泵与泵站(第2章11-14节)1
最新泵与泵站(第六版.6.5)
1.3 泵及泵站运行管理的发展趋势
• 泵的发展趋势
2）高扬程、高转速
单级扬程已经达到1000m。
3）系列化、通用化和标准化 与国际接轨，现代工业生产的必然要求
1.3 泵及泵站运行管理的发展趋势
• 泵站运行管理的发展趋势
目标：安全、节能、智慧
泵站SCADA （Supervisory Control and Data Acquisition）即监控与数据 采集系统的建设使得泵站的运行管理：
1.2 泵的定义及分类
• 泵的分类—叶片泵 IS型单吸离心泵
叶轮
1.2 泵的定义及分类
• 泵的分类—叶片泵 S型双吸离心泵
1.2 泵的定义及分类
• 泵的分类—叶片泵 ZLB型立式轴流泵
叶轮 1、固定式 2、半调节
1.2 泵的定义及分类
• 泵的分类-叶片泵 混流泵
叶轮 1、低比转速 2、高比转速
泵站总用电占企业总用电95%---
1.2 泵的定义及分类
• 泵的定义
泵是一种转换能量的机械，它把原动
机的机械能转化为被抽送液体的能量，使
液体使获得动能或势能。
电能
机械能
势能(压能、位能)和动能
1.2 泵的定义及分类
• 泵的分类
(1)叶片式泵 对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转
而完成的，属于这一类的有离心泵、轴流泵、混 流泵等。
2、泵轴
泵轴是用来旋转泵叶轮的，要求足够的抗扭强度和足够 的刚度。材料：常用碳素钢和不锈钢
键-泵轴与叶轮的连接件
2.2 离心泵的主要零件
3、泵壳（图中4）
离心泵的泵壳通常铸成蜗壳形，其过水部分要求有良好的水力条件
10000
几种常用泵的总型谱图
水泵及水泵站(第二章 11节)
折引法
� �
在单泵的性能曲线上折引掉并联点前的管路损失 管路特性曲线只包含并联点后的管路损失
H （Q-H ）1，2 Q-H）
N M S
）1+2 （Q-H Q-H）
Q～∑hOC
C O
）′1，2 （Q-H Q-H） HST Q
A B
2、不同型号、同水位的两台水泵并联工作
H B = H Ι − Σ S AB Q1 = H
四、并联工作中调速泵台数的确定 确定原则：
充分发挥每台调速泵在调速运行时仍能在 较高效率范围内工作，且尽量节省调速装置 增加的投资。
五、离心泵串联工作
S X = Σ S Xi H X = Σ H Xi
H = H H = H
X ST
− S
X
Q
2 2
+ Σ SQ
S X = Σ S Xi H X = Σ H
两台不同型号泵
Ha − Hb ′ + Qb ′′ )2 − ( Qa ′ + Qa ′′ )2 ( Qb
′ + Qa ′′ ) 2 = H b + S X ( Q b ′ + Qb ′′ ) 2 H X = H a + S X ( Qa
2、并联运行工况点求解
S′ 2 X Q总 4 1 2 H = H ST + （ S1 + S2）Q总 4 H = H′ X −
1、取水泵站调速运行的数解法 为保证水厂净化构筑物均匀负荷，取水泵站 均匀供水 为目标。 通常以 通常以均匀供水 均匀供水为目标。
举 例：
某水厂取水泵站有两台不同型号的离心泵在不 同水位下，一定一调并联工作。 n*值。 试求：实现水泵站均匀供水的调速泵转速 试求：实现水泵站均匀供水的调速泵转速n
泵与泵站,第2章1-5节解读
第2章叶片式水泵2.1 离心泵的基本构造和工作原理2.1.1 两个例子在介绍离心泵的工作原理之前，我们首先来看下面两个生活中经常见到的现象：（1）在雨天，旋转雨伞，水滴沿伞边切线方向飞走，旋转的雨伞给水滴以能量，旋转的离心力把雨滴甩走，如图2-1所示。
（2）旋转小桶，在垂直平面上旋转一个小桶，当小桶旋转速度较慢时，小桶旋转到上面时，桶里面的水就会流出来；当小桶旋转速度加快到一定程度时，小桶里面的水就不会流出来，反而会压向桶底，若在小桶底部打一个小洞，桶里面的水就会从小洞喷溅出去。
这同样是旋转的离心力给水以能量，旋转的离心力把水甩走。
如图2-2所示。
从以上两个例子中可以看出旋转的离心力能给水增加能量。
2.1.2 离心泵的工作原理离心泵就是根据上述离心力甩水的原理设计出来的。
与以上两个例子不同的是离心泵的各个部件都是经过专门水力计算和水力试验而设计完成的。
离心泵工作原理就是利用水泵叶轮高速旋转的离心力甩水，使得水的能量增加，能量增加的水通过泵壳和水泵出口流出水泵，再经过压水管输往目的地。
离心泵的工作过程如下：离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸水管道，然后驱动电机，使叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力的作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压力管道，由压力管道而输入管网中去。
