流体机械,水泵的选型设计
水泵选型的方法和步骤
水泵选型的方法和步骤
水泵选型的方法和步骤如下：
1. 确定水泵的用途：根据实际用水需求，确定水泵是用于抽水、排水、增压还是三合一。
2. 确定水泵系统所需的扬程：扬程是水泵所提供的扬程，即水泵能够
扬水的高度。
3. 确定水泵系统所需的流量：根据实际用水需求和系统结构，确定水
泵所需的流量。
4. 根据所选泵型计算其配套性功率：选择水泵时，应考虑电机过大或
过小，功率过高会引起电网过载，过小动力功率过剩，导致动力设备
工作不平稳，效率低。
5. 水泵选型计算：在明确了水泵的用途、所需的扬程和流量后，可以
使用各种水泵选型计算表和水泵性能表进行选择。
同时，也需要考虑
到一些特殊因素，如水质、环境温度、是否需要密封等。
6. 校核：选择好水泵型号后，需要校核水泵的汽蚀条件和校核水泵的
安装形式等。
7. 根据校核结果和实际使用需求进行最终确定。
通过以上步骤，可以完成水泵的选型。
在实际操作中可能会有一些变化，需要灵活应对。
同时，建议咨询专业人士以确保选型正确。
流体机械的选型设计
流体机械的选型设计摘要流体机械在工业生产中扮演着重要的角色，选型设计直接影响着流体机械的性能和效率。
本文将详细介绍流体机械的选型设计过程，并探讨一些常见的选型设计要点和注意事项。
引言流体机械是指能够利用液体或气体来传递能量的机械装置，广泛应用于工业生产中的流体输送、压缩、增压、加速等领域。
流体机械的选型设计对于确保机械设备的正常运行和优化工艺流程至关重要。
本文将从选型设计的基本原则、选型方法以及一些实际案例来详细介绍流体机械的选型设计过程。
选型设计的基本原则流体机械的选型设计需要遵循以下几个基本原则：1.安全性原则：选型设计应保证设备在工作过程中的安全可靠性，避免因设备故障导致的人员伤害和生产事故发生。
2.效率原则：选型设计应追求最佳的工作效率，最大程度地提高能源利用效率，降低能源消耗和生产成本。
3.可维护性原则：选型设计应考虑到设备的可维护性，在设备运行过程中方便维修和保养，减少设备的故障率和停机时间。
4.经济性原则：选型设计应在满足工艺流程需求的前提下，尽量减少设备的投资成本，实现最佳经济效益。
选型方法流体机械的选型设计一般可分为以下几个步骤：步骤一：明确工艺流程需求在选型设计之前，首先需要明确工艺流程的需求，包括液体或气体的流量、压力、温度等参数，以及所需达到的处理效果。
步骤二：设备技术条件的确认根据工艺流程需求，确定所选设备的技术条件，包括流量范围、压力范围、温度范围、材料要求等。
同时，应针对工艺特点考虑设备的可靠性和耐腐蚀性等因素。
步骤三：选型软件的应用利用现代化的选型软件进行设备的选型计算。
选型软件根据设备的技术条件和工艺流程需求，通过数据分析和模拟计算等方法，给出最佳选型结果。
步骤四：选型结果的评估根据选型软件给出的选型结果，进一步进行评估和比较。
评估的主要内容包括设备的功率消耗、工作效率、性能指标等方面。
步骤五：选型结果的确定根据评估结果，确定最终的选型结果。
在选型结果确定后，需要进一步进行设备的结构设计和尺寸设计，以及配套设备的选择和设计。
水泵选型方案
水泵选型方案一、引言水泵作为一种常见的流体机械设备，在工农业生产和生活中起到了重要的作用。
它不仅能够将水从低地带抽送到高地带，满足人们对水资源的需求，还广泛应用于工业生产过程中的冷却、供水、循环等方面。
然而，在选择水泵时，我们常常会面临到各种各样的问题，如何正确选型成为了亟待解决的问题。
二、流量计算在进行水泵选型时，首先需要确定所需的流量。
流量是指单位时间内通过水泵的水量，通常以立方米/小时（m³/h）来表示。
流量的计算方法与应用场景有关，常见的方法有三种：根据需求直接给出流量需求，根据给定的管道直径和速度计算流量，根据用水设备的数量和用水量估算流量。
根据不同的场景和需求，选择合适的方法计算流量，以确保选出的水泵能够满足工农业生产和生活中对水资源的需求。
三、扬程计算扬程是指水泵将水抽送到一定高度或一定水平距离的能力，通常以米（m）为单位。
扬程的计算方法多种多样，根据应用场景的不同，可以使用静态扬程计算方法或者明渠流量计算方法。
静态扬程是指水泵水平抽水距离的垂直高度差，明渠流量则是指在一定高度差下，水泵能够抽送水的最大距离。
根据具体的场景和需求，选择合适的扬程计算方法，以确保选出的水泵能够有效地将水输送到目标位置。
四、动力需求水泵通常需要通过驱动装置来提供动力，如电动机、柴油机等。
在进行水泵选型时，需要根据实际的动力需求来选择合适的驱动装置。
