给排水系统知识讲座_
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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。
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
由 式由 P 式 PPa'aa水中 ''水HH中HH力R2v力R22vv1g21学 g12g2HH学学HHHHCc可 H8Cc可 2Cc可H8Hg282知 g2gvR知知2vRg22pvRQ： (g2pHgQ： 2p(Q： (2hHH(2XhX(2管hxhXX((XX(x管 Xhdxh路 1XHhdX4Xd1P路 Hh1X4特HPhhX4P)PPPh特P性 h))(P)dXP)(P性 方 L)X5d(XadXPXLX5Pa方 L程 X5XXaX2vX式 (程X2g22v(2v） 2g2式 (X2g2hdXLP）wXXXhdLPhw)dL1PXXw)2vXX)1X2dg1))2v1p4)2vX2dg1X2dg(p41p4(dpL(5p dPppLd5pp,PLp5psPp2P,/sdL,m2PsPP/52P)dLm/2PPvdLm5Pg2)PP25v)Pg22vPg2
2.汽蚀的危害
（1）金属材料的破坏 （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：
pa
v02 2g
Hx
p1
v12 2g
H x
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。
§5-2 汽蚀与吸水高度的确定
H s /
＝H s 10
pa
pn
0.24
§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
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
➢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。
hr
c12 2g
w12 2g
➢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
§5-4 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。
二、 经济工作的条件
m (85％ 90%)max
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
Hs
pa
p1
H
x
v12 2g
H x
吸水管路特性方程
H s H x Rx Q2
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； ➢ 改变水泵的特性曲线。
H
＝
x
pa
p1
v12 2g
H x
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。
h p1 v12 pn
2g ➢ 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。
hA＝
pa
Hx
H x
pn
2. 临界汽蚀余量△hr
§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
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
最大真空度。
➢ 泵吸上真空度
Hs
pa p1
H
x
v12 2g
H x
➢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。
H
s
＝H
x
H
x
v12 2g
厂家提供
吸水管路特性方程
H s H x Rx Q2
最大允许吸水高度
H
x
＝H s
H
x
v12 2g
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。
蚀时的汽蚀余量。
h＝hr 0.3 m
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：
hA h
➢当取 hA ＝时，h可得允许的最大吸水高度，则：
h＝
pa
H xcr
H x
pn
或
H xcr ＝
pa
h H x
pn
五、允许吸上真空度
Βιβλιοθήκη Baidu
➢为保证泵内压力最低点不发生汽蚀时，在泵进口处允许的
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。
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
由 式由 P 式 PPa'aa水中 ''水HH中HH力R2v力R22vv1g21学 g12g2HH学学HHHHCc可 H8Cc可 2Cc可H8Hg282知 g2gvR知知2vRg22pvRQ： (g2pHgQ： 2p(Q： (2hHH(2XhX(2管hxhXX((XX(x管 Xhdxh路 1XHhdX4Xd1P路 Hh1X4特HPhhX4P)PPPh特P性 h))(P)dXP)(P性 方 L)X5d(XadXPXLX5Pa方 L程 X5XXaX2vX式 (程X2g22v(2v） 2g2式 (X2g2hdXLP）wXXXhdLPhw)dL1PXXw)2vXX)1X2dg1))2v1p4)2vX2dg1X2dg(p41p4(dpL(5p dPppLd5pp,PLp5psPp2P,/sdL,m2PsPP/52P)dLm/2PPvdLm5Pg2)PP25v)Pg22vPg2
2.汽蚀的危害
（1）金属材料的破坏 （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：
pa
v02 2g
Hx
p1
v12 2g
H x
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。
§5-2 汽蚀与吸水高度的确定
H s /
＝H s 10
pa
pn
0.24
§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
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
➢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。
hr
c12 2g
w12 2g
➢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
§5-4 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。
二、 经济工作的条件
m (85％ 90%)max
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
Hs
pa
p1
H
x
v12 2g
H x
吸水管路特性方程
H s H x Rx Q2
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； ➢ 改变水泵的特性曲线。
H
＝
x
pa
p1
v12 2g
H x
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。
h p1 v12 pn
2g ➢ 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。
hA＝
pa
Hx
H x
pn
2. 临界汽蚀余量△hr
§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
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
最大真空度。
➢ 泵吸上真空度
Hs
pa p1
H
x
v12 2g
H x
➢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。
H
s
＝H
x
H
x
v12 2g
厂家提供
吸水管路特性方程
H s H x Rx Q2
最大允许吸水高度
H
x
＝H s
H
x
v12 2g
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。
蚀时的汽蚀余量。
h＝hr 0.3 m
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：
hA h
➢当取 hA ＝时，h可得允许的最大吸水高度，则：
h＝
pa
H xcr
H x
pn
或
H xcr ＝
pa
h H x
pn
五、允许吸上真空度
Βιβλιοθήκη Baidu
➢为保证泵内压力最低点不发生汽蚀时，在泵进口处允许的