在这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水在外界大气压的作用下，通过吸水管而源源不断地流入水泵叶轮，水又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压力管道。
这样，就形成了离心泵的连续输水。
12离心泵工作过程实际上就是一个能量传递和转化的过程，它把原动机（电机）的高速旋转的机械能转换成水的动能和势能。
在能量传递和转化过程中，就伴随着许多能量损失，这种能量损失越大，说明该离心泵的性能越差，工作效率越低。
2.1.3 离心泵的基本构造图2-3所示为单级单吸离心泵的基本构造。
主要包括有蜗壳形的泵壳1，其作用是收集叶轮甩出的水；泵轴2，从原动机获取能量并带动叶轮旋转；装于泵轴2上的叶轮3，高速旋转甩水增加水的能量；吸水管4，与泵壳上的进口相连接；压水管5，与泵壳上的出口相连接；底阀6，安装于吸水管进口，在给泵壳与吸水管路灌水时，防止水倒流回吸水池；控制阀门7，安装于压水管上，起控制和调节作用；灌水漏斗8，水泵在启动时，从这里灌水；泵座9，支撑并固定泵壳。
泵与泵站第二章课后习题复习资料
《泵与泵站》第二章 课后习题答案【1】．（1） 已知，出水水箱内绝对压强P 1=3.0atm ，进水水箱绝对压强P 2=0.8atm以泵轴为0-0线，大气压P a =1atm出水水箱测压管水头：()()m P P H a 2010131011=⨯-=⨯-=进水水箱测压管水头：()()m P P H a 21018.01022-=⨯-=⨯-=（“-”表示在泵轴以下）m H H H ST 22)2(2021=--=-=（2）泵的吸水地形高度：m H H ss 22-==（3）泵的压水地形高度：m H H sd 201==【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 hc 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：2z221∆-+∑+=g v h H H s sdv （见P24，公式2-30）真空表安装在泵轴处，02z=∆ 则：gv h H H s ss v 221+∑+=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 25.48.9227.1171.1322m H v =⨯++=∵760mmHg O H 1012==m atm则：mmHg 2337625.4O H 25.42=⨯=m % 真空度=%5.57100%OH 10OH 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【4】．解答：以吸水池水面为基准面列0-0，1-1，2-2，3-3断面能量方程如下：0-0断面：gP g P g v Z E a ρρ++=++=002020001-1断面：gP g v z H g P g v Z E ss ρρ121121112)2(2++∆-=++=2-2断面：gP g v z H g P g v Z E ss ρρ222222222)2(2++∆+=++= 3-3断面：gP g v H g P g v Z E a ST ρρ++=++=222332333吸水管水头损失：g v z H H g v z H g P P E E h ss v ss a s 22222121110-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆---=-=∑ρ得：g v z H h H ss s v 2221+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+∑= 压水管水头损失：ST ss d ST ss a d H g v v z H H H g v v z H g P P E E h --+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆++=--+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆++-=-=∑222223222322232ρ 得：ST ss d d H g v v z H h H +--⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+-∑=222322∵泵装置总扬程d v H H H +=则：ST ss d ss s d v H g v v z H h g v z H h H H H +--⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+-∑++⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+∑=+=2222232221 ()ST d s H gv g v v z h h ++-+∆-∑+∑=22232221（总水头损失d s h h h ∑+∑=∑）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--+++∑=z g v v g v H h ST22222123忽略流速差，即21v v ≈，022221=-gv v ； 压力表和真空表沿泵轴安装，即0=∆z 则最后：gv h H H ST223+∑+=【5】．