第二章葉片式水泵一課件

回顧1、敘述水泵在給排水工程中的地位和作用。2、水泵的定義？水泵是如何分類的？3、離心泵的主要組成及各部分的作用。4、水泵的發(fā)展趨勢(shì)是什么？回顧1、敘述水泵在給排水工程中的地位和作用。1第二章葉片式水泵2.1離心泵的工作原理與基本構(gòu)造2.2離心泵的主要零件2.3葉片泵的基本性能參數(shù)2.4離心泵的基本方程式2.5離心泵裝置的總揚(yáng)程2.6離心泵的特性曲線2.7離心泵裝置定速運(yùn)行工況2.8離心泵裝置調(diào)速運(yùn)行工況2.9離心泵裝置換輪運(yùn)行工況2.10離心泵并聯(lián)及串聯(lián)運(yùn)行工況2.11離心泵吸水性能2.12離心泵機(jī)組的使用及維護(hù)2.13軸流泵及混流泵2.14給水排水工程中常用的葉片泵第二章葉片式水泵2.1離心泵的工作原理與基本構(gòu)造22.1離心泵的工作原理與基本構(gòu)造

2.1.1兩個(gè)例子(1)在雨天，旋轉(zhuǎn)雨傘，水滴沿傘邊切線方向飛出，旋轉(zhuǎn)的雨傘結(jié)水滴以能量，旋轉(zhuǎn)的離心力把雨滴甩走，如圖所示。

2.1離心泵的工作原理與基本構(gòu)造2.1.1兩個(gè)例子3(2)在垂直平面上旋轉(zhuǎn)一個(gè)小桶，旋轉(zhuǎn)的離心力給水以能量，旋轉(zhuǎn)的離心力把水甩走，如圖所示。(2)在垂直平面上旋轉(zhuǎn)一個(gè)小桶，旋轉(zhuǎn)的離心力給水以能量，旋轉(zhuǎn)4第二章葉片式水泵葉片式水泵定義：是依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)以完成其能量的轉(zhuǎn)換。葉片式水泵分類：根據(jù)葉輪出水的水流方向可將葉片式水泵分為徑向流、軸向流和斜向流3種；徑向流的葉輪稱為離心泵，液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪中流動(dòng)時(shí)主要受到的是離心力作用。軸向流的葉輪稱為軸流泵，液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪中流動(dòng)時(shí)主要受到的是軸向升力的作用。斜向流的葉輪稱為混流泵，它是上述兩種葉輪的過渡形式，液體質(zhì)點(diǎn)在這種水泵葉輪中流動(dòng)時(shí)既受離心力的作用，又有軸向升力的作用。第二章葉片式水泵葉片式水泵定義：是依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)以完5葉片式水泵圖葉片式水泵圖6第一節(jié)離心泵的工作原理與基本構(gòu)造離心泵的基本構(gòu)造（單級(jí)單吸式離心泵）：泵殼、泵軸、葉輪等。離心泵的工作原理：利用水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)的離心力甩水，使得水的能量增加，能量增加的水通過泵殼和水泵出口流出水泵，再經(jīng)過壓水管輸往目的地。離心泵的工作過程：離心泵在啟動(dòng)之前，應(yīng)先用水灌滿泵殼和吸水管道，然后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使葉輪和水作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，水受到離心力作用被甩出葉輪，經(jīng)蝸形泵殼中的流道而流入水泵的壓水管道，由壓水管道而輸入管網(wǎng)中去。在這同時(shí)，水泵葉輪中心處由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大氣壓力作用下，沿吸水管而源源不斷地流入葉輪吸水口，又受到高速轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪的作用，被甩出葉輪而輸入壓水管道。這樣，就形成了離心泵的連續(xù)輸水。

第一節(jié)離心泵的工作原理與基本構(gòu)造離心泵的基本構(gòu)造（單級(jí)單7抽水裝置及抽水過程1、離心泵離心泵的抽水裝置底閥和蓮蓬頭彎管離心泵動(dòng)力機(jī)壓力管道出水池抽水裝置及抽水過程1、離心泵離心泵的抽水裝置底閥和蓮蓬頭彎管8離心泵的工作原理離心泵的工作原理92.2離心泵的主要零件

離心泵是由許多零件組成的，離心泵的組成主要有：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。2.2離心泵的主要零件離心泵是由許多零件組成的，離10單級(jí)單吸臥式離心泵1-葉輪；2-泵軸；3-鍵；4-泵殼；5-泵座；6-灌水孔；7-放水孔，8-接真空表孔，9-接壓力表孔，10-泄水孔，11-填料盒；12-減漏環(huán)；13-軸承座；14-壓蓋調(diào)節(jié)螺栓；15-傳動(dòng)輪單級(jí)單吸臥式離心泵11單級(jí)單吸臥式離心泵單級(jí)單吸臥式離心泵12單級(jí)單吸臥式離心泵單級(jí)單吸臥式離心泵13一、葉輪葉輪是離心泵的主要零件，葉輪的形狀和尺寸是通過水力計(jì)算來決定的。選擇葉輪材料時(shí)，除了要考慮離心力作用下的機(jī)械強(qiáng)度以外，還要考慮材料的耐磨和耐腐蝕性能。目前多數(shù)葉輪采用鑄鐵、鑄鋼和青銅制成。葉輪一般可分為單吸式葉輪與雙吸式葉輪兩種。單吸式葉輪是單邊吸水，葉輪的前蓋板與后蓋板呈不對(duì)稱狀。雙吸式葉輪兩邊吸水，葉輪蓋板呈對(duì)稱狀，一般大流量離心泵多數(shù)采用雙吸式葉輪。雙吸式葉輪1-吸入口；2一輪蓋；3一葉片4一輪轂；5一軸孔單吸式葉輪1-前蓋板；2一后蓋板；3一葉片4一葉槽；5一吸入口；6—輪轂；7—泵軸一、葉輪葉輪是離心泵的主要零件，葉輪的形狀和尺寸是通過水力計(jì)14葉輪按其蓋板情況可分封閉式葉輪、開式葉輪和半開式葉輪3種形式