这涉及到驱动装置的功率、转速以及其他相关参数的选择。
根据实际情况，选择符合要求的驱动装置，以确保水泵能够正常工作并提供足够的功率。
五、材质与耐用性在选择水泵时，还需要考虑到水泵的材质以及其耐用性。
水泵通常需要与水接触，所以必须具备良好的耐腐蚀性。
此外，水泵还需要能够承受较高的工作压力和温度，以确保其长期稳定运行。
因此，在选型时需要选择耐用性较好且适应特定工况要求的水泵材质，以保证水泵在使用过程中不出现故障或腐蚀问题。
六、维护保养维护保养对于水泵的性能和寿命至关重要。
水泵选型参考
水泵如何选型和計算1、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件、经济方案比较等多方面因素2、考虑选择卧式、立式和其它型式（管道式、直角式、变角式、转角式、平行式、垂直式、直立式、潜水式、便拆式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式、充油式、充水温式）。
卧式泵拆卸装配方便，易維修、但体积大、价格较贵，、需很大占地面积；立式泵，很多情况下叶轮淹没在水中，任何时候可以启动，便于自动或远程控制，結構紧凑,安装面积小,价格较便宜。
3、根据液体介质性质，确定清水泵，热水泵还油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质泵，或者采用不堵塞泵。
安装在爆炸区域的泵，应根据爆炸区域等级，采用防爆电动机。
4、振动量分为：气动、电动（电动分为220v电压和380v电压）。
5、根据流量大小，选单吸泵还是双吸泵：根据扬程高低，选单吸泵还是多吸泵，高转速泵还是低转速泵（空调泵）、多级泵效率比单级泵低，当选单级泵和多级泵同样都能用时，宜选用单级泵。
6、确定泵的具体型号，采用什么系列的泵选用后，就可按最大流量，放大5%——10%余量后的扬程这两个性能主要参数，在型谱图或系列特性曲线上确定具体型号。
利用泵特性曲线，在横坐标上找到所需流量值，在纵坐标上找到所需扬程值，从两值分别向上和向右引垂线或水平线，两线交点正好落在特性曲线上，则该泵就是要选的泵，但是这种理想情况一般不会太多，通常会碰上下列几种情况：A、第一种：交点在特性曲线上方，这说明流量满足要求，但扬程不够，此时，若扬程相差不多，或相差5%左右，仍可选用，若扬程相差很多，则选扬程较大的泵。
或设法减小管路阻力损失。
B、第二种：交点在特性曲线下方，在泵特性曲线扇状梯形范围内，就初步定下此型号，然后根据扬程相差多少，来决定是否切割叶轮直径，若扬程相差很小，就不切割，若扬程相差很大，就按所需Q、H、，根据其ns和切割公式，切割叶轮直径，若交点不落在扇状梯形范围内，应选扬程较小的泵。
选泵时，有时须考虑生产工艺要求，选用不同形状Q-H特性曲线。
说明水泵选型的原则和步骤
说明水泵选型的原则和步骤
一. 水泵选型的原则
1. 泵的压力与安装地点、需要的建筑物的高度和阀门管道的长度有关，根据实际需要选择可以达到设计要求的压力。
2. 水位不能太高，以免致使泵的效率降低、消耗能源或因水力冲击而造成损坏。
3. 需要考虑噪声、振动、电磁兼容等性能的选择。
4. 根据管道中的流量及其他条件，选择合适的泵及齿轮减速机组合。
5. 水泵的轴功率要足够大，以满足所选泵型的安全运行要求。
6. 水泵的技术参数设计必须符合安装场所的环境和水质情况。
7. 选型时应考虑周边环境的影响因素，如温度、湿度，以确保机泵性能正常。
二. 水泵选型的步骤
1.首先分析水力系统的工作要求，确定进出口的压力和流量等参数，了解系统中的压力变化情况；
2.选择合适的泵型，如外漏、内漏、正向流、反向流等，其压力和流量的变化一般会在给定的范围内，并按此设计；
3.根据设计要求，确定液体的特性、温度、浓度等参数，确定液体是否可以用普通泵泵送，以及是否需要采用低压泵或耐腐蚀材料；
4.确定泵的驱动功率，可选择电动机、发动机等；
5.确定泵的尺寸及出厂配置要求，可根据实际需要选择带调节器
或不带调节器的衬套；
6.按照预算，根据实际材料和结构条件，确定特殊设备的总体设计方案和设备选型。
水泵的选型原则
水泵的选型原则水泵是流体机械设备中的一种，主要用于输送水流或者其他流体介质。
在涉及到选购水泵的问题时，需要考虑多个因素来确保选购出适合使用场景的泵。
1. 压力水泵压力是选型时最基本、最重要的考虑因素之一。
水泵压力的大小需要考虑水源和水需要输送至的地点，以此来确认所需降低或者增加的压力。
