《泵与泵站》(第五版)第2章叶片式泵.
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
《泵与风机》课程教学大纲
《泵与风机》Pump&fan一、课程基本信息学时:32学分：2考核方式：考试（平时成绩占总成绩的30%）中文简介：《泵与泵站》是给水排水工程专业的一门专业必修课。
主要讲述离心泵的工作原理、基本性能、水泵机组配置、运行工况的图解法和数解法原理、泵站对土建的要求和特点、泵站噪声消除及其维护管理方法；介绍其它泵与风机的基本性能及其应用；学会给水泵站和排水泵站设计的原理和方法。
是《环境工程学》、《建筑给水排水工程》和《给水排水管网工程》等专业课的基础课程。
二、教学目的与要求第一章绪论1.掌握水泵的定义；2.了解合理设计泵站具有重要的经济意义；3.按工作原理对水泵进行分类；4.了解不同种类水泵的使用范围及发展趋势。
第二章叶片式水泵1.识读水泵构造图，能准确说出离心泵各部件的构造特点和作用；2.理解水泵的工作原理，水泵铭牌意义，叶片泵基本方程式的意义；3.学会计算水泵配套电机的耗电量和电费；4.掌握闭闸启动、比例律、相似工况抛物线（也称等效率曲线）、比转数（ns）、切削律、切削抛物线、横加法原理、允许吸上真空高度HS等重要概念；5.掌握推导水泵扬程公式及公式应用方法，掌握绘制水头损失特性曲线、水泵装置的管道系统特性曲线和图解法求水泵工况点的方法，掌握水泵串联、并联、调速及换轮运行的特性曲线绘制方法，掌握准确计算水泵安装高度的方法；6.了解叶片泵常用的几种调节方法，了解水泵并联后流量、杨程及轴功率变化规律，了解水泵调速和换轮运行的优点，了解水泵启动前的准备工作、水泵的启动程序和停车程序，水泵性能曲线型谱图及其应用，了解轴流泵、混流泵的适应范围及使用条件，了解给排水工程中常用叶片泵的使用和安装特点；7.简述水泵的型号意义并归纳总结水泵运行中应注意的问题。
第三章其它水泵1.了解射流泵构造、工作原理及应用；2.了解往复泵的构造、工作原理及应用；3.了解螺旋泵的构造、工作原理及应用；4.了解真空泵的构造、工作原理及应用；5.了解离心式风机和轴流式风机的构造、性能参数及应用。
《泵与泵站》02(第2章 叶片式泵)
启动前，将泵壳和吸水管道灌满水 驱动电机，使叶轮高速旋转 液体收到离心力作用被甩出叶轮，经过泵壳流入 压水管道，由压水管道输入管网 同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成真空， 吸水池中的液体在大气压的作用下源源不断的流入 叶轮吸水口，从而实现离心泵的连续输水。
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§2. 2 离心泵的主要零件
重量流量单位 t/h
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§2.3 叶片泵的基本性能参数
扬程（总扬程） 定义：泵对单位重量（1kg）液体所作的功 表示符号：H 单位：m，Pa
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§2.3 叶片泵的基本性能参数
扬程（总扬程） 内涵：表征液体经过泵后的比能增加
HE2E1
式中：E1——液体流入泵时具有的比能 E2——液体流出泵时具有的比能
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§2.3 叶片泵的基本性能参数
效率 ➢ 效率的内涵：衡量原动机输入功率在泵内部的损失。
泵 泵的总效率 内
的
hVm
损 失
机械损失 机械效率 h
容积损失 容积效率 V
水力损失
.