封閉式開式半開式葉輪按其蓋板情況可分封閉式葉輪、開式葉輪和半開式葉輪3種形式15二、泵軸泵軸是用來旋轉(zhuǎn)泵葉輪的，常用材料是碳素鋼和不銹鋼。泵軸應(yīng)有足夠的抗扭強(qiáng)度和足夠的剛度，其撓度不超過允許值；工作轉(zhuǎn)速不能接近產(chǎn)生共振現(xiàn)象的臨界轉(zhuǎn)速。二、泵軸泵軸是用來旋轉(zhuǎn)泵葉輪的，常用材料是碳素鋼和不銹鋼。162、泵軸3、泵殼4、泵座鑄鐵水泵配件、泵軸泵鍵2、泵軸鑄鐵水泵配件、泵軸泵鍵17三、泵殼

泵殼通常鑄成蝸殼形，其過水部分要求有良好的水力條件。泵殼頂上設(shè)有充水和放氣的螺孔，以便在水泵起動(dòng)前用來充水及排走泵殼內(nèi)的空氣。三、泵殼泵殼通常鑄成蝸殼形，其過水部分要求有良好的水力條18四、泵座

泵座上有與底板或基礎(chǔ)固定用的法蘭孔。上述的零件中，葉輪和泵軸是離心泵中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，泵殼和泵座是離心泵中的固定部件。四、泵座泵座上有與底板或基礎(chǔ)固定用的法蘭孔。19五、軸封裝置葉輪水泵軸固定部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的間隙五、軸封裝置葉輪水泵軸固定部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的間隙20

六、減漏環(huán)（密封環(huán)）葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處存在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)接縫，容易發(fā)生水的回流。產(chǎn)生容積損失。減漏環(huán)減漏環(huán)六、減漏環(huán)（密封環(huán)）葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處存215、軸封裝置：泵軸與泵殼間(1)填料密封壓蓋填料型填料盒1軸封套；2填料；3水封管；4水封環(huán)；5壓蓋5、軸封裝置：泵軸與泵殼間壓蓋填料型填料盒22(2)機(jī)械密封DY101型系列機(jī)械密封(2)機(jī)械密封DY101型系列機(jī)械密封23112型系列機(jī)械密封112型系列機(jī)械密封246、減漏環(huán)(承磨環(huán))

葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處

1、泵殼；2、鑲在泵殼上的減漏環(huán)；3、葉輪；4、鑲在葉輪上的減漏環(huán)6、減漏環(huán)(承磨環(huán))1、泵殼；2、鑲在泵殼上的減漏環(huán)；257、軸承座

ZHZ滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承7、軸承座ZHZ滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承268、聯(lián)軸器

ZML膜片及連軸器8、聯(lián)軸器ZML膜片及連軸器279、軸向力平衡措施

平衡孔1排出壓力；2加裝的減漏環(huán)3平衡孔；4泵殼上的減漏環(huán)9、軸向力平衡措施平衡孔28IS型單級(jí)單吸離心泵IS型單級(jí)單吸離心泵29單級(jí)雙吸離心泵單級(jí)雙吸離心泵30單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)圖1泵體；2泵蓋；3葉輪；4泵軸；5密度封環(huán)；6軸套：7填料盒；8填料；9水封環(huán)；10壓蓋；11軸套螺母：12軸承體；13固定螺釘；14軸承體壓蓋；15滾動(dòng)軸承；16聯(lián)軸器；17軸承端；18擋水圈；19螺桿；20鍵單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)圖31單級(jí)單吸臥式離心泵基本構(gòu)造

1一葉輪；2一泵軸；3一鍵；4一泵殼；5一泵座；6一灌水孔；7一放水孔；8一接真空表孔；9一接壓力表孔；10一泄水孔；1l一填料盒；12一減漏環(huán)；13一軸承座；14一壓蓋調(diào)節(jié)螺栓；15一傳動(dòng)輪單級(jí)單吸臥式離心泵基本構(gòu)造32立式軸流泵結(jié)構(gòu)圖立式軸流泵結(jié)構(gòu)圖33軸流泵的基本組成1、軸流泵的工作原理：軸流泵是利用葉輪在水中旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的推力將水推擠上升的。2、軸流泵的組成：喇叭管、葉輪、導(dǎo)葉體、出水管、泵軸、橡膠軸承、填料函。軸流泵的基本組成1、軸流泵的工作原理：軸流泵是利用葉輪在水中342.3葉片泵的基本性能參數(shù)水泵的6個(gè)性能參數(shù)：1、流量(抽水量)——水泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的液體數(shù)量。用字母Q表示，常用的體積流量單位是m3／h或L／s。常用的重量流量單位是t／h。