解答：泵的基本方程式：)(1)(12222222222ββctg C u u gctg C u g u u C g H r r u T -=-=⋅=叶轮出口牵连速度：）（s /m 25.216028.014.314506022=⨯⨯==D n u π 叶轮出口面积：）（2222m 035.004.028.014.3=⨯⨯=⋅=b D F π径向流速：）（s /m 57.38035.02T 2T T r Q QF Q C ===代入基本方程式，得理论特性曲线：T T T Q ctg Q H 86.14408.40)3057.3825.2125.21(8.912-=︒⋅⨯-=【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。
最新《泵与泵站》第二章课后习题答案
学习-----好资料《泵与泵站》第二章课后习题答案【11. (1)已知，出水水箱内绝对压强P i=3.0atm，进水水箱绝对压强P2=0.8atm 以泵轴为0-0线，大气压P a=1atm出水水箱测压管水头：比=[R _P a 10=]3_1 10=20m进水水箱测压管水头：H2二P2 -P a 10二0.8-1 10二-2m(表示在泵轴以下)H ST =H1 -H2 =20 _(_2) =22m(2)泵的吸水地形高度：H ss =日2 =-2m(3)泵的压水地形高度：H sd =H1 =20m【2】.解答：如图(a)，H ss(a)=3m据题意：H ss(b) —H ss(C) —H ss(a) - 3m以泵轴为基准面(1) b水泵位置水头：Z b=H Ab水泵吸水池测压管水柱高度：h=[0.5-1 10 - -5mb水泵吸水池测压管水头：H测=Z b - h二H A：〔；』5mb 水泵H ss(b) = 0― H 测=O —：；.H —5 = 5 —H A - 3m解得：H A =2m(2) c水泵位置水头：Z c- -5m (在泵轴以下)c水泵吸水池测压管水柱高度：h "R -1 10=10P c -10c水泵吸水池测压管水头：H测二Z c-5 10P c -10 =10F c -15(m)c 水泵H ss(c)=0 - H 测=0—10P c -15 =15 - 10P c =3m H解得：P c =1.2atm【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:真空表安装在泵轴处，—^022则：H J H SS * 營计算水泵的吸水管流速:0.16厂=1.27m/s _s3.14 0.42(亍)(4)4 4二D：吸水管沿程水头损失系数h =5.7 %压水管沿程水头损失系数h =11.6 %。
真空表读数：H v二H sd* 2g (见P24,公式2-30)学习-----好资料泵吸水地形高度： H SS =35 _32 =3m吸水管水头损失： ' h s l 1 1=0.0057 30 1 =1.17m1 272贝U:真空表读数 H V =3 1.1714.25mH 2O2x9.8■/ 1atm =10mH 2O = 760mmHg贝U ： 4.25mH 2O =4.25 76 =323mmHg %(2)泵的静扬程：H S T h[74.5 -322 -1 10 = 52.5m压水管水头损失： ' h d 国2」21=0.0116 200 1 =3.32m管道总水头损失： ' h - ' h s x h d =1.17 3.32 =4.49m总扬程：H =H ST 、h =52.5 4.49 = 56.99m (3 )轴功率：N 二 9QH J 。
水泵与水泵站-课件
恒定元流的动量方程对某固定点取矩，可得到恒定元 流的动量矩方程
dQ(r2 u2 r1 u1) r F
A2 r2 u2u2dA2 A1 r1 u1u1dA1 (r F)
单位时间里控制面内恒定总流的动量矩变化(流出液体 的动量矩与流入液体的动量矩之矢量差)等于作用于 该控制面内所有液体质点的外力矩之和。
(2)机械密封 DY101型系列机械密封
112型系列机械密封
6、减漏环(承磨环)
叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处
1、泵壳；2、镶在泵壳上的减漏环； 3、叶轮；4、镶在叶轮上的减漏环
7、轴承座
ZHZ滑动轴承
滚动轴承
8、联轴器
ZML膜片及连轴器
9、轴向力平衡措施
平衡孔 1 排出压力；2加装的减漏环 3平衡孔；4泵壳上的减漏环
1、对轮心取矩
QC2 cos2 R2 C1 cos1 R1 M
2、叶轮对流体所作功率
NT M Qu2C2 cos2 u1C1 cos1