此外，还需要考虑管道中的水位、流量以及使用的其他系统参数，来确定所需泵的排水量和压力。
2. 流量流量是决定水泵功率和动力的另一项重要因素。
泵的流量通常表示为单位时间内通过管道的流体量。
流量的大小取决于泵和管道的大小、泵的速度等多个因素。
需要根据预估的流量需求来选购合适的水泵，以达到最佳效果。
3. 功率水泵功率取决于其输出的压力和流量。
此外，还需要考虑学习要求的性能和水泵的效率。
对于使用时间较长的水泵，需要考虑更低的功率，以降低能源消耗，提高效率。
4. 材料水泵材料也是一个重要的选型方面。
不同的材料，其抗蚀能力和耐用性都不同。
应根据所需使用场景以及运输物质的含量、浓度等因素来考虑选购的水泵所需材质。
例如，海水等腐蚀性物质的处理需要选购具有更耐蚀性的水泵材质。
5. 温度和粘度流体温度和黏度也会直接影响泵的选型。
温度过高或者过低会影响泵的密封性能，导致泵的损坏。
对于非常稠密的流体，会导致泵的流经能力下降。
在不同场景中使用流体的黏度会有所变化，所以不同的选择需求可能与温度和黏度有关。
在选择所需的水泵时需要考虑的条件还有很多。
以上只是涉及到水泵的基本选择需求，还有各种应用场景特殊的要求。
综合考虑各种因素，才能选购合适的水泵，以确保达到最佳的使用效果。
第九章 流体机械的选型计算
H′ 2 q ′2 V qV
=
22.8 2 2 qV = 630000qV (6×10−3 )2
在图上作切割抛物线与泵性能曲线交于A点 在图上作切割抛物线与泵性能曲线交于 点， 则M′点与 点为切割前、 ′点与A 点为切割前、 后的对应点。从图可读出： 6.7× /s，28m，65%） 后的对应点。从图可读出：A（qV , H, η）=（6.7×10-3m3/s，28m，65%）， 由切割定律可得
qV×103（m3/s） /s） H（m） 0 33.8 0 1 34.7 27.5 2 35 43 3 34.6 52.5 4 33.4 58.5 5 31.7 62.5 6 29.8 64.5 7 27.4 65 8 24.8 64.5 9 21.8 63 10 18.5 59 11 15 53
′′ ′ ∆P = Psh − Psh = 2.72 − 2.10 = 0.62(kW)
流体机械原理、 流体机械原理、设计及应用 第二节 选型的基本原则与步骤
泵与风机的选择是指，用户根据使用要求， 泵与风机的选择是指，用户根据使用要求，在泵与风机的已 有系列产品中，选择一种适用的而不需要另外设计、 有系列产品中，选择一种适用的而不需要另外设计、制造的泵与 风机的过程。 风机的过程。
；（b） （a） 斜车削；（ ）平行车削 ） 斜车削；（
流体机械原理、 流体机械原理、设计及应用 三、切割定律的应用
【例 】某输送常温水的单级单吸离心泵在转速 n=2900r/min时的性能参 时的性能参 数如下表。管路性能曲线方程为： 数如下表。管路性能曲线方程为：Hc=20+78000qV2，m；式中 V 的单位为 ；式中q m3/s。泵的叶轮外径 2=162mm，水的密度ρ=1000㎏/m3。求： 。泵的叶轮外径D ， ㎏
水泵选型_精品文档
水泵选型引言：水泵作为流体机械设备中非常重要的一种，广泛应用于各个领域，如农田灌溉、城市供水、工业生产等。
在选择合适的水泵时，需要考虑多个因素，包括流量、扬程、功率、效率、材质等。
本文将介绍水泵的选型原则和方法，帮助读者正确选择适合其需求的水泵。
一、水泵选型原则1. 流量需求：水泵的流量是指单位时间内通过水泵的流体体积，通常以立方米/小时（m³/h）或升/分钟（L/min）为单位。
在选择水泵时，首先需要确定所需的流量，以满足特定应用的水流要求。
2. 扬程要求：扬程是指水泵将液体抬升到一定高度所需的能力，常以米（m）为单位。
扬程的大小直接影响到水泵的选型，因为不同的水泵具有不同的最大扬程能力。
3. 功率需求：功率是指水泵所需的电力或燃料能力，以驱动水泵工作。
功率大小与水泵的工作效率、工作条件等相关。
4. 效率要求：水泵的效率是指输出功率与输入功率之间的比例，常以百分比（%）表示。
高效率的水泵能够将更多的输入能量转化为有效的动力，减少能源的浪费。
5. 工作环境：水泵的材质和特性需要根据工作环境来选择。
例如，在化工行业，对水泵进行抗腐蚀处理是必要的；而在矿山行业，需要选择耐磨性能好的水泵。
二、水泵选型方法1. 确定需求：首先需要明确自己的需求，包括所需的流量、扬程、功率以及其他特殊要求。
这有助于缩小选型范围，快速找到合适的水泵。