2.3葉片泵的基本性能參數(shù)水泵的6個(gè)性能參數(shù)：352、揚(yáng)程(總揚(yáng)程)——水泵對(duì)單位重量(1kg)液體所作功，也即單位重量液體通過水泵后其能量的增值。用字母H表示，其單位為kg·m／kg，也可折算成被送液體的液柱高度(m)；工程中用國(guó)際壓力單位帕斯卡(Pa)表示。2、揚(yáng)程(總揚(yáng)程)——水泵對(duì)單位重量(1kg)液體所作功，363、軸功率——泵軸得自原動(dòng)機(jī)所傳遞來的功率稱為軸功率，以N表示。原動(dòng)機(jī)為電力拖動(dòng)時(shí)，軸功率單位以kw表示。有效功率——單位時(shí)間內(nèi)流過水泵的液體從水泵那里得到的能量叫做有效功率，以字母表示泵的有效功率為3、軸功率——泵軸得自原動(dòng)機(jī)所傳遞來的功率稱為軸功率，以N表374、效率——水泵的有效功率與軸功率之比值，以η表示。t：運(yùn)行時(shí)間hη1：水泵的效率η2：電機(jī)的效率4、效率——水泵的有效功率與軸功率之比值，以η表示。38例：某水廠取水泵站，供水量Q＝8.64×104m3／d，揚(yáng)程H=30m；水泵及電機(jī)的效率均為70％，則該泵站工作10h其電耗值？例：某水廠取水泵站，供水量Q＝8.64×104m3／d，揚(yáng)程39

5、轉(zhuǎn)速——水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)來表示，以字母n表示常用單位為r／min。

在往復(fù)泵中轉(zhuǎn)速通常以活塞往復(fù)的次數(shù)來表示(次／nlin)5、轉(zhuǎn)速——水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)來表406允許吸上真空高度(Hs)及氣蝕余量(Hsv)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(gè)標(biāo)推大氣壓)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵所允許的最大的吸上真空高度(即水泵吸入口的最大真空度)。單位為mH20。水泵廠一般常用Hs來反映離心泵的吸水性能。氣蝕余量(Hsv)——指水泵進(jìn)口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸氣壓力的富裕能量。水泵廠一般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。氣蝕余量在水泵樣本中也有以Δh來表示的。6允許吸上真空高度(Hs)及氣蝕余量(Hsv)412.4離心泵的基本方程式2.4.1葉輪中液體的流動(dòng)情況(1)相對(duì)速度W；圓周速度u；(牽連速度)絕對(duì)速度C(2)C與u的夾角α；C與W的夾角β2.4離心泵的基本方程式2.4.1葉輪中液體的流動(dòng)情況(142（a)后彎式(β２＜90°)（b)徑向式(β２

＝

90°)（b)前彎式

(β２＞

90°)離心泵葉片形狀（a)后彎式（b)徑向式（b)前彎式離心泵葉片形狀43葉輪出口速度三角形

葉輪出口速度三角形

442.4.2基本方程式的推導(dǎo)三點(diǎn)假定：(1)液流是恒定流；(2)葉槽中，液流均勻一致，葉輪同半徑處液流的同名速度相等。(3)液流為理想液體，也即無(wú)粘滯性。2.4.2基本方程式的推導(dǎo)45恒定元流的動(dòng)量方程對(duì)某固定點(diǎn)取矩，可得到恒定元流的動(dòng)量矩方程單位時(shí)間里控制面內(nèi)恒定總流的動(dòng)量矩變化(流出液體的動(dòng)量矩與流入液體的動(dòng)量矩之矢量差)等于作用于該控制面內(nèi)所有液體質(zhì)點(diǎn)的外力矩之和。恒定元流的動(dòng)量方程對(duì)某固定點(diǎn)取矩，可得到恒定元流的動(dòng)量矩方程46取進(jìn)出口輪緣(兩圓柱面)為控制面。組成M的外力有：1、葉片迎水面和背水面作用于水的壓力P2及Pl；2、作用葉輪進(jìn)出口圓柱面上的水壓力P3及P4，它們都沿著徑向，所以對(duì)轉(zhuǎn)軸沒有力矩；3、作用于水流的摩擦阻力P5及P6，但由于是理想液體，故不予考慮；4、重力的合力矩等于零

取進(jìn)出口輪緣(兩圓柱面)為控制面。471、對(duì)輪心取矩2、葉輪對(duì)流體所作功率3、理論揚(yáng)程Cα21、對(duì)輪心取矩2、葉輪對(duì)流體所作功率3、理論揚(yáng)程Cα2482.4.3基本方程式的討論（1）為了提高水泵的揚(yáng)程和改善吸水性能，取α１＝90°，既Ｃ１u=0則（2）