NT QHT
3、理论扬程
HT
u2C2
cos 2
u1C1 cos1
HT
1 g
u2C2u u1C1u
2.4.3基本方程式的讨论
（1）为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，取α１＝ 90°，既Ｃ１u=0
求水泵扬程。
注：i1=0.0065, i2 =0.0148 ；
吸水进口采用滤水网，90 弯头一个， DN=350*300mm渐缩管 一个； 压水管按长管计， 局部水头损失占沿程10%。
§ 2.6 离心泵的特性曲线
2.6.1离心泵的特性曲线
特性曲线：在一定转速下，离心泵的扬程、 功率、效率等随流量的变化关系称为特性曲线。 它反映泵的基本性能的变化规律，可做为选泵 和用泵的依据。各种型号离心泵的特性曲线不 同，但都有共同的变化趋势。
泵与泵站第五版答案
泵与泵站第五版答案【篇一：泵与泵站(第五版)课后答案_第二章】1】．（1）已知，出水水箱内绝对压强p1=3.0atm，进水水箱绝对压强p2=0.8atm以泵轴为0-0线，大气压pa=1atm出水水箱测压管水头：h1??p1?pa??10??3?1??10?20m进水水箱测压管水头：h2??p2?pa??10??0.8?1??10??2m（“-”表示在泵轴以下）hst?h1?h2?20?(?2)?22m【2】．解答：如图（a），hss(a)?3m据题意：hss(b)?hss(c)?hss(a)?3m 以泵轴为基准面（1）b水泵位置水头：zb?hab水泵吸水池测压管水柱高度：h??0.5?1??10??5m b水泵吸水池测压管水头：h测?zb?h?ha???5?m b水泵hss(b)?0?h测?0??ha?5??5?ha?3m 解得：ha?2m（2）c水泵位置水头：zc??5m（在泵轴以下）c水泵吸水池测压管水柱高度：h??pc?1??10?10pc?10c水泵吸水池测压管水头：h测?zc?h??5?10pc?10?10pc?15(m)c水泵hss(c)?0?h测?0??10pc?15??15?10pc?3mh 解得：pc?1.2atm【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i1?5.7‰ 压水管沿程水头损失系数i1?11.6‰ （2）泵的吸水地形高度：hss?h2??2m （3）泵的压水地形高度：hsd?h1?20mv12?z真空表读数：hv?hsd??hs? （见p24，公式2-30） ?2g2真空表安装在泵轴处，?z?0 2v12则：hv?hss??hs?2g计算水泵的吸水管流速：v1?qq0.16???1.27m/s a1?ds23.14?0.42)()(44泵吸水地形高度：hss?35?32?3m吸水管水头损失：?hs?i1?l1?1?0.0057?30?1?1.17m1.272?4.25mh2o 则：真空表读数hv?3?1.171?2?9.8∵1atm?10mh2o?760mmhg则：4.25mh2o?4.25?76?323mmhg% 真空度=pa?pv10mh2o?4.25mh2o?100%??100%?57.5% pa10mh2o（2）泵的静扬程：hst??74.5?32???2?1??10?52.5m压水管水头损失：?hd?i2?l2?1?0.0116?200?1?3.32m 管道总水头损失：?h??hs??hd?1.17?3.32?4.49m 总扬程：h?hst??h?52.5?4.49?56.99m（3）轴功率：n??gqh1000?9.8?0.16?56.99??127.66kw1000?1000?0.7【4】．解答：以吸水池水面为基准面列0-0，1-1，2-2，3-3断面能量方程如下：2v0pp0-0断面：e0?z0??0?0?0?a2g?g?gv12pv12p?z11-1断面：e1?z1???(hss?)??12g?g22g?g22v2p2v2p?z2-2断面：e2?z2???(hss?)??22g?g22g?g22v3p3v3p??hst??a 3-3断面：e3?z3?2g?g2g?g吸水管水头损失：pa?p?z?v12?1?hs?e0?e1???hss????hv?g2?2g??z?v12?得：hv??hs??hss? ??2?2g??z?v12???hss???2?2g?压水管水头损失：2222p2?pa??v3?v3?z?v2?z?v2??hd?e2?e3???hss????hst?hd??hss????hst?g2?2g2?2g??22?v3?z?v2?得：hd??hd??hss??hst ??2?2g?∵泵装置总扬程h?hv?hd22?v3?z?v12?z?v2??则：h?hv?hd??hs??hss???hd??hss????hst ??2?2g2?2g??22v3v12?v2???hs??hd???z???hst（总水头损失?h??hs??hd）2g2g??h?hst22?v12?v2?v3? ?????z??2g?2g?2v12?v2?0；忽略流速差，即v1?v2，2g压力表和真空表沿泵轴安装，即?z?0 则最后：h?hst2v3??h?2g【5】．