水力效率 m
§2.3 叶片泵的基本性能参数
转速 定义：泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动
次数表示。 表示符号：n 单位：r/min
§2.2 叶片泵的基本性能参数
水泵的铭牌 铭牌上简明列出：泵在设计转速下运行，效率最高 时的流量、扬程、轴功率、允许吸上真空高度及汽 蚀余量
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第2章 叶片式泵
2.4 离心泵的基本方程式
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§2.4.1 叶轮中液体的流动情况
第2章 叶片式泵
2.1 离心泵的工作原理与基本结构 2.2 离心泵的主要零件 2.3 叶片泵的基本性能参数
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§2.1 离心泵的工作原理与基本结构
泵与泵站(第五版)课后答案解析全二章
【P107习题】【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 sd201==【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 bH 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 c5-=（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 c2.1=【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 s17.11300057.0111=+⨯=+⋅=∑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 d32.312000116.0122=+⨯=+⋅=∑管道总水头损失：m h h h d s 49.432.317.1=+=∑+∑=∑总扬程：m h H H ST99.5649.45.52=+=∑+=（3）轴功率：kw 66.1277.0100099.5616.08.910001000=⨯⨯⨯⨯==ηρgQHN【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：gPg P g v Z E a ρρ++=++=002020001-1断面：gP g v zH g P g v Z E ss ρρ121121112)2(2++∆-=++=2-2断面：gP g v zH g P g v Z E ss ρρ222222222)2(2++∆+=++=3-3断面：gPg v H g P g v Z E aST 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 ()STd 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 rQ 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。
泵与泵站第二章
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泵与泵站第2章
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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
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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
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泵与泵站第2章
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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。
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泵与泵站第2章
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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。
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泵与泵站第2章
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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 考点
第二章：1.叶片式泵的定义和分类：（1）定义：依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的转换。
由于叶轮中叶片形状的不同，旋转时水流通过叶轮受到的质量力就不同，水流流出叶轮时的方向也就不同。
（2）分类：根据叶轮出水的水流方向分离心泵（径向流）、轴流泵（轴向流）、混流泵（斜向流）2.离心泵的工作原理：当一个敞口圆筒绕中心轴作等角速旋转时，圆筒内的水面便呈抛物线上升的旋转凹面。
圆筒半径越大，转的越快时，液体沿圆筒壁上升的高度就越大。
启动前先用水灌满泵壳和吸水管道，驱动电机，叶轮高速转动，水被甩出叶轮流入管道，叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，水在大气压作用下流入吸水口，又受到高速旋转的叶轮作用而被甩出，形成离心泵的连续输水3.叶片泵的基本性能参数：流量（抽水量）、扬程（总扬程）、轴功率、效率、转速、允许吸上真空高度（Hs）及气蚀余量（Hsv）4.离心泵的基本方程式的几点讨论：HT=（u2C2u-u1C1u）/g （1）为了提高泵的扬程和改善吸水性能大多数离心泵在水流进入叶片时使α1=90°即HT=u2C2u/g 为了使HT＞0 必须α2＜90°α2越小，泵的理论扬程越大（2）水流通过泵时，比能的增值HT与圆周速度u2有关u2=nπD2/60，水流在叶轮中所获得的比能与叶轮的转速n 叶轮的外径D2有关，增加叶轮转速或加大外径可提升泵的扬程（3）离心泵的理论扬程与液体密度无关。