則增加轉(zhuǎn)速(n)相加大輪徑(D2)，可以提高水泵之揚(yáng)程。2.4.3基本方程式的討論49(3)離心泵的理論揚(yáng)程與液體的容重?zé)o關(guān)但當(dāng)輸送不同容重的液體時(shí)，水泵所消耗的功率將是不同的。(4)

水泵的揚(yáng)程由兩部分能量組成，一部分為勢(shì)揚(yáng)程(H1)，另一部分為動(dòng)揚(yáng)程(H2)，它在流出葉輪時(shí)，以比動(dòng)能的形式出現(xiàn)。(3)離心泵的理論揚(yáng)程與液體的容重?zé)o關(guān)502.4.4基本方程式的修正假定1基本滿足。假定2“反旋現(xiàn)象”。假定3有水力損耗ηh——水力效率;p——修正系數(shù)。2.4.4基本方程式的修正ηh——水力效率;512.5.1離心泵裝置

水泵配上管路及一切附件后的“系統(tǒng)”2.5.2水泵的總揚(yáng)程基本計(jì)算方法：（1）進(jìn)出口壓力表表示（校核）（2）用揚(yáng)升液體高度和水頭損失表示（設(shè)計(jì)）§2.5離心泵裝置的總揚(yáng)程2.5.1離心泵裝置§2.5離心泵裝置的總揚(yáng)程522.5.2

水泵裝置的工作揚(yáng)程（1）基本計(jì)算公式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）2.5.2水泵裝置的工作揚(yáng)程53（2）公式推導(dǎo):（2）公式推導(dǎo):542.5.3水泵裝置的設(shè)計(jì)揚(yáng)程（1）基本計(jì)算公式:HST：水泵的靜揚(yáng)程（mH2O）Σh：水泵裝置管路中水頭損失之總和（mH2O）2.5.3水泵裝置的設(shè)計(jì)揚(yáng)程55（2）公式推導(dǎo):同理：（2）公式推導(dǎo):同理：56思考：對(duì)于公式有沒有簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行公式推導(dǎo)？思考：57注：本節(jié)中所介紹的求水泵揚(yáng)程公式，對(duì)于其它各種布置形式的水泵裝置也都適用，包括自灌式。自灌式水泵的公式推求，請(qǐng)大家自學(xué)。

注：本節(jié)中所介紹的求水泵揚(yáng)程公式，對(duì)于其它各種布置形式的水泵58例：水泵流量Q=120l

/s，吸水管管路長(zhǎng)度l1=20m；壓水管管路長(zhǎng)度l2=300m；吸水管徑Ds=350mm，壓水管徑Dd=300mm；吸水水面標(biāo)高58.0m；泵軸標(biāo)高60.0m；水廠混合池水面標(biāo)高90.0m。求水泵揚(yáng)程。

注：i1=0.0065,i2=0.0148；吸水進(jìn)口采用濾水網(wǎng)，90彎頭一個(gè)，DN=350*300mm漸縮管一個(gè)；壓水管按長(zhǎng)管計(jì)，局部水頭損失占沿程10%。注：i1=0.0065,i2=0.0148；59§2.6離心泵的特性曲線2.6.1離心泵的特性曲線

特性曲線：在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程、功率、效率等隨流量的變化關(guān)系稱為特性曲線。它反映泵的基本性能的變化規(guī)律，可做為選泵和用泵的依據(jù)。各種型號(hào)離心泵的特性曲線不同，但都有共同的變化趨勢(shì)?！?.6離心泵的特性曲線2.6.1離心泵的特性曲線602.6.2理論特性曲線的定性分析理論揚(yáng)程－流量（Ｈ－Ｑ）QT——泵理論流量(m3／s)。也即不考慮泵體內(nèi)容積損失(如漏泄量、回流量等)的水泵流量；F2——葉輪的出口面積(m2)；C2m——葉輪出口處水流絕對(duì)速度的徑向分速(m／s)。β２＜90°β２>90°β２＝90°QTHT2.6.2理論特性曲線的定性分析QT——泵理論流量(m3／s61理論功率－流量（Ｎ－Ｑ）NT——泵理論功率ｗ不考慮泵體內(nèi)損失由于不考慮泵內(nèi)能量損失，因此效率為100％的一條直線。β２＜90°β２>90°β２＝90°QTHT理論功率－流量（Ｎ－Ｑ）NT——泵理論功率ｗ不考慮泵體內(nèi)損失621、β２＜90°(Q-H線)(1)直線QT-HT(2)直線I(3)扣除水頭損失(Ⅱ)摩阻、沖擊（二次曲線）(4)扣除容積損失（向下平移）(5)扣除機(jī)械損失（向下平移）1、β２＜90°(Q-H線)632、(β２>90°)