解答：泵的基本方程式：ht?叶轮出口牵连速度：u2?u112c2u?u2?2(u2?c2rctg?)?(u2?u2c2rctg?2) gggn?d21450?3.14?0.28??21.25（m/s）6060叶轮出口面积：f2??d2?b2?3.14?0.28?0.04?0.035 （m2）径向流速：c2r?qtq?t?28.57q（ tm/s）f20.035代入基本方程式，得理论特性曲线： ht?1(21.252?21.25?28.57qt?ctg30?)?46.08?107.04qt 9.8【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。
泵和泵站第二章 叶片式水泵1
⑴填料密封
压盖填料型填料盒
1轴封套；2填料（盘根）；3水封管；4水封环；5压盖（格兰）
(2)机械密封
DY101型系列机械密封
112型系列机械密封
平衡型机械密封：密封介质作用于动环上有效面积小于 动、静环接触面，可用于高压 非平衡型机械密封：密封介质作用于动环上有效面积大 于或等于动、静环接触面
e a
P
b
P
6
1
P
2
g
P
d
m ( C c o s RC c o s R ) M 2 2 2 1 1 1 d t
动量矩定理：单位时间里控制面内恒定总流的动量矩变化(流 出液体的动量矩与流入液体的动量矩之矢量差)等于作用于该 控制面内所有液体质点的外力矩之和。
P
3
f b
P
静压能。
3)泵壳顶上设有充水和放气的螺孔，以便在泵起动前用来 充水及排走泵壳内的空气。在泵壳的底部设有放水螺孔， 以便在泵停车检修时用来放空积水
4、泵座： 1）泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔。 2）泵壳顶上设有充水和放气的螺孔，以便在泵起动前充水及排 走泵壳内的空气。
3）在泵吸水和压水锥管的法兰上，开设有安装真空表和压力表
泵用机械密封主要泄漏点： （l）轴套与轴间的密封； （2）动环与轴套间的密封； （3）动、静环间密封； （4）对静环与静环座间的密封； （5）密封端盖与泵体间的密封。
6、减漏环(承磨环)
为什么要装减漏环？（减漏环作用） 减漏环位置：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处
（a）单环型；（b）双环型；（c）双环迷宫型 1、泵壳；2、镶在泵壳上的减漏环；3、叶轮；4、镶在叶轮上的减漏环
单级单吸卧式离心泵
泵与泵站第二章
2019/10/25
泵与泵站第2章
32
例宽题度：b2=离18心m泵m，，安叶装轮角外β径2D=23=02°0，0m转m速，
n2=2900r/min，试求特性曲线。
解：
HT
R2
g
(R2
Q F2
cot 2 )
2 n 303.7rad / s
泵与泵站第2章
22
2. 扬程与管道水头损失的关系 对断面0-0和3-3应用伯努利方程：
z0
pa
g
v02 2g
H
z3
pa
g
v32 2g
hw
H z3 z0 hw H ST hw
2019/10/25
泵与泵站第2章
23
例 2-1 水泵抽水，已知：流量Q=120 l长d/1s==度00.l.321=52m3m03，0/ms，压，吸水采水管用管直铸长径铁度d管2=l1，0=.23吸00mm水，，管吸压直水水径井管 水面标高58.00m，泵轴线标高60.00m，水 厂混合池水面标高90.00M。
2019/10/25
泵与泵站第2章
15
水泵的扬程
设单位重量水体获得的功率为HT ，即：
NT = gQ HT
则有
HT
NT
gQ
1 g
(u2C2u
u1C1u )
HT 称为水泵的（理论）扬程。
2019/10/25
泵与泵站第2章
16
水泵的扬程
在水泵设计时，使C1u =0，即C1与圆周垂直。
泵与泵站第七讲
`
三、水泵停车（停泵）
关出水闸→停泵（实行闭闸停车）→关 真空表压力表阀→擦拭泵和电机。 冬季可能冰冻时，应放空泵中的水。 为什么实行闭闸停车：防止发生水锤。 四、水泵的故障和排除 （书见P87表2—9 ）
`
离心泵常见的故障及其排除
故障 产生原因
2.吸水管路及填料有漏气。
排除方法
向。 4.检查电路，是否电压太低。 5.揭开泵盖，清除杂物。 6.清除杂物或修理。
H SV
Pa Pva H ss hs g g
Pa 用 ha g ; pva hva g 代入上式得： sv H （泵轴高于吸水面）
ha hva H ss hs
`
HSV—该水温下的气化压力（mH2O）查表2-8 Ha—吸水井表面大气压（mH2O）查表2-9 若泵轴低于吸水面则: HSV=ha－hva－∑hs+HSS 工称应用中，我们求出HSS，再考虑 0.4~0.6 mH2O的安全量。
2. 气泡的成份： 溶解在水中的气体，首先析出。 然后是水蒸气。 3. 气泡的危害：—气蚀 气泡在叶片入口处形成 进入叶片中 压力突然增大 气泡在四周压力的作 用下被（压灭）湮灭（转化成水）。气泡 四周的水向气泡中心以很高的速度冲击， 在气泡中心造成强烈的局部水锤现象，瞬 间局部压力可达几十兆帕（可听到啪啪的 噪声）—称为气穴现象。