液体在一定转速下所受的离心力与液体密度有关，液体受离心力所获得的扬程相当于离心力所造成的压强除以液体的ρg，它们对扬程的影响被消除。
液体密度越大，泵消耗的功率越大。
（4）HT=H1+H2，动扬程H2在总扬程中所占的百分比越小，泵壳内部的水力损失越小，泵的效率将提高高。
5.离心泵装置的总扬程：H=Hd（压力表读数）+Hv（真空表读数）Hst（泵静扬程）=Hss（吸水井至泵轴高差）+Hds（泵轴至测压管垂直距离）H=HsT+Eh（水头损失总和）6.实测特性曲线讨论：后弯式叶片的流道比较平缓，弯度小，叶槽内水力水头损失较小，有利于提高泵的效率（问答题：β角为什么采取后弯式）1.每一个流量Q都想应于一定的扬程H轴功率N效率η和允许吸上真空高度Hs。
《泵与泵站》(第五版)第2章叶片式泵
于流量的特性曲线：
H=f（Q）
N=f（Q）
Hs=ψ（Q） η= φ（Q）
• 泵的工况
• 对应某一流量下泵的一组基本性能参数值。
• 泵的设计工况（额定工况）
• 泵在效率最高时对应的一组基本性能参数值。
• 泵的极限工况
• 泵在流量最大时对应的一组基本性能参数值。
2.6.1理论特性曲线的定性分析
基本方程式
2.3 叶片泵的基本性能参数
叶片式泵的基本性能参数有6个：流量、扬程、 轴功率、效率、转速、允许吸上真空高度 2.3.1流量
泵在单位时间内所输送的液体数量，Q 单位是m3/h、L/s或t/h 2.3.2扬程（总扬程） 泵对单位重量液体所作的功，也就是单位重量 液体通过泵后其能量（液体比能）的增值，H 单位是m或Pa （1atm=1kg/cm2=0.1MPa ≈ 10mH2O）
η 1-泵的效率η 2 –电机的效率
2.3.5转速
泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动的次数 来表示，n
常用单位是r/min 往复泵中转速通常以活塞往复的次数来表示 单位是次/min 2.3.6允许吸上真空高度（HS）及气蚀余量（HSV） 允许吸上真空高度（HS）的定义，单位mH2O 通常用来反映离心泵的吸水性能 气蚀余量（HSV）的定义，单位mH2O 通常用来反映轴流泵、锅炉给水泵的吸水性能
第二章 叶片式泵
2.1 离心泵的工作原理与基本构造 2.2 离心泵的主要零件 2.3 叶片泵的基本性能参数 2.4 离心泵的基本方程式 2.5 离心泵装置的总扬程 2.6 离心泵的特性曲线 2.7 离心泵装置定速运行工况 2.8 离心泵装置调速运行工况
2.9 离心泵换轮运行工况 2.10 离心泵并联及串联运行工况 2.11 离心泵吸水性能 2.12 离心泵机组的使用与维护 2.13 轴流泵及混流泵 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵
2019年泵与泵站第五版习题答案第二章.doc
无需财富值下载 【P 107习题】【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。
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
环工班,泵与泵站第五版课后答案
泵与泵站 Douglas.Lee第 1 页 共 14 页★ 课后作业解答：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 A2=（2）c 水泵位置水头：m Z c5-=（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 c2.1=泵与泵站 Douglas.Lee第 2 页 共 14 页3.如图2-106所示的岸边式取水泵房，泵由何种直接抽水输入高地密闭水箱中。
已知条件：（1）泵吸入口的真空表读数为多少和mH2O ？相当于多少mm Hg?相当于真空度为多少？（2）泵的总扬程H=？（3）电动机输出给泵的功率N=？（KW ）解 （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 vs /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 s17.11300057.0111=+⨯=+⋅=∑则：真空表读数O H 25.48.9227.1171.1322m H v =⨯++=∵760mmHg O H 1012==m atm则：mmHg 2337625.4OH 25.42=⨯=m %真空度=%5.57100%OH 10OH 25.4O H 10100%222=⨯-=⨯-m m m P P P a v a ☞（这里有错误）（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 HST 99.5649.45.52=+=∑+= 轴功率：kw 66.1277.0100099.5616.08.910001000=⨯⨯⨯⨯==ηρgQH N泵与泵站 Douglas.Lee第 3 页 共 14 页解答：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++=++=00202000 1-1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 Hss s v2221+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+∑=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()STd 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=-g v v ； 压力表和真空表沿泵轴安装，即0=∆z 则最后：gv h H H ST 223+∑+=第 4 页 共 14 页（1）该泵在工作时。