從上式可看出，水泵的揚(yáng)程將隨流量的增大而增大，并且，它的軸功率也將隨之增大。對(duì)于這樣的離心泵，如使用于城市給水管網(wǎng)中，將發(fā)現(xiàn)它對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作是不利的。2、(β２>90°)64結(jié)論：目前離心泵的葉輪幾乎一律采用后彎式葉片(β２＝20°-30°左右)。這種形式葉片的特點(diǎn)是隨揚(yáng)程增大，水泵的流量減小，因此，其相應(yīng)的流量Q與軸功率N關(guān)系曲線(Q-H曲線)，也將是一條比較平緩上升的曲線，這對(duì)電動(dòng)機(jī)來講，可以穩(wěn)定在一個(gè)功率變化不大的范圍內(nèi)有效地工作。結(jié)論：目前離心泵的葉輪幾乎一律采用后彎式葉片(β２＝20°-652.6.3泵內(nèi)能量損失與效率水力損失沿程水頭損失局部水頭損失沖擊損失容積損失回流泄露機(jī)械損失機(jī)械摩擦2.6.3泵內(nèi)能量損失與效率水力損失66(1)水力效率ηh：泵體內(nèi)兩部分水力損失必然要消耗一部分功率，使水泵的總效率下降。(2)容積效率ηv：在水泵工作過程中存在著泄漏和回流問題，存在容積損失。(3)機(jī)械效率ηM：機(jī)械性的摩擦損失總效率(1)水力效率ηh：泵體內(nèi)兩部分水力損失必然要消耗一部分功率672.6.4實(shí)測(cè)特性曲線的討論2.6.4實(shí)測(cè)特性曲線的討論68(1)揚(yáng)程H是隨流量Q的增大而下降。(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(diǎn)，稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。該水泵經(jīng)濟(jì)工作點(diǎn)左右的一定范圍內(nèi)(一般不低于最高效率點(diǎn)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(shí)軸功率最小。(“閉閘啟動(dòng)”)(1)揚(yáng)程H是隨流量Q的增大而下降。69(4)在Q—H曲線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)，表示水泵在各不同流量Q時(shí)的軸功率值。電機(jī)配套功率的選擇應(yīng)比水泵軸率稍大。(5)水泵的實(shí)際吸水真空值必須小于Q—HS曲線上的相應(yīng)值，否則，水泵將會(huì)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(yáng)程(H)和流量(Q)都要減小，效率要下降，而軸功率卻增大，也即水泵特性曲線將發(fā)生改變。(4)在Q—H曲線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)，表示水泵在各不同流量Q時(shí)的70回顧1、敘述水泵在給排水工程中的地位和作用。2、水泵的定義？水泵是如何分類的？3、離心泵的主要組成及各部分的作用。4、水泵的發(fā)展趨勢(shì)是什么？回顧1、敘述水泵在給排水工程中的地位和作用。71第二章葉片式水泵2.1離心泵的工作原理與基本構(gòu)造2.2離心泵的主要零件2.3葉片泵的基本性能參數(shù)2.4離心泵的基本方程式2.5離心泵裝置的總揚(yáng)程2.6離心泵的特性曲線2.7離心泵裝置定速運(yùn)行工況2.8離心泵裝置調(diào)速運(yùn)行工況2.9離心泵裝置換輪運(yùn)行工況2.10離心泵并聯(lián)及串聯(lián)運(yùn)行工況2.11離心泵吸水性能2.12離心泵機(jī)組的使用及維護(hù)2.13軸流泵及混流泵2.14給水排水工程中常用的葉片泵第二章葉片式水泵2.1離心泵的工作原理與基本構(gòu)造722.1離心泵的工作原理與基本構(gòu)造

2.1.1兩個(gè)例子(1)在雨天，旋轉(zhuǎn)雨傘，水滴沿傘邊切線方向飛出，旋轉(zhuǎn)的雨傘結(jié)水滴以能量，旋轉(zhuǎn)的離心力把雨滴甩走，如圖所示。

2.1離心泵的工作原理與基本構(gòu)造2.1.1兩個(gè)例子73(2)在垂直平面上旋轉(zhuǎn)一個(gè)小桶，旋轉(zhuǎn)的離心力給水以能量，旋轉(zhuǎn)的離心力把水甩走，如圖所示。(2)在垂直平面上旋轉(zhuǎn)一個(gè)小桶，旋轉(zhuǎn)的離心力給水以能量，旋轉(zhuǎn)74第二章葉片式水泵葉片式水泵定義：是依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)以完成其能量的轉(zhuǎn)換。葉片式水泵分類：根據(jù)葉輪出水的水流方向可將葉片式水泵分為徑向流、軸向流和斜向流3種；徑向流的葉輪稱為離心泵，液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪中流動(dòng)時(shí)主要受到的是離心力作用。軸向流的葉輪稱為軸流泵，液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪中流動(dòng)時(shí)主要受到的是軸向升力的作用。斜向流的葉輪稱為混流泵，它是上述兩種葉輪的過渡形式，液體質(zhì)點(diǎn)在這種水泵葉輪中流動(dòng)時(shí)既受離心力的作用，又有軸向升力的作用。第二章葉片式水泵葉片式水泵定義：是依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)以完75葉片式水泵圖葉片式水泵圖76第一節(jié)離心泵的工作原理與基本構(gòu)造離心泵的基本構(gòu)造（單級(jí)單吸式離心泵）：泵殼、泵軸、葉輪等。離心泵的工作原理：利用水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)的離心力甩水，使得水的能量增加，能量增加的水通過泵殼和水泵出口流出水泵，再經(jīng)過壓水管輸往目的地。離心泵的工作過程：離心泵在啟動(dòng)之前，應(yīng)先用水灌滿泵殼和吸水管道，然后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使葉輪和水作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，水受到離心力作用被甩出葉輪，經(jīng)蝸形泵殼中的流道而流入水泵的壓水管道，由壓水管道而輸入管網(wǎng)中去。在這同時(shí)，水泵葉輪中心處由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大氣壓力作用下，沿吸水管而源源不斷地流入葉輪吸水口，又受到高速轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪的作用，被甩出葉輪而輸入壓水管道。這樣，就形成了離心泵的連續(xù)輸水。