Hs′—修正后的允许吸上真高度。 H s H s (10.33 ha ) (hva 0.24 ) Hs—样本的最大允许吸上真空高度。
pa g
考试常 有内容
ha—安装地点的大气压（
）mH2O，由表2—８查出。
hva—实际水温的饱和蒸汽压（ mH2O ）由表2-７查出。
《泵与泵站第二章》PPT课件
吸水管：
v1
4Q
d12
1.2473m / s,
v2
4Q
d 2 2
4.62m / s
hf
l1
d1
v12 2g
0.1354m
hj
(
1
2
)
v12 2g
3
v22 2g
0.2304m
2020/11/11
泵与泵站第2章
25
• 压水管：
水泵扬程：
v2
4Q
d 2 2
4.62m / s
hf
l2
d2
42
例2-2
• 14SA-10型离心泵，转速n=1400r/min，叶轮直径D-466mm，其特性曲线如图227所示。试拟合Q~H特性曲线方程。
• 14SA-10型离心泵Q~H特性曲线上的坐标值 • 序号 1 2 • H/m 74 64 • Q/ m3/s 0.24 0.36
2020/11/11
泵与泵站第2章
• 吸水管局部损失系数，进口1=2 ，90°弯头2=0.59，渐缩管3=0.17 。 • 求：水泵扬程H。
2020/11/11
泵与泵站第2章
24
• 解：铸铁管粗糙系数n=0.013（钢管0.012，水泥管0.014），计算式：
8gn2 (d / 4)1/3
v
4Q
d 2
hf
l
d
v2 2g
hj
v2 2g
泵与泵站第2章
13
动量矩方程
• 一个叶槽的动量矩方程： • M= Q2 C2cos2 R 2 - Q1C1cos1 R1 • 由于 Q1= Q2 • 因此 • M= Q(C2cos2 R 2 - C1cos1 R1 ) • 对所有的叶槽：
泵与泵站第2章10节1-PPT精品文档
H 10 m ，求 Q 和 Q ST AO OG
H 45 . 833 4583 . 333 Q 17500 Q O AO AO H 10 9200 ( 2 Q) O
2 AO
2
2
解得:
3 Q 0 . 0247 m /s AO
HO 32 .45 m
例2
2 2 已知泵 的特性曲线方程为 H 45 . 833 4583 . 333 Q , AB 管道的水头损失方 h 12500 Q , AB
6、一台水泵向两个并联工作的高地水池输水
H Q-Σ hBD Σ hAB
测压管
（1）水泵向两个高地水池输水
K
Q-Σ hBC
P
• M•
M’
(Q-Σ h)BC+BD (Q-H) (Q-H)’
D
H0 HB
C B
HST2 HST1
QBD QBC QAB=QBC+QBD
Q A Σh Q-Σ hAB
（2）水泵与高水池D并联工作，共同向低水池C输水
H
I
Ⅱ
0
Q
2、同型号、同水位的两台水泵的并联工作
(1)绘制两台水泵并联后的总和(Q-H)l+2曲线 1 H H hh H H (S S) Q
ST AO OG
ST
4
2 AO OG 1 2
(2)绘制管道系统特性曲线,求并联工况点M。 (3)求每台泵的工况点N Q’＞Q1,2，2Q’＞Q1+2，即两台泵并联工作时， 其流量不能比单泵工作时成倍增加。 N’＞N1,2，因此，在选配电动机时，要根据单泵 单独工作的功率来配套。
2 2 BD 管道的水头损失方程为 h 11200 Q ， BC 管道的水头损失方程 h 17500 Q ， BD BC 3 H 10 m ， Q 0 . 05 m / s ，求 Q 、 Q 、 H 、 H ST BD AB BC
泵与泵站#(精选.)
知识点复习：1、水泵分类：叶片泵（离心、轴流、混流）、容积泵、其它类型泵2、水泵零部件：部位、功能、材料3、泵的基本参数、相互关系（选泵主要参数）、表示方法4、扬程基本方程式推导：3个假定、基本方程式推导、讨论5、水泵装置、扬程的测量、装置扬程计算（能量供、求关系动态平衡）6、流量与扬程、功率、效率之间的关系——特性曲线及其特点（离心、混流、轴流）7、装置工况点求解：直接法、折引法8、相似律、比例律9、调速工况例题——工况点、相似工况抛物线、新工况点、比例律求新转速10、换轮工况习题——工况点，切削抛物线、新工况点、切削律求切削量11、相似准数（比转速）、相对性能曲线、综合性能曲线12、并联（横加）、串联（纵加）特性曲线、并联工况点求解13、汽蚀现象、成因及危害，允许吸上真空高度、汽蚀余量概念14、水泵实际安装高度、最大安装高度的计算15、水泵运行常见故障、原因分析及排除16、给排水常用水泵的类型及型号泵站知识要点①选泵的依据、原则和要点；②泵站的平面布置和竖向布置：水泵机组布置，基础的安装要求，吸、压水管路闸阀的布置和安装要求；③泵房辅助设备和措施的选用：如：计量、充水、起重、排水、通风、采光、减噪、水锤消除、交通等④各种类型泵站的工艺特点和工艺设计；⑤给、排水泵站的工艺对比给水泵站工艺特点§4-1 给水泵站的分类与特点1.