2. 查找参考资料：在选择水泵之前，可以查找一些行业手册、产品目录或者特定应用领域的技术指南等资料，了解不同类型水泵的特点、性能参数以及适用范围。
3. 筛选候选水泵：根据需求和查找到的资料，将符合条件的水泵进行筛选。
可以根据流量、扬程等参数来筛选出适合的水泵型号。
4. 考虑经济性：除了满足基本需求外，经济性也是选择水泵的重要因素之一。
可以对比不同品牌、型号的水泵的价格、维修费用以及使用寿命等方面，综合考虑后做出选择。
5. 参考他人经验：可以咨询一些行业内的专家或者相关领域的用户，了解他们对不同水泵的使用评价，从而更具客观性地选择合适的水泵。
水泵的种类与原理及选型
水泵的种类与原理及选型水泵是一种将液体输送或提升的机械设备。
根据其工作原理和用途的不同，水泵可以分为多种不同的类型。
以下将介绍几种常见的水泵种类、工作原理以及选型要点。
一、离心泵离心泵是最常见的水泵类型之一，广泛应用于工业、农田排灌、建筑、市政供水等领域。
其工作原理是通过离心力将液体从进口处抽入泵体，并以很高的速度将液体排出。
离心泵具有结构简单、体积小、流量大等优点。
在选型时需考虑流量、扬程、效率、电机功率等参数。
二、混流泵混流泵是一种介于离心泵和轴流泵之间的泵类，其工作原理是流体既有轴向速度又有径向速度，流向与轴线有夹角。
混流泵适用于中低扬程、大流量的场合，如农田灌溉、工业循环水处理等。
在选型时需考虑流量、扬程、效率等参数。
三、轴流泵轴流泵是一种主要用于输送大流量、低扬程液体的泵类。
其工作原理是液体沿着泵轴线方向流动，因此被称为轴流泵。
轴流泵适用于农田排灌、排水、水处理等领域。
在选型时需考虑流量、扬程、效率等参数。
四、自吸泵自吸泵是一种可以自动吸入液体的泵类。
其工作原理是通过离心力和自身负压将液体吸入泵体。
自吸泵适用于低扬程、小流量以及含气液体的输送。
在选型时需考虑流量、扬程、自吸高度、效率等参数。
五、旋片泵旋片泵是一种通过旋转叶片提供真空来输送液体或气体的泵类。
其工作原理是通过旋转叶片与泵体之间的密封空间来产生真空，从而将液体或气体吸入泵体。
旋片泵适用于输送挥发性液体、气体等。
在选型时需考虑流量、扬程、效率等参数。
在选型水泵时1.流量需求：根据实际需要确定所需水泵的流量，即单位时间内所需输送的液体或气体体积。
2.扬程要求：根据输送液体的高度差来确定水泵的扬程要求，即液体起始点到终点的垂直距离。
3.工作条件：考虑所处环境的温度、压力、粘度等因素，选择适合的水泵。
4.泵的效率：根据水泵的效率，选择能耗较低的水泵，以降低运行成本。
5.厂家信誉和售后服务：选择有信誉度和专业水平的泵厂家，以确保产品的质量和售后服务的可靠性。
水泵的选型设计
水泵的选型设计一：设计的原始资料和任务1．设计的原始资料⑴正常排水量Q=520m3／h⑵排水高度H=400m2．设计任务⑴确定排水系统⑵选择排水系统⑶绘制水泵房、管子道及管子间的布置图二：选型设计的步骤和方法1．确定排水系统从给定的条件，只需要在井底车场附近设立中央泵房，将井底所有涌水直接排至地面。
2．预选水泵的型号与台数根据《煤矿安全规程》的要求，水泵必须有工作、备用和检修水泵。
其中工作水泵应能在20h内排出24h的正常涌水量。
备用水泵的排水能力应不小工作水泵的70%。
工作和备用水泵的总排水能力，应能在20h内排出矿井24h最大涌水量。
检修水泵的排水能力应不小工作水泵的25%。
由于设计原始资料没有给出最大涌水量,故此处不作相关的考虑和计算。
⑴水泵必须具有但总排水能力正常涌水期：Q B=1.2 q z =1.2 520=624m3／h最大涌水期：Q B=1.2q z①,Q备=0.7Q B②，Q B+ Q备=Q Bmax=1.2q max③,联立①②③得q max =884 m 3／h 。
Q Bmax =1.2q max =1.2⨯884=1060m 3／h式中 B Q ——工作水泵具备的排水能力，3m h ；Q 备 为备用水泵具备的排水能力，3m h ；Q Bmax 为总排水能力，3m h ；q max 为矿井最大涌水量3m h ；⑵水泵所需扬程的估算由于水泵和管路均未确定，因此无法确切知道所需扬程，一般按下公式计算： H B =H C /η=334/0.9=448.8m式中 C H ——测地高度。
此处为CH =H +4=330+4=404 m ；gη——管路效率。
