的的選用用為滿足足灌溉溉需要