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2.2.8联轴器 电动机的动能通过联轴器传递给泵；又称靠背轮 分为刚性和挠性联轴器两种 刚性联轴器主要用于小型泵或立式泵机组
2.2.9轴向力平衡措施 叶轮不对称，工作时，叶轮两侧作用的压力不
相等，有推向吸入口的轴向力。 单级单吸式离心泵采用在后盖板上钻开平衡
孔，并在后盖上加装减漏环的方式来平衡压力
泵轴等
2.2 离心泵的主要零件 以单级单吸卧式离心泵为例
2.2.1叶轮（又称工作轮）
动
静
动静 结合
1、材料方面的要求 是离心泵的主要零件，具有一定的机械强度、
耐磨和耐腐蚀性能 常采用铸铁、铸钢和青铜制作
2、分类 （1）吸水状况 单吸式和双吸式叶轮（大流量）
（2）叶轮盖板情况
可分为封闭式、敞开式和半开式叶轮 封闭式应用最广，叶片一般较多，输送较洁净的液体 敞开式或半开式，叶片较少，输送含有一定悬浮物、 杂质的液体污水泵有时采用
1、填料密封 应用广泛；常用的为压盖填料型填料盒，由的作用 阻气或阻水 填料的材料 压盖的作用 压紧填料,程度以水封管内水能够
通过填料缝隙呈滴状渗出为宜 填料密封的特点
2、机械密封 又称端面密封；主要由动环、静环、压紧元件
和密封元件组成；依靠在端面上产生的适当的比压 和保持一层极薄的液体膜达到密封的目的
2.3.3轴功率 泵轴得自原动机所传递来的功率，N 用电力拖动，单位是W、kW
2.3.4效率 泵的有效功率与轴功率的比值， η 有效功率：单位时间内流过泵的液体从泵那里
得到的能量，Nu
Nu＝ρgQH（W）
泵的效率：η＝Nu/N (能量在泵内有损失)
泵的轴功率：N＝Nu/η＝ρgQH/η 泵的电耗值：W＝ρgQHt/1000η1η2（KW·h）
离心泵的工作过程
启动前，将泵壳和吸水管道灌满水 驱动电机，使叶轮高速旋转 液体收到离心力作用被甩出叶轮，经过泵壳流入 压水管道，由压水管道输入管网 同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成真空， 吸水池中的液体在大气压的作用下源源不断的流入 叶轮吸水口，从而实现离心泵的连续输水。
2、单吸式叶轮 前盖板、后盖板、叶片、叶槽、吸水口、轮毂、
特征：蜗壳形（保持良好的水力条件，沿蜗壳断面的水 流速度为常数） 锥形扩散管（降低水流速度，速度水头转化为压 力水头）
2.2.4泵座
1、法兰孔（泵座与底板或基础固定用） 2、充水或放气的螺孔（6） 3、真空表和压力表的安装孔（8、9） 4、放水孔（检修时放水7） 5、泄水孔（排走填料盒的渗漏水滴10） 叶轮和泵轴（动）与泵壳和泵座（静）之间存在3处交接 部分（12减漏环、 11填料盒、 13轴承座）
2.3 叶片泵的基本性能参数
叶片式泵的基本性能参数有6个：流量、扬程、 轴功率、效率、转速、允许吸上真空高度 2.3.1流量
泵在单位时间内所输送的液体数量，Q 单位是m3/h、L/s或t/h 2.3.2扬程（总扬程） 泵对单位重量液体所作的功，也就是单位重量 液体通过泵后其能量（液体比能）的增值，H 单位是m或Pa （1atm=1kg/cm2=0.1MPa ≈ 10mH2O）
η1-泵的效率η2 –电机的效率
2.3.5转速
泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动的次数 来表示，n
常用单位是r/min 往复泵中转速通常以活塞往复的次数来表示 单位是次/min 2.3.6允许吸上真空高度（HS）及气蚀余量（HSV） 允许吸上真空高度（HS）的定义，单位mH2O 通常用来反映离心泵的吸水性能 气蚀余量（HSV）的定义，单位mH2O 通常用来反映轴流泵、锅炉给水泵的吸水性能
概述
叶片式泵是泵中的一个大类，占的比重较大 都是依靠叶轮的高速旋转完成能量的转换 根据叶轮出水的水流方向进行分类
1、径向流——离心泵——离心力 2、轴向流——轴流泵——轴向升力 3、斜向流——混流泵——离心力和轴向升力 给排水工程中，离心泵使用最普遍
2.1 离心泵的工作原理与基本构造
2.1.1离心泵的工作原理
三道密封 密封元件的作用 密封和缓冲补偿作用
机械密封的种类：平衡型和非平衡型机械密封 B为动环有效面积；A为动、静环端面接触面积
2.2.7轴承座 分为滚动轴承和滑动轴承两种；滚动轴承依据荷载
大小分为滚珠轴承和滚柱轴承（荷载大时采用）；依 据荷载方向可分为径向式、止推式和径向止推轴承
轴承需要散热，一般采用水冷套的形式 常采用青铜或铸铁制造金属滑动轴瓦，油润滑
DFW 型卧式离心泵
2.2.5减漏环
泵构造中采用的两种减漏方式： 1、减小接缝间隙（不超过0.1～0.5mm） 2、增加泄漏通道中的阻力
在泵壳上镶嵌减漏环，又称承磨环，易损件
2.2.6轴封装置 轴与壳之间的间隙处设置的密封装置，称为轴封 设置轴封装置的作用（高压和真空两种状态） 应用较多的轴封装置有填料密封和机械密封两种
2.2.2泵轴 用来旋转叶轮的，有足够的抗扭强度和刚度，
常用材料是碳素钢或不锈钢
工作转速不能接近产生共振现象的临界转速
叶轮和泵轴用键来连接、大中型泵常用轴套和 螺母来定位
2.2.3泵壳
通常铸成蜗壳形，过水部分要求有良好的水力 条件，具有耐压机械强度、耐腐蚀、耐磨的性能
水流过程 蜗壳→锥形扩散管→压水管
中心轴作等角速度旋转时，圆筒内的水面呈抛 物线上升的旋转凹面，圆筒半径越大，转速越大， 液体沿圆筒壁上升的高度越大
2.1.2离心泵的基本构造
1、单级单吸式离心泵 的基本构造 泵壳、泵轴、叶轮、 吸水管、压水管、 底阀、闸阀、 灌水漏斗、泵座等
离心泵的工作过程 是一个能量传递和转化 的过程，将高速旋转的 机械能转化为被抽升液 体的动能和势能。
第二章 叶片式泵
2.1 离心泵的工作原理与基本构造 2.2 离心泵的主要零件 2.3 叶片泵的基本性能参数 2.4 离心泵的基本方程式 2.5 离心泵装置的总扬程 2.6 离心泵的特性曲线 2.7 离心泵装置定速运行工况 2.8 离心泵装置调速运行工况
2.9 离心泵换轮运行工况 2.10 离心泵并联及串联运行工况 2.11 离心泵吸水性能 2.12 离心泵机组的使用与维护 2.13 轴流泵及混流泵 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