当管路设在立井时，gη=0.9~0.8 此 处选用gη=0.9；⑶列出符合条件的泵的型号、级数、台数① 水泵型号的选择从泵产品目录中选取D450-60型号泵，十级泵，其额定流量Qe=450m 3／h ，额定扬程He=600m ②水泵级数的确定 D450-60型号泵为十级泵 ③水泵台数的确定工作泵台数n 1≥ Q B ／Qe=624／450=1.38，取n 1=2备用泵台数n 2≥0.7 n 1=0.7 ⨯2=1.4和n 2 ≥Qmax ／Qe- n 1=1.2 ⨯1060／450-2=0.35,故取n 2=2 检修泵台数n 3=0.25 n 1=0.25 ⨯2=0.5，取n 3=1 因此，共选择五台泵 3．选择管路系统⑴管路趟数的确定根据泵的总台数，选择典型的五泵三趟管路系统，二条管路工作，一条管路备用。
水泵选型的方法步骤
水泵选型的方法步骤
水泵选型的方法步骤可以包括以下几个步骤：
1. 确定水泵的工作条件：包括流量要求、扬程要求、介质性质（如液体的粘度、温度等）、工作环境（如环境温度、海拔高度等）等。
2. 确定系统所需的总扬程：根据系统中的管道布局、高度差、阻力等因素计算系统所需的总扬程。
3. 选择泵的类型：根据工作条件和总扬程要求来选择适合的泵类型，例如离心泵、轴流泵、混流泵等。
4. 根据流量和扬程曲线选择合适的泵型：根据水泵的流量与扬程特性曲线来确定在工作条件下所需要的泵型。
5. 确定电机功率：根据泵的工作条件和效率来确定所需的电机功率，保证能够满足工作要求。
6. 进行具体的水泵选择：根据已经确定的工作条件、泵的类型、泵型以及电机功率等要素，查阅相关的水泵型录或与厂家咨询，选定适合的水泵型号。
7. 进行系统的配管设计：根据所选水泵的进出口管径以及系统的布局，进行配管设计，确保管道能够满足水泵的进出口流量要求，并尽量减小阻力。
8. 确定水泵的安装方式和相关辅助装置：根据具体情况，确定水泵的安装方式和需要的辅助装置，如底座、吸水管、阀门等。
9. 进行选型计算和性能验证：对所选水泵进行选型计算，包括校核泵的流量和扬程是否满足要求，并验证所选泵型的性能是否符合设计要求。
10. 最后，根据最终选定的水泵型号进行报价和购买。
第三讲水泵选型的设计
第三讲水泵选型的设计水泵是水泵站的主要设备，它决定着其他设备的选型配套和泵站构筑物的形式、尺寸，合理地选择水泵对降低工程造价及运行管理费用都有很大的意义。
3.1 选型原则水泵选型是根据所需的设计流量与设计扬程选泵，应满足以下要求：1、在满足设计流量与设计扬程的情况下，应适应工况变化，即工况变化时，扬程浪费较小。
2、在长期运行中平均工作效率高，即选用效率较高的泵，运行时能使工况点落在高效段。
H较大，汽蚀余量较小3、水泵汽蚀性能良好，即选用允许吸上真空高度S的泵。
4、所配电机总装机容量小，避免“大马拉小车”。
5、结构合理，便于安装、维护和管理。
6、泵站投资较小。
3.2 水泵选择3.2.1 泵型的选择根据我国目前泵类产品生产供应情况，以及现有泵站的选用情况，中高扬程20以上，一般用双吸离心泵如Sh型、SA型、S型中小流量的水泵站，扬程在m10以下，目前多采用ZLB型、等，；对于低扬程大流量的雨水泵站扬程一般在mZLQ型半调或全调式轴流泵；中扬程泵站，扬程在m~10时，有较多的泵型m20供选，轴流泵、离心泵与混流泵性能在此范围有较大的重叠区。
一般选用混流泵有较好的性能，如HB型、沅江型等。
3.2.2 结构型式的选择水泵的结构型式一般有立式、卧式和斜式三种。
1、卧式机组，泵轴水平安装，安装精度要求比立式低，水泵电机直接置于基础上，机组荷载也直接传递给地基，机泵可分别拆卸，分别安装，便于管理，泵房结构相应简单，但占地面积较大，当建站地址较狭窄时可能增大造价。
2、立式机组，泵轴铅直安装，安装精度要求高，其转动部分是悬吊式结构，并有较大的轴向推力，为此给设计、安装检修带来麻烦，还可能增加辅助设备。
泵房为多层结构，底板标高一般较低，但电机可置于上层，有利用防洪通风，其占地面积较小，当水源水位变化较大采用卧式机组不经济时可考虑用立式机组。
3、斜式机组，泵轴与水平面呈一定夹角安装，对于中、小型机组，在岸坡上安装时选用。
流体机械的选型设计
• ① 立轴混流式水轮机
安 下 H s b0 / 2
• ② 立轴轴流式水轮机
安 下 H s xD1
• ③ 卧轴混流式和贯流式水轮机
安 下 H s D1 / 2
5）确定导水机构的最大开度 a0max
a a 0max
Z0 mD0 0 max (m) Z1mD1
水轮机的运转特性曲线
失速时的特性曲线
离心泵的特性曲线
轴流泵的特性曲线
第五节 通风机的系列型谱与选型