分类依据设备机组与泵站地面的关系：地面式、半地下式、地下式依据操作条件：人工手动控制、半自动化式、自动控制式、遥控泵站式给水工程中常用的分类：取水泵站——一级泵站送水泵站——二级泵站中间泵站——加压泵站2.取水泵站（一级泵站）主要特点：(1)邻江靠岸，泵站埋深较大，运行管理困难复杂；(2)水质有悬浮物、杂质等(3)取水水量稳定，24h均匀运行(4)进水口水位变化较大，出水位变化小：(5)施工困难，具有季节性，扩建困难：“百年大计，一次完成”举例说明：有关注意事项：1.选址：防洪堤以内不允许建设永久性建筑物——一般建在防洪堤以外2.泵站与江水之间应有集水构筑物----集水井；水通过引水管自流入集水井自流施工：不允许挖堤；采用顶管式施工自流管前端设格栅等并设浮标----取水头部泵房与集水井可以合建也可以分建（合建可降低造价）3.充分利用允许吸上真空高度提高泵房，降低造价——一般用自流式引水4.n台并联水泵出水管在闸阀井内联合，只有两根或一根管线输水至水厂混合池。
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(Wk2W W0202
2g 2g2g
)
W02 2g
(W W0k22
1)
2.11.2 气穴和气蚀
1、气穴现象：当叶轮进口低压区的压力Pk≤Pva 时，水 就大量汽化，同时，原先溶解在水里的气体也自动逸出， 出现“冷沸”现象，形成的汽泡中充满蒸汽和逸出的气 体。汽泡随水流带入叶轮中压力升高的区域时，汽泡突 然被四周水压压破，水流因惯性以高速冲向汽泡中心， 在汽泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象，其瞬间的局 部压力，可以达到几十兆帕。此时，可以听到汽泡冲破 时炸裂的噪音，这种现象称为气穴现象。
2.13.2 轴流泵的工作原理
空气动力学中机翼的升力理论
P’
B
A
P
2.13.3 轴流泵的性能特点
(1)扬程随流量的减小而剧烈增大，Q—H曲线陡降，并 有转折点。
(2)Q—N曲线为陡降曲线，一般称为“开闸启动” 。 (3)Q—η曲线呈驼峰形。也即高效率工作的范围很小。
轴流泵特性曲线
轴流泵的通用特性曲线
ns较低
ns较高
2.11.3 水泵最大安装高度
1、水泵最大安装高度
Pa P1
g
Hv
H ss
v12 2g
hs
H ss
Hv
v12 2g
hs
相对压力零线
H SS HV Pa g
P1 g
绝对压力零线
Hs——允许吸上真空高度，即HV的最大限值
2、允许吸上真空高度Hs 水泵厂一般在样本中，用Q-Hs曲线来表示该水泵的吸水
(1)允许吸上真空高度Hs： 离心泵的吸水性能通常是用允许吸上真空高度Hs来衡
量的。Hs值越大，说明水泵的吸水性能越好，或者说， 抗气蚀性能越好。 (2)气蚀余量（NPSH）r ： 水泵厂样本中要求的气蚀余量越小，表示该水泵的吸水 性能越好。
§ 2.12 离心泵机组的使用与维护
2.12.1 启动前的准备工作 (1)检查：螺栓、轴承、出水阀、压力表及
这种泵在城镇给水、工矿企业的循环用水、农田诽溜、 防洪排涝等方面应用十分广泛，是给水排水工程中最常 用的一种水泵。 目前，常见的流量为90-20000m3/h， 扬程为10—l00mH2O。 按泵轴的安装位置不同，有卧式和立式两种。
2.14.3 D(DA)系列分段多级式离心泵
这类泵扬程在100-650mH2O高范围内，流量在5— 720m3/h范围内。
(4)在水泵样本中，轴流泵的吸水性能，一般是用气蚀 余量Δhsv来表示的。一般轴流泵的气蚀余量都要求较 大。
2.13.4轴流泵的主要应用
适于输送清水或物理、化学性质类似于清水的液体， 不同类型的轴流泵对所输送液体温度的要求不同(如 ZLB型要求液体温度不超过50℃)可供电站循环水、城 市给水、农田排灌等之用。
2、气蚀 (1)气蚀现象：一般气穴区域发生在叶片进口的壁面，金
属表面承受着局部水锤作用，经过一段时期后，金属就 产生疲劳，金属表面开始呈蜂窝状，随之，应力更加集 中，叶片出现裂缝和剥落。在这同时，由于水和蜂窝表 面间歇接触之下，蜂窝的侧壁与底之间产生电位差，引 起电化腐蚀，使裂缝加宽，最后，几条裂缝互相贯穿， 达到完全蚀坏的程度。水泵叶轮进口端产生的这种效应 称为“气蚀”。
HSV 气穴和气蚀
HSV ha hs HSS hva
性
Q-H
能 离心泵的 Q-N
特性曲线 Q-η
公式含义以及和流量、 扬程、叶片形状的关系
Q-HS
H H ST SQ2
定速运行工况：联立Q-H和Q-Σh求解
离 心
Q1 n1 Q2 n2
H1 ( n1 )2 H 2 n2
N1 ( n1 )3 N2 n2
D型多级离心泵
2.14.４JD(J)系列深井泵
深井泵是用来抽升深井地下 水的。
主要由三部分组成：
(1)包括滤网在内泵的工作部分
(2)包括泵座和传动轴在内的扬 水管部分
(3)带电动机的传动装置部分等。
这类泵实际上是一种立式单吸 分段式多级离心水泵。
