给排水系统知识讲座

列吸水面1-1和排水管路出口截面2-2的伯 努利方程式。取面1-1为基准面，则
可知，所需H 取决于 HC，R和Q。对于具体的矿井，其HC是确定的，因而 当Q一定时，所需H将取决于R。 （R的大小与管长、管径、管内壁状况以及管路附件的种类和数量有关)
2. 管路特性曲线
➢泵的工况点及其确定方法
泵的特性曲线和管路的特性曲线，按相同比例画在同一坐 标上，其交点就是水泵的工况点。
优点：（1）节约扬程，使管路效率大大提高； （2）允许吸上真空度增大，提高了运行的安全性和经
济性。
注意：不能拆除吸水侧的第一级，如条件允许最好把相应
的中段也去掉，把泵轴缩短。（因为这样才不会使效率下 降太多。）
4. 削短叶轮直径法
切割定律
切割后的叶片外径：
理论切削量： 实际切削量：
注意：
（1）低比转数的泵叶轮的切削 量，在前后盖板和叶片上都是相等的 。
①无工况点（H0<Hc） ②多工况点（ H0<Hc）
（2）稳定工作条件 （0.9~0.95）H0 ≥Hc
二、 经济工作的条件
工业利用区：符合经济条件的区域
三、。不发生汽蚀的条件
泵入口处的真空度
吸水管路特性方程
不发生汽蚀的条件： Hs≤ [Hs]
§5-4 水泵工况点的调节
调节目的： ➢ 使水泵在运转过程中，其工况点始终满足正常工作条件； ➢ 使水泵的流量和扬程满足实际工作的需要。 调节途径： ➢ 改变管路特性曲线； ➢ 改变水泵的材料的破坏 （2）产生噪声和振动 （3）造成水泵流量、扬程和效率的 迅速下降，甚至出现断流。
二、吸水高度
水泵安装高度，是指泵轴线与吸水井水面的标高差。 ➢ 以0－0面为基准面，列吸水井水面0－0
与泵入口截面1－1间的伯诺里方程：
三、汽蚀余量△h
➢是指在水泵进口处，单位重量的水所具有的大于饱和蒸汽 压的剩余能量。
（2）高比转数的泵，叶轮两边 削成两个不同的直径，前盘大于后盘 的。
5. 改变转速调节法
原理：比例定律。 特点：没有额外的能量消耗
，经济上合理。 方法：变频调速
§5-5 泵的联合工作
一、串联工作
1.串联的任务及目的 2.串联工况点 （1）构造等效水泵 （2）求等效水泵的特性曲线按照“等流量线下，扬
蚀时的汽蚀余量。
四、允许汽蚀余量与允许吸上高度的关系
➢为使泵不发生汽蚀，装置提供的汽蚀余量应大于或等于泵 的允许汽蚀余量，即：
➢当取
时，可得允许的最大吸水高度，则：
或
五、允许吸上真空度
➢为保证泵内压力最低点不发生汽蚀时，在泵进口处允许的 最大真空度。 ➢ 泵吸上真空度
➢当泵吸上真空度Hs达到允许吸上真空度[Hs]时，则吸水高 度达到允许的最大值。
§5-4 水泵工况点的调节
1. 节流调节
✓原理：增加管路的局部阻力 使管路特性曲线变陡
✓调法：关小闸板阀 ✓优点：操作简单、方便 ✓缺点：增加阻力，增加功耗 ✓应用：短时调节
（1）配置的电动机功率过紧，为防止电机过载，在更换电机前继 续排水，可暂时关小闸阀减小排量，使电机在允许负荷下运行 。
（2）吸水困难
程相加”的原则 （3）求等效水泵的工况点M等 （4）求串联工况点：M1、M2 3. 串联效果
二、水泵的并联工作
1.并联的任务及目的 2.并联工况点 （1）构造等效水泵 （2）求等效水泵的特性曲线
2. 并联管路法
➢ 原理：增大管径，减小阻力，管路 特性曲线变缓。
➢ 方法：两条管路并联使用。 ➢ 优点：减阻、降耗、节能。 ➢ 缺点：负荷增大，易过载。 ➢ 应用：有闲置管路，电机功率富裕
。 ➢ 注意
a.防止电动机过负荷； b.防止产生汽蚀。
3. 减少叶轮数目调节法
➢多级泵的总扬程
➢实际需要的叶轮个数
此管路将低位的水加压送至多个高度不同的用水点。 出口为分支管路。
（3）排水管路 将低位的水送至高水位，管路出口通常是通大气或接一
液位不高的水池。
二、管路特性
水泵在管路上工作时，排水所需的实际 压头（扬程）与通过管路的流量的关系称 为管路特性。
1.管路特性方程式
水从水泵所获得的总能量不仅用于 提高水的位置，还要用于克服管路的 阻力，故水泵的工作状况不仅与水泵 本身性能有关，也与管路配置情况有 关。水在管路中流动所需要的总能量 ，可由伯努利方程式导出
➢ 汽蚀余量可分为装置汽蚀余量和临界汽蚀余量。 1.装置汽蚀余量△hA ➢ 是水泵进口处的实际汽蚀余量，用表示。
2. 临界汽蚀余量△hr ➢是指泵内最低压力点的压力为饱和蒸汽压时，水泵进口处 的汽蚀余量。是水泵发生气蚀的临界条件。
➢临界汽蚀余量是泵设计和使用的重要基本参数，目前还难 以准确地用计算方法确定，汽蚀试验是唯一可靠的方法。 3.允许汽蚀余量〔△h〕 ➢ 将临界汽蚀余量适当加大，以保证水泵正常工作不发生汽
§5-2 汽蚀与吸水高度的确定
一、汽蚀及其危害
1.汽蚀的发生过程
泵运转中，若其过流的局部区域的绝对压力降低到 所抽送液体当时温度下的汽化压力时，液体便在该处 汽化，形成气泡。气泡被液流带到高压区，又凝结而 破裂形成空穴，此时，周围的液体以极高的速度填充 空穴，因互相撞击而形成巨大的水击。此时水的动能 变为弹性变形能，使局部压力高达几千个大气压，压 力升高后，弹性变形能又变为动能而使压力降低，不 断循环往复，直至能量耗完为止，这种过程称为汽蚀 。
给排水系统知识讲座
2020年7月12日星期日
水泵与特定的管路相连接，与相关的设备一起共同构 成特定的排水（或供水）系统。
介绍：水泵在管路上工作时的基本规律和调节方法；水 泵的选型方法。
§5-1 管路系统及其阻力特性
一、管路系统
（1）设备供水管路 管路的进、出口端通常都与其他设备相接，管路进、
出口压力取决于设备的工作压力。 （2）建筑供水管路
吸水管路特性方程
厂家提供
最大允许吸水高度
注意：
➢水泵样本上提供的[Hs]、[△h]是生产厂家在水温20℃、大 气压为98100Pa条件下得出的。若使用地点的条件与上述条 件不符，应按下式进行修正。
§5-3 泵的正常工作条件
➢泵的正常工作条件包括：稳定工作条件，经济工作条件和不 发生汽蚀的条件。 一、稳定工作条件 ➢水泵在运转中工况点是单值的， 不能出现无交点或多交点。 （1）不稳定的原因