一 通风机的系列型谱 1. 离心通风机的型号表示方法 2. 轴流通风机的型号表示方法 3. 通风机的传动方式与出口位置 4. 二 系列产品对数坐标曲线
三 通风机的选型
1) 选型前的准备
2) ①风机的设计参数 3) ②参数的换算 4) ③考虑介质的可压缩性影响的修正
1）选择水轮发电机组的台数和单机容量 • 机组台数与机电设备的关系； • 机组台数与水电站投资的关系； • 机组台数与水电站运行效率的关系； • 机组台数与水电站运行维护的关系。
2）选择水轮机的型号和装置方式
• 根据水轮机的系列型谱选择； • 采用套用机组; • 布置型式分为卧式和立式两种。
3）确定水轮机转轮的直径及转速
• 转轮直径的计算
• 额定转速
D1
P
9.81Q11r H r 3/ 2
n n11r H r D1
4）确定水轮机转轮的吸出高度及安装高程
• 吸出高度
=10- H s -(
900
)
Hr
• 水轮机的安装高程 安
• 不同型式和不同装置方式的反击式水轮机，它们的安装 高程有如下规定：对立轴混流式和轴流式水轮机是指导
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流体机械课程设计题目：矿井排水设备选型设计1概述2设计的原始资料开拓方式为立井，排水高度为342m，正常涌水量为655m3/h；最大涌水量为850m3/h；持续时间60d。
矿水PH值为中性，重度为10003N/m3，水温为15℃。
该矿井属于高沼气矿井，年产量为5万吨。
3排水方案的确定在我国煤矿中，目前通常采用集中排水法。
集中排水开拓量小，管路敷设简单，管理费用低，但由于上水平需要流到下水平后再排出，则增加了电耗。
当矿井较深时可采用分段排水。
涌水量大和水文地质条件复杂的矿井，若发生突然涌水有可能淹没矿井。
因此，当主水泵房设在最终水平时，应设防水门。
在煤矿生产中，单水平开采通常采用集中排水；两个水平同时开采时，应根据矿井的具体情况进行具体分析，综合基建投资、施工、操作和维护管理等因素，经过技术和经济比较后。
确定最合理的排水系统。
从给定的条件可知，该矿井只有一个开采水平，故可选用单水平开采方案的直接排水系统，只需要在2343车场附近设立中央泵房，就可将井底所有矿水集中排至地面。
4水泵的选型与计算根据《煤矿安全规程》的要求，主要排水设备必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。
工作水泵的能力应能在20h 内排除矿井24h 的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。
备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，并且工作水泵和备用水泵的总能力，应能在20h 内排出矿井24h 的最大泳水量。
检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。
水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况在主水泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另增设水泵。
排水管路必须有工作和备用水管。
工作水管的能力应能配合工作水泵在20h 内排完24h 的正常涌水量。
工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h 内排出矿井24h 的最大涌水量。
水泵必须排水能力计算正常涌水期h m q q Q z z B /7866552.12.120243=⨯===最大涌水期h m q q Q /10208502.12.120243max max max =⨯===式中 B Q ——工作水泵具备的总排水能力，3/m h ；max Q ——工作和备用水泵具备的总排水能力，3/m h ；z q ——矿井正常涌水量，3/m h ； max q ———— 矿井最大涌水量，3/m h 。
水泵所需扬程估算由于水泵和管路均未确定，无法确切知道所需的扬程，所以需进行估算，即385m 0.94342H H gsyB =+==η式中 B H ——估算水泵所需扬程，m ；sy H ——侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取sy H =井底与地面标高差+4（井底车场与吸水井最低水位距离），m ；g η——管路效率。