QJ/QJT系列深井潜水泵
2.14.５潜水泵
潜水泵的持点是机泵一体化，潜水给水泵常用的型号 为QXG，其流量范围为200-400m3/h，扬程范围为 6．5-60mH2O，功率范围为11-150kW。 按用途分，给水泵、排污泵；
性能。此曲线是在大气压为l0.33mH20，水温为20℃时， 由专门的气蚀试验求得的。它是该水泵吸水性能的一条限 度曲线。
Hs与当地大气压(Pa)及抽升水的温度(t)有关: (1)当地大气压越低，水泵的Hs 值就将越小，表2-8 ; (2)水温越高，水泵的Hs值也将越小，表2-7 。
H 's H s (10.33 ha ) (hva 0.24)
真空表，供配电设备 (2)盘车：转动机组的联轴器，检查水泵及
电动机内有无不正常的现象 (3)灌泵：向水泵及吸水管中充水 (4)闭闸启动：闭闸运行时间一般不应超过
2—3min
2.12.2 运行中应注意的问题
(1)检查各个仪表工作是否正常、稳定。 (2)检查流量计上指示数是否正常。 (3)检查填料盒处是否发热、滴水是否正常。 (4)检查泵与电动机的轴承和机壳温升。
2、（NPSH）r和（NPSH）a (1)必要气蚀余量（NPSH）r
样本中所提供的气蚀余量：由Δh和避免气蚀的余裕 量(0.3mH20左右)两部分所组成。
(2)装置实际气蚀余量（NPSH）a 在工程中（NPSH）a =（NPSH）r+(0.4～ 0.6mH20)
吸入式工作的水泵气蚀余量图
2.11.5 水泵的吸水性能
连接泵机、传递功率
HST、HSS、HSD
能量守恒定律
il
2 2g
流量 扬程
H H ST h
轴功率
Nu
叶片泵的基 效率
N
离 本性能参数
心
转速
3.65n Q
比转数 ns
3
H4
泵 的
HS: H 's H s (10.33 ha ) (hva 0.24)
H SS
HV
12 2g
hs
基 本
p1
v12 2g
pva
C02 2g
W02
2g
Hsv
pa
v12 2g
HSS
hs
v12 2g
pva
Hsv ha hs Hss hva
HSV:总气蚀余量； ha：吸水井表面的大气压力(mH20)； Σhs ：吸水管道的水头损失之和(m)； Hss ：水泵吸水地形高度，即安装高度(m)； hva：该水温下的汽化压力(mH20)。
§2.11 离心泵吸水性能
2.11.1 吸水管中压力的变化及计算
相对压力零线 A
H SS Pa
HV
Ha
Pa g
A
C
2 0
v12
2g 2g
叶叶 片片 正背 面面
Pa PK g g
绝对压力零线
W02
吸水管 2g
0
K 叶轮
PK
泵壳
g
pa
pk
(H ss
v12 2g
hs )
C02 v12 2g
2.11.4 气蚀余量(NPSH) 对轴流泵、热水锅炉给水泵等，其安装高度通常是负 值，叶轮常须安在最低水面下，对于这类泵常采用 “气蚀余量”这名称来衡量它们的吸水性能。
pa
pk
(H ss
v12 2g
hs )
C02 v12 2g
W02
2g
pa
p1
H ss
v12 2g
hs
p1 v12 pK C02 W02 2g 2g 2g
H=kQ2
泵
叶轮相似定律和比例率、等效率曲线
装 置
调速运行工况 比例率的应用：图解法和数解法
n2
n1
•
Q2 Q1
n1Q2
Sx k Hx
的
相 似
运
H2
n2 n1
2 H x
S xQ22
行 工
换轮运行工况：切削率、等效率曲线及其应用
H Hx SxQ2 H kQ2
况
等扬程下流量叠加原理
几种并联装置运行工况的图解法（折引法）：书中图示 并联运行工况 能量守恒是工具，管道交点的比能或测管高度是桥梁
一些简单问题的数解方法：例题和作业题
Байду номын сангаас
泵的分类 容积式泵：往复泵
泵
其他类型泵：螺旋泵、射流泵、气升泵
的 分
给排水工程中常用的泵
密封轴壳间隙：
类 和 构 造
单双 吸吸 式式
填料密封和机械密封 封敞半
闭开开 式式式
密封轮壳间隙
单吸式泵：后盖板钻 平衡孔、加减漏环
离心泵的主要零件：叶轮、轴封装置、减漏环、轴向力平衡措施、
轴承座、联轴器、泵轴、泵壳、泵座
§ 2.13 轴流泵及混流泵
2.13.1 轴流泵的基本构造
轴流泵
(1)吸入管； (2)叶片； (3)叶轮； (4)导叶 (5)轴； (6)机壳； (7)出水弯管
(1)吸入管：一般采用符合流线型喇叭管或做成流道形式。 (2)叶轮：固定式、半调式和全调式
1叶片 2轮毂体 3角度位置 4调节螺母
(3)导叶：把叶轮中向上流出的水流旋转运动变为轴向运动。 (4)轴和轴承：传递扭矩。导轴承、推力轴承 (5)密封装置：压盖填料型
2.13.5 混流泵
蜗壳式、导叶式
§ 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵
2.14.1 IS系列单级单吸式离心泵
现行水泵行业首批采用国际标准联合设计的新系列产品 适合输送清水及物理化学性质相类似的其它液体，主要
用于工业和城市给水、排水，亦可用于农业排灌，互 换性强、高效节能。