福建工程学院泵与泵站期末复习材料

第一章
水泵：是输送和提升液体的机器，他把原动机的机械能转化为输送液体的能量
分类：叶片式，容积式，其他类。

发展趋势：大型化大容量化；高扬程化高速化；系列化通用化标准化。

第二章
1、叶片式泵的分类：离心泵、轴流泵、混流泵
2、离心泵的工作原理：当一个敞口圆筒绕中心轴做等角速度旋转时，圆筒内的水面便呈抛物线上升的旋转凹面。

圆筒半径越大，转的就越快时，液体沿圆筒壁上升的高度就越大。

3、离心泵的工作过程
4、离心泵的主要零件：
1. 叶轮
2. 轴封装置、检漏环的作用
5、叶片泵的基本性能参数：
6、流量（抽水量）：泵在单位时间内所输送的液体数量，用Q表示。

常用的体积流量单位是m3/h 或L/s ；常用的重量流量单位是t/h
7、扬程（总扬程）：泵对单位重量液体所做之功；用H表示,单位：kg·m/kg
8、轴功率：泵轴得自原动机所传递来的功率；用N表示,单位;kW
9、④效率：泵的有效功率与轴功率之比；表示符号
10、⑤转速：泵叶轮的转动速度；用n 表示，单位r/min
11、⑥允许吸上真空高度Hs（泵在标准状况下运转时，泵所允许的最大真空高度）及气蚀余量Hsv（泵进口处，单位重量液体所具有超过饱和蒸汽压力的富裕能量）。

单位mH2O
12、. 离心泵的基本方程式
（1）离心泵的叶片形状
（2）速度三角形
（3）基本方程式的表达式，修正后的基本方程式
（4）基本方程式的讨论
7. 离心泵装置的总扬程H=Hd + Hv
（1）静扬程
（2）吸水地形高度
（3）压水地形高度
8. 离心泵的特性曲线
（1）特性曲线的定义
定义：选定转速n为常量，然后列出扬程H 、轴功率N、效率η以及吸上真空高度等随流量Q而变化的函数关系式，将这些关系式用曲线的方式来表达即为离心泵的特性曲线。

（2）实测特性曲线的分析
P31
（3）特性曲线的实质
9. 离心泵装置的定速运行
（1）泵装置的平衡工况点
P39 式（2-55）和式（2-56）
（2）闸阀调节的实质及特点
10. 离心泵装置的调速运行
（1）工况相似泵
凡是两台泵能满足几何相似和运动相似的条件，称为工况相似泵（2）叶轮相似定律
（3）比例律
（4）比转速
反映叶片泵共性的综合性的特征数，作为泵规格化的基础。

（5）比转速的讨论
P51～53
（6）调速运行注意事项
课后P110第13题
11. 离心泵装置的换轮运行 （1）切削律
（2）叶轮切削量及切削方法与比转速的关系
12. 离心泵的吸水性能
（Hs P15、Hsv P15、Hss max P80、气蚀P79
（1）气穴和气蚀产生的条件
（2）气穴和气蚀产生的过程
（4）泵的吸水性能参数与吸水性能的关系
13. 离心泵的启动的操作过程
14. 轴流泵
（1）轴流泵的工作原理 （2）轴流泵的特性曲线的讨论
第四章、给水泵站
1.泵站
2.给水泵站的分类
3.给水泵站泵的选择依据
选泵的主要依据：所需的流量、扬程以及变化规律。