当管路在立井中铺设时，g η=～；当管路在斜井中铺设，且倾角α>30o 时, g η=～；α＝30o ～20o 时，g η＝～；α＜20o 时，g η＝～。
水泵的型号及台数选择水泵型号的选择根据计算的工作水泵排水能力，初选水泵。
从水泵产目录中选取D450-60×11型号泵，流量550～400 m 3/h 额定扬程594～。
则： 水泵级数的确定0.65594385H H i i B ===取i =1级式中 i ——水泵的级数；i H ——单级水泵的额定扬程，m 。
水泵台数确定工作泵台数1.32594786Q Q n e B 1=≥=取n 1=2备用水泵台数n 2≥=×2=和n 2≥Q max /Q e -n 1=1020/594-1= 取n 2=2 检修泵数n 3≥ n 1=×2=，取n 3=2 因此，共选5台泵。
5管路的选择管路趟数及泵房内管路布置形式根据泵的总台数，选用典型五泵两趟管路系统，一条管路工作一条管路备用。
正常涌水时，两台泵向一趟管路供水；最大涌水时，四台泵同时工作就能达到20h 内排出24h 的最大涌水量，故从减少能耗的角可采用两台泵向两趟管路供水，从而可知每趟管路内流量Q e 等于两台泵的流量。
管材的选择由于井深远大于200m ，确定采用无缝钢管。
排水内径0.374m～0.3092.2～1.55940.0188v Q 0.0188v 36004Q d ppp====π式中 p d ——排水管内径，m ； Q ——排水管中的流量，3/m h ；p v ——排水管内的流速，通常取经济流速p v ＝１.５～２.２（ｍ／s ）来计算。
从表1－１预选Φ351×８无缝钢管，则排水内径p d =（351-2×8）mm = 335mm表1-1热轧无缝钢管 （YB231-70）壁厚验算p 0.5d 1C δ⎛⎫≥+ ⎪ ⎪⎝⎭式中 p d ——所选标准内径，cm ；z σ——管材许用应力。
焊接钢管z σ=60MPa ，无缝钢管z σ=80MPa ；p ——管内水压，考虑流动损失，作为估算0.011p a B =H MP ；C ——附加厚度。
焊接钢管0.2C cm =，无缝钢管0.1~0.2C cm =。
0.8cm0.780.111-2960.0111.3-803710.0110.48035.50.5≤=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⨯= 所选标准壁厚应等于或略大于按上式计算所得的值。
吸水管壁厚不需要验算。
因此所选壁厚合适。
吸水管径据根选择的排水管径，吸水管选用Φ377×８无缝钢管。
6工况点的确定及校验 管路系统管路布置参照图1-2所示的方案。
这种管路布置方式任何一台水泵都可以经过三趟管路中任意一趟排水，排水管路系统图如1-2所示。
图1-2泵房管路布置图估算管路长度L p =排水管长度可估算为：H sy +（40～50）m=346+（40～50）m=（386～396）ｍ 取L p =390m ，吸水管长度可估算为L x =7m 。
管路阻力系数R 的计算沿程阻力系数吸水管 λx = 0.3dx021.00.30.3510.021= = 排水管 λp =0.3p d 021.0=0.0210.30.335= 0.0292 局部阻力系数 吸、排水管及其阻力系数分别列于表1-3、表1-4中表1-3吸水管附件及局部阻力系数表1-4排水管附件及局部阻力系数][454521)1(8p p p p p x x x x x d d l d d l g R ξλξλπ∑+++∑+= ()}⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⨯++⨯⎩⎨⎧⨯=454520.335120.41210.3353750.02920.3514.0940.35170.02889.818π=式中 R ——管路阻力系数，25/s m ；x l 、p l ——吸、排水管的长度，m ； x d 、p d ——吸、排水管的内径，mx λ、p λ——吸、排水管的沿程阻力系数，对于流速v ≥s ，其值可按舍维列夫公式计算，即0.30.021d λ=xζ∑、p ζ∑——吸、排水管附件局部阻力系数之和，根据排水管路系统中局部件的组成，见表1-3、1-4。
管路特性方程新管25212661 3.87110syKRQ Q -H =H +=+⨯⨯⨯ 旧管2522266 1.7 3.87110sy KRQ Q -H =H +=+⨯⨯⨯ 式中 K ——考虑水管内径由于污泥淤积后减小而引起阻力损失增大的系数，对于新管K=1，对挂污管径缩小10%，取K=，一般要同时考虑K=1和K=两种情况，俗称新管和旧管。