第一節(jié)離心泵的工作原理與基本構(gòu)造離心泵的基本構(gòu)造（單級(jí)單77抽水裝置及抽水過程1、離心泵離心泵的抽水裝置底閥和蓮蓬頭彎管離心泵動(dòng)力機(jī)壓力管道出水池抽水裝置及抽水過程1、離心泵離心泵的抽水裝置底閥和蓮蓬頭彎管78離心泵的工作原理離心泵的工作原理792.2離心泵的主要零件

離心泵是由許多零件組成的，離心泵的組成主要有：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。2.2離心泵的主要零件離心泵是由許多零件組成的，離80單級(jí)單吸臥式離心泵1-葉輪；2-泵軸；3-鍵；4-泵殼；5-泵座；6-灌水孔；7-放水孔，8-接真空表孔，9-接壓力表孔，10-泄水孔，11-填料盒；12-減漏環(huán)；13-軸承座；14-壓蓋調(diào)節(jié)螺栓；15-傳動(dòng)輪單級(jí)單吸臥式離心泵81單級(jí)單吸臥式離心泵單級(jí)單吸臥式離心泵82單級(jí)單吸臥式離心泵單級(jí)單吸臥式離心泵83一、葉輪葉輪是離心泵的主要零件，葉輪的形狀和尺寸是通過水力計(jì)算來決定的。選擇葉輪材料時(shí)，除了要考慮離心力作用下的機(jī)械強(qiáng)度以外，還要考慮材料的耐磨和耐腐蝕性能。目前多數(shù)葉輪采用鑄鐵、鑄鋼和青銅制成。葉輪一般可分為單吸式葉輪與雙吸式葉輪兩種。單吸式葉輪是單邊吸水，葉輪的前蓋板與后蓋板呈不對(duì)稱狀。雙吸式葉輪兩邊吸水，葉輪蓋板呈對(duì)稱狀，一般大流量離心泵多數(shù)采用雙吸式葉輪。雙吸式葉輪1-吸入口；2一輪蓋；3一葉片4一輪轂；5一軸孔單吸式葉輪1-前蓋板；2一后蓋板；3一葉片4一葉槽；5一吸入口；6—輪轂；7—泵軸一、葉輪葉輪是離心泵的主要零件，葉輪的形狀和尺寸是通過水力計(jì)84葉輪按其蓋板情況可分封閉式葉輪、開式葉輪和半開式葉輪3種形式

封閉式開式半開式葉輪按其蓋板情況可分封閉式葉輪、開式葉輪和半開式葉輪3種形式85二、泵軸泵軸是用來旋轉(zhuǎn)泵葉輪的，常用材料是碳素鋼和不銹鋼。泵軸應(yīng)有足夠的抗扭強(qiáng)度和足夠的剛度，其撓度不超過允許值；工作轉(zhuǎn)速不能接近產(chǎn)生共振現(xiàn)象的臨界轉(zhuǎn)速。二、泵軸泵軸是用來旋轉(zhuǎn)泵葉輪的，常用材料是碳素鋼和不銹鋼。862、泵軸3、泵殼4、泵座鑄鐵水泵配件、泵軸泵鍵2、泵軸鑄鐵水泵配件、泵軸泵鍵87三、泵殼

泵殼通常鑄成蝸殼形，其過水部分要求有良好的水力條件。泵殼頂上設(shè)有充水和放氣的螺孔，以便在水泵起動(dòng)前用來充水及排走泵殼內(nèi)的空氣。三、泵殼泵殼通常鑄成蝸殼形，其過水部分要求有良好的水力條88四、泵座

泵座上有與底板或基礎(chǔ)固定用的法蘭孔。上述的零件中，葉輪和泵軸是離心泵中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，泵殼和泵座是離心泵中的固定部件。四、泵座泵座上有與底板或基礎(chǔ)固定用的法蘭孔。89五、軸封裝置葉輪水泵軸固定部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的間隙五、軸封裝置葉輪水泵軸固定部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的間隙90

六、減漏環(huán)（密封環(huán)）葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處存在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)接縫，容易發(fā)生水的回流。產(chǎn)生容積損失。減漏環(huán)減漏環(huán)六、減漏環(huán)（密封環(huán)）葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處存915、軸封裝置：泵軸與泵殼間(1)填料密封壓蓋填料型填料盒1軸封套；2填料；3水封管；4水封環(huán)；5壓蓋5、軸封裝置：泵軸與泵殼間壓蓋填料型填料盒92(2)機(jī)械密封DY101型系列機(jī)械密封(2)機(jī)械密封DY101型系列機(jī)械密封93112型系列機(jī)械密封112型系列機(jī)械密封946、減漏環(huán)(承磨環(huán))

葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處

1、泵殼；2、鑲在泵殼上的減漏環(huán)；3、葉輪；4、鑲在葉輪上的減漏環(huán)6、減漏環(huán)(承磨環(huán))1、泵殼；2、鑲在泵殼上的減漏環(huán)；957、軸承座

ZHZ滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承7、軸承座ZHZ滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承968、聯(lián)軸器

ZML膜片及連軸器8、聯(lián)軸器ZML膜片及連軸器979、軸向力平衡措施

平衡孔1排出壓力；2加裝的減漏環(huán)3平衡孔；4泵殼上的減漏環(huán)9、軸向力平衡措施平衡孔98IS型單級(jí)單吸離心泵IS型單級(jí)單吸離心泵99單級(jí)雙吸離心泵單級(jí)雙吸離心泵100單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)圖1泵體；2泵蓋；3葉輪；4泵軸；5密度封環(huán)；6軸套：7填料盒；8填料；9水封環(huán)；10壓蓋；11軸套螺母：12軸承體；13固定螺釘；14軸承體壓蓋；15滾動(dòng)軸承；16聯(lián)軸器；17軸承端；18擋水圈；19螺桿；20鍵單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)圖101單級(jí)單吸臥式離心泵基本構(gòu)造

1一葉輪；2一泵軸；3一鍵；4一泵殼；5一泵座；6一灌水孔；7一放水孔；8一接真空表孔；9一接壓力表孔；10一泄水孔；1l一填料盒；12一減漏環(huán)；13一軸承座；14一壓蓋調(diào)節(jié)螺栓；15一傳動(dòng)輪單級(jí)單吸臥式離心泵基本構(gòu)造102立式軸流泵結(jié)構(gòu)圖立式軸流泵結(jié)構(gòu)圖103軸流泵的基本組成1、軸流泵的工作原理：軸流泵是利用葉輪在水中旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的推力將水推擠上升的。2、軸流泵的組成：喇叭管、葉輪、導(dǎo)葉體、出水管、泵軸、橡膠軸承、填料函。軸流泵的基本組成1、軸流泵的工作原理：軸流泵是利用葉輪在水中1042.3葉片泵的基本性能參數(shù)水泵的6個(gè)性能參數(shù)：1、流量(抽水量)——水泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的液體數(shù)量。用字母Q表示，常用的體積流量單位是m3／h或L／s。常用的重量流量單位是t／h。

2.3葉片泵的基本性能參數(shù)水泵的6個(gè)性能參數(shù)：1052、揚(yáng)程(總揚(yáng)程)——水泵對(duì)單位重量(1kg)液體所作功，也即單位重量液體通過水泵后其能量的增值。用字母H表示，其單位為kg·m／kg，也可折算成被送液體的液柱高度(m)；工程中用國(guó)際壓力單位帕斯卡(Pa)表示。2、揚(yáng)程(總揚(yáng)程)——水泵對(duì)單位重量(1kg)液體所作功，1063、軸功率——泵軸得自原動(dòng)機(jī)所傳遞來的功率稱為軸功率，以N表示。原動(dòng)機(jī)為電力拖動(dòng)時(shí)，軸功率單位以kw表示。有效功率——單位時(shí)間內(nèi)流過水泵的液體從水泵那里得到的能量叫做有效功率，以字母表示泵的有效功率為3、軸功率——泵軸得自原動(dòng)機(jī)所傳遞來的功率稱為軸功率，以N表1074、效率——水泵的有效功率與軸功率之比值，以η表示。t：運(yùn)行時(shí)間hη1：水泵的效率η2：電機(jī)的效率4、效率——水泵的有效功率與軸功率之比值，以η表示。108例：某水廠取水泵站，供水量Q＝8.64×104m3／d，揚(yáng)程H=30m；水泵及電機(jī)的效率均為70％，則該泵站工作10h其電耗值？例：某水廠取水泵站，供水量Q＝8.64×104m3／d，揚(yáng)程109

5、轉(zhuǎn)速——水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)來表示，以字母n表示常用單位為r／min。

在往復(fù)泵中轉(zhuǎn)速通常以活塞往復(fù)的次數(shù)來表示(次／nlin)5、轉(zhuǎn)速——水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)來表1106允許吸上真空高度(Hs)及氣蝕余量(Hsv)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(gè)標(biāo)推大氣壓)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵所允許的最大的吸上真空高度(即水泵吸入口的最大真空度)。單位為mH20。水泵廠一般常用Hs來反映離心泵的吸水性能。氣蝕余量(Hsv)——指水泵進(jìn)口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸氣壓力的富裕能量。水泵廠一般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。氣蝕余量在水泵樣本中也有以Δh來表示的。6允許吸上真空高度(Hs)及氣蝕余量(Hsv)1112.4離心泵的基本方程式2.4.1葉輪中液體的流動(dòng)情況(1)相對(duì)速度W；圓周速度u；(牽連速度)絕對(duì)速度C(2)C與u的夾角α；C與W的夾角β2.4離心泵的基本方程式2.4.1葉輪中液體的流動(dòng)情況(1112（a)后彎式(β２＜90°)（b)徑向式(β２