4.选泵的要点
5.对吸水管路的要求
1）不漏气、不积气、不吸气；（2）管路短、管件少；（3）有正确的吸水条件；（4）便于安装盒运行管理
6.对压水管路的要求
（1）不漏水、不损管；（2）管件少；（3）供水安全；（4）安装、检修方便
计算
3. 比例律的应用
4. 5. 切削律的应用
6
【2】．解答：如图（a ），m H a ss 3)(= 据题意：m H H H a ss C ss b ss 3)()()(===
以泵轴为基准面
（1）b 水泵位置水头：A b H Z =
b 水泵吸水池测压管水柱高度：()m h 51015.0-=⨯-= b 水泵吸水池测压管水头：()m H h Z H A b 5-+=+=测 b 水泵()m H H H H A A b ss 35500)(=-=--=-=测 解得：m H A 2=
（2）c 水泵位置水头：m Z c 5-=（在泵轴以下）
c 水泵吸水池测压管水柱高度：()1010101-=⨯-=c c P P h
c 水泵吸水池测压管水头：)(151010105m P P h Z H c c c -=-+-=+=测 c 水泵()m P P H H c c c ss 31015151000)(=-=--=-=测H 解得：atm P c 2.1=
【3】．解答： （1）根据给定的流量和管径，查《给水排水设计手册》第一册，得： 吸水管沿程水头损失系数7.51=i ‰
压水管沿程水头损失系数6.111=i ‰
真空表读数：2
z
221∆-+∑+=g v h H H s sd v （见P24，公式2-30）
真空表安装在泵轴处，
02
z
=∆ 则：g
v h H H s ss v 22
1+∑+=
计算水泵的吸水管流速：s m D Q A Q v s /27.1)44
.014.3(
16.0)4
(2211=⨯===
π 泵吸水地形高度：m H ss 33235=-=
吸水管水头损失：m l i h s 17.11300057.0111=+⨯=+⋅=∑
则：真空表读数O H 25.48
.9227.1171.1322
m H v =⨯++=
∵760mmHg O H 1012==m atm 则：mmHg 2337625.4O H 25.42=⨯=m % 真空度=
%5.57100%O
H 10O
H 25.4O H 10100%222=⨯-=⨯-m m m P P P a v a （2）泵的静扬程：()()m H ST 5.521012325.74=⨯-+-= 压水管水头损失：m l i h d 32.312000116.0122=+⨯=+⋅=∑ 管道总水头损失：m h h h d s 49.432.317.1=+=∑+∑=∑
总扬程：m h H H ST 99.5649.45.52=+=∑+=
（3）轴功率：kw 66.1277
.0100099
.5616.08.910001000=⨯⨯⨯⨯==
ηρgQH N 【6】．解答：
（1）Q-H 关系曲线不变；相同工况下，需要的功率增加为原来的1.3倍。

因为：在泵的基本方程式的推导过程中，液体密度ρ被消掉了，因此，水泵的理论扬程和液体密度无关，水泵的实际特性曲线是在水泵的理论扬程H T 和Q T 关系曲线的基础上减去各种泵内的损失绘制的，液体的其他物理特性和水相同，则，其在水泵内部的各种损失和输送水时一样，因此，水泵的特性曲线Q -H 不变。

水泵的轴功率和液体密度ρ有关，η
ρ1000gQH
N =
，N 和ρ成正比，当水ρρ3.1=时，则功率变为原来的1.3倍。

（2）压力表读数变为原来的1.3倍。

因为：如问题（1）所示，输送液体的密度改变，扬程不变，则其压力表读
数d H 不变，泵的压力表读数：)MPa (d d gH P ρ=，和密度成正比，当水ρρ3.1=时，则d P 变为原来的1.3倍。

（3）以吸水池水面为基准面
吸水池和高位水池的高度差：m Z 48=
高位水池的测压管内液柱高度：()m g
g P P h a 9.73.11210013.15=-⨯⨯=-=
水ρρ
静扬程：m h Z H ST 9.559.748=+=+=
【8】．解答：
如图，则，A 表显示的为水泵压力表读数，C 表显示为水泵真空表读数，B
点显示为闸阀后的压力表读数。

（1）A 、B 读数一样，测压管水面高度一样。

因为：闸阀全开，阀门前后的水头损失不计，则A 、B 点压力相同。

（2）A 表读数增大，B 表读数减小，A 测压管水面高度增加，B 测压管水面高度减小。

因为：闸阀关小，流量减小。

水泵的工况点向流量Q 减小，扬程H 增大
的方向移动。

水泵的总扬程d v H H H +=，真空表读数g
v h H H s ss v 22
1+∑+=，闸阀
关小时，流量减小，则s h ∑减小，1v 减小，ss H 不变，则v H 读数减小，而总扬程
H 是增大的，因此d H 是增大的，即A 表读数增大。

闸阀关小，闸阀段的水头损失增大，则A 、B 压力表（或测压管高度）之
差即为闸阀段的水头损失。

B 点的压力表读数亦可表示为BD BD h H ∑+，闸阀关小，流量减小，2Q S h BD BD =∑减小，BD H 不变，则B 点的压力表读数减小，对应的测压管水面高度减小。