绘制管路特性曲线并确定工况点根据求得的新、旧管路特性方程，取8个流量值求得相应的损失，列入表1-5中。
表1-5管路特性参数表Q/（m 3·h -1）200 250 300 350 400 450 500 550H 1/mH 2/m利用表1-5中各点数据绘制出管路特性曲线如图1-7所示，新、旧管路特性曲线与扬程特性曲线的交点分别为M 1和M 2，即为新、旧管路水泵的工况点。
由图中可知：新管的工况点参数为Q M1=810m 3/h,H M1=346m,ηM1=,Hs M1=,N M1=498KW ；旧管的工况点参数为Q M2=795 m 3/h ，H M2=352m,ηM2=,Hs M2=,N M2=492KW ，因ηM1、ηM2均大于，允许吸上真空度Hs M1=，符合《规范》要求。
校验计算排水时间的验算管路挂污后，水泵的流量减小，因此应按管路挂污后工况点流量校核。
正常涌水时，工作水泵1n 台同时工作时每天的排水小时数h M 2010795265524Q n 24q T 21z z ≤=⨯⨯==最大涌水期，工作水泵1n 、2n 台同时工作时每天的排水小时数 max max12)2242465015.120((11)516M q h h h n n Q +⨯T ===≤+⨯ 即实际工作时，只需4台水泵同时工作即能完成在20h 内排出24h 的最大涌水量。
经济性校核工况点效率应满足η1M =≥ηmax ≥×=，η2M =≥。
稳定性校核H sy =346≤=×1×676=608m 式中 0H ——单级零流量扬程，m 。
由D450-60×11型水泵特性曲线图可知0H =608m 经济流速校核排水管中流速122532/ 1.68/9009000.335M x x Q v m s m s d ππ===⨯⨯ 吸水管中流速s m 1.530.351900532d 900Q v 22x M1p =⨯⨯==ππ 吸、排水管中的流速在经济流速之内，故满足要求。
注：吸、排水管的经济流速通常取～s 吸水管高度校核[][]21125418x x SM x M x x l x Q g d d ζλπ⎛⎫∑+H =H -+ ⎪⎝⎭254287 4.09415325.470.02923.149.810.3350.33536005.470.824.65m⎛⎫+⎛⎫=-⨯⨯+⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭=-= 式中 [H SM1] = H SM1-（10-h a ）-（）=（）-（） =注: a h ——不同海拔高度ｚ时大气压值见表［］ｍ； n h ——不同水温ｔ时的饱和蒸汽压力值［］ｍ；实际吸水高度H x =4m ＜[H x ]，吸水高度满足要求。
电机功率计算11136001000M M M d dH Q K N ηγ⨯⨯='1070kw 0.836001000346810100031.1=⨯⨯⨯⨯⨯=式中 d K ——电动机容量富余系数，一般当水泵轴功率大于100KW 时，取d K =；当水泵轴功率为 10～100KW 时，取d K =～。
水泵配套电机功率为N d =1250KW ，大于计算值，满足要求。
电耗计算 1）年排水电耗[]max max max 12236001000r T n r T n H Q E z z z wd c M M M +⨯⨯=ηηηηγ[]6016.8230514.910.950.910.83600100035279510003⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==a h kw 106•⨯式中 E ——年排水电耗， kw h /a •；γ——水的重度，3/N m ；由给定条件可知γ=100033/N m z n 、max n ——年正常和最大涌水期泵工作台数； z r 、 max r ——正常和最大涌水期泵工作昼夜数； z T 、max T ——正常和最大涌水期泵每昼夜工作小时数；c η——传动效率，对直联接取1，联轴器联接取～；d η——电动机效率，对于大电动机取～，小电动机取～；w η——电网效率，取；2)吨水百米电耗校验210023.673M t M c d w sy H e H ηηηη⋅==3300.950.910.813.67352⨯⨯⨯⨯⨯ )t100h 0.5kw 0.420≤=。