＝

90°)（b)前彎式

(β２＞

90°)離心泵葉片形狀（a)后彎式（b)徑向式（b)前彎式離心泵葉片形狀113葉輪出口速度三角形

葉輪出口速度三角形

1142.4.2基本方程式的推導(dǎo)三點(diǎn)假定：(1)液流是恒定流；(2)葉槽中，液流均勻一致，葉輪同半徑處液流的同名速度相等。(3)液流為理想液體，也即無(wú)粘滯性。2.4.2基本方程式的推導(dǎo)115恒定元流的動(dòng)量方程對(duì)某固定點(diǎn)取矩，可得到恒定元流的動(dòng)量矩方程單位時(shí)間里控制面內(nèi)恒定總流的動(dòng)量矩變化(流出液體的動(dòng)量矩與流入液體的動(dòng)量矩之矢量差)等于作用于該控制面內(nèi)所有液體質(zhì)點(diǎn)的外力矩之和。恒定元流的動(dòng)量方程對(duì)某固定點(diǎn)取矩，可得到恒定元流的動(dòng)量矩方程116取進(jìn)出口輪緣(兩圓柱面)為控制面。組成M的外力有：1、葉片迎水面和背水面作用于水的壓力P2及Pl；2、作用葉輪進(jìn)出口圓柱面上的水壓力P3及P4，它們都沿著徑向，所以對(duì)轉(zhuǎn)軸沒有力矩；3、作用于水流的摩擦阻力P5及P6，但由于是理想液體，故不予考慮；4、重力的合力矩等于零

取進(jìn)出口輪緣(兩圓柱面)為控制面。1171、對(duì)輪心取矩2、葉輪對(duì)流體所作功率3、理論揚(yáng)程Cα21、對(duì)輪心取矩2、葉輪對(duì)流體所作功率3、理論揚(yáng)程Cα21182.4.3基本方程式的討論（1）為了提高水泵的揚(yáng)程和改善吸水性能，取α１＝90°，既Ｃ１u=0則（2）

則增加轉(zhuǎn)速(n)相加大輪徑(D2)，可以提高水泵之揚(yáng)程。2.4.3基本方程式的討論119(3)離心泵的理論揚(yáng)程與液體的容重?zé)o關(guān)但當(dāng)輸送不同容重的液體時(shí)，水泵所消耗的功率將是不同的。(4)

水泵的揚(yáng)程由兩部分能量組成，一部分為勢(shì)揚(yáng)程(H1)，另一部分為動(dòng)揚(yáng)程(H2)，它在流出葉輪時(shí)，以比動(dòng)能的形式出現(xiàn)。(3)離心泵的理論揚(yáng)程與液體的容重?zé)o關(guān)1202.4.4基本方程式的修正假定1基本滿足。假定2“反旋現(xiàn)象”。假定3有水力損耗ηh——水力效率;p——修正系數(shù)。2.4.4基本方程式的修正ηh——水力效率;1212.5.1離心泵裝置

水泵配上管路及一切附件后的“系統(tǒng)”2.5.2水泵的總揚(yáng)程基本計(jì)算方法：（1）進(jìn)出口壓力表表示（校核）（2）用揚(yáng)升液體高度和水頭損失表示（設(shè)計(jì)）§2.5離心泵裝置的總揚(yáng)程2.5.1離心泵裝置§2.5離心泵裝置的總揚(yáng)程1222.5.2

水泵裝置的工作揚(yáng)程（1）基本計(jì)算公式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）2.5.2水泵裝置的工作揚(yáng)程123（2）公式推導(dǎo):（2）公式推導(dǎo):1242.5.3水泵裝置的設(shè)計(jì)揚(yáng)程（1）基本計(jì)算公式:HST：水泵的靜揚(yáng)程（mH2O）Σh：水泵裝置管路中水頭損失之總和（mH2O）2.5.3水泵裝置的設(shè)計(jì)揚(yáng)程125（2）公式推導(dǎo):同理：（2）公式推導(dǎo):同理：126思考：對(duì)于公式有沒有簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行公式推導(dǎo)？思考：127注：本節(jié)中所介紹的求水泵揚(yáng)程公式，對(duì)于其它各種布置形式的水泵裝置也都適用，包括自灌式。自灌式水泵的公式推求，請(qǐng)大家自學(xué)。

注：本節(jié)中所介紹的求水泵揚(yáng)程公式，對(duì)于其它各種布置形式的水泵128例：水泵流量Q=120l

/s，吸水管管路長(zhǎng)度l1=20m；壓水管管路長(zhǎng)度l2=300m；吸水管徑Ds=350mm，壓水管徑Dd=300mm；吸水水面標(biāo)高58.0m；泵軸標(biāo)高60.0m；水廠混合池水面標(biāo)高90.0m。求水泵揚(yáng)程。

注：i1=0.0065,i2=0.0148；吸水進(jìn)口采用濾水網(wǎng)，90彎頭一個(gè)，DN=350*300mm漸縮管一個(gè)；壓水管按長(zhǎng)管計(jì)，局部水頭損失占沿程10%。注：i1=0.0065,i2=0.0148；129§2