（3）C 表读数减小，C 比压管水面高度增加。

因为：如（1）问中，v H 读数减小，即C 表读数减小。

又因为C 表处为
负压，C 表读数减小，对应的测压管水面高度增加。

【10】．解答：
（1）一样。

因为：总扬程h H H ST ∑+=。

两种情况，静扬程ST H 一样，水头损失一
样，则总扬程一样。

（2）水泵装置的总扬程增加，则水泵的工况点向流量减小、扬程增加的方
向移动，水泵的轴功率降低，电耗减小。

因为：静扬程ST H 增加，则总扬程增加。

其管道特性曲线变化如图。

【13】．解答： 优点：（1）保持管网等压供水（即静扬程不变）；（2）节能
注意：（1）调速后的转速和水泵的临界转速不能重合、接近或成倍数。

（2）调速不能超过泵的额定转速，即一般不轻易调高。

（3）为了节约投资，一般采用定速泵和调速泵并联工作。

（4）泵的调速范围应该保证调速泵和定速泵的工况都在高效段运行。

【18】．解答： 12Sh-19水泵的特性曲线见P60，图2-50
据题意，已知：m H ST 14=，52/225m s S =，mm D 2902= 则其管道特性曲线为：2222514Q SQ H h H H ST ST +=+=∑+=
绘制：管道特性曲线()h Q ∑-
h Q ∑-Q A =195L/s ，扬程H A =22.8m 。

流量减少12％，则减少后流量为Q B =（1-12％）×196＝171.6L/s ，扬程为
m Q H B B 6.20225142
=+=，其工况点移动到B （171.6，20.6）点
其等效率曲线系数：7001716
.06
.202
2
==
=
B
B
Q H k （s 2/m 5） 等效率曲线：22700Q kQ H == 绘制：等效率曲线2kQ H =
2kQ H =曲线过B 点，交()H Q -曲线于'B 点，'B 点即为水泵对应B 点的相
似工况点，对应流量为'B
Q =185L/s ，扬程'B
H =24.0m 。

根据切削律：
B
B
B D D Q Q
22'
=
切削后叶轮直径：mm D Q
Q D B B B 267290185
6
.17122'
=⨯=
⋅=
切削量：%9.7%100290
267
290%1002
22=⨯-=
⨯-D D D B
【21】．解答： （1）相当于水泵和水箱联合供水的工作方式。

14SA-10泵特性曲线见P32。

以吸水池水面为基准面。

密闭高位水箱的测压管水头为：()()m H c 481015.31000.123=⨯-+-= B 点测压管水头为：()()m H B 404212100120=⨯++-=
水泵特性曲线折引到B 点，折引后：
22200'Q H Q S H h H H AB AB -=-=∑-=
水池供水特性曲线折引到B 点：22'13048Q Q S H h H H BC c BC c c -=-=∑-= 绘制：水泵折引后特性曲线()'
H Q -
绘制：高位水池供水折引后特性曲线c H Q -
绘制：40=B H 直线，交c H Q -于C 点，则C 点对应的流量Q C =245L/s 为高位水箱的出流流量，交()'
H Q -于A ’点，过A ’点做纵轴平行线，交()
H Q -于A 点，A 点即为水泵的工况点，对应流量为Q A =350L/s ，扬程H A =65m 。

B 点的流量：s L Q Q Q
C A B /595350245=+=+=
（图1）
（2）相当于水泵同时向两个水箱供水的问题。

（
如上图，绘制：水泵折引后特性曲线()'H Q -
绘制：40=B H 直线，交()'H Q -于A ’点，过A ’点做纵轴平行
线，交()H Q -于A 点，A 点即为水泵的工况点，对应流量为Q A =350L/s ，扬程H A =65m 。

水泵到水池C 的流量：s L Q Q Q B A C /31040350=-=-=
．解答：
（1）不是。

因为：允许吸上真空高度为真空表读数v H 的极限值。

要求满足s v H H ≤，能够保证水泵不产生气蚀。

水泵的允许吸上真空高度受的提升液体的水温、实际地点的气压影响。

水泵铭牌上的参数s H =2.5m 是水泵在标准状态下（即水温20℃，气压为1atm ）的允许吸上真空高度。

当水泵在标准状态下工作时，s v H H ≤即O H 5.22m H v ≤，即能保证不产生气蚀，但是当水泵不在标准状态下工作时，需要对H s 进行修正，
()()24.033.10'----=va s s h ha H H ，当's v H H ≤时，才能保证不产生气蚀，此时m H s 5.2'≠。

（2）不是。

因为：根据泵内压力变化规律，（P78，公式2-146）：
g
W g v C H g W g v C h g v H g P g P s s ss K a 2222)2(20212
02021202
1λ
λρρ+-+=+-+∑++=- 叶轮绝对压力最小值：
)22()(20212
0g
W g v C H g P g P s a K
λρρ+---= 在标准状态下，m H g
P s a 83.75.233.10=-=-ρ
)
22(85.720212
0g
W g v C g P K
λρ+--=，式中)22(202120g W g v C λ+-表示水泵内部的压力降，其值大于3m ，因此，叶轮中的绝对压力最小值并不是7.85m ，而是更低。