水泵及水泵站(刘超主编)复习资料

水泵及水泵站绪论

1、水泵（Water Pump）：又称抽水机，是把动力机的能量传送给水，达到提水和增大水压力的机械。即是一种转换、传送能量的机械。

2、水泵站：为了安装水泵机组包括其辅助设备等，必须建设的必要建筑物。

3、简述水泵在国民经济中的作用：

（1）用于农业灌溉和排水，为农业生产和减灾防灾服务；

（2）为工业企业生产、城镇建设、防洪减灾以及水环境工程服务；

（3）洪涝、雨水、污废水的排放；

（4）跨区域调水工程。

4、水泵及水泵站在国内外的应用情况：

（1）国内的：广泛应用于农业、工业、城镇建设、水电发展以及调水工程等；

（2）国外的：多应用于提水排灌工程、渠道工程、水泵站工程以及调水工程等。

注：中国有名的调水工程：引滦济津工程、山东引黄济青工程、南水北调工程。

第一章泵的基础知识

1、水泵的分类（按照被抽液体所增加能量性质的不同）：

（1）叶片泵：是通过水泵叶轮的旋转把机械能转化为所输送的液体的能量；

常见的有：离心泵、混流泵、轴流泵

（2）容积泵：是依靠周期性改变密闭工作室的容积来传递能量；

常见的有：往复泵、回转泵

（3）其他类型泵：一般是指利用液体的能量转化为被输送的液体的能量；

常见的有：水锤泵、射流泵、水轮泵。

2、离心泵：依靠叶轮旋转时产生的离心惯性作用工作的，特点是扬程高、流量小，采用轴向进水，径向出水的形式。多用于农田灌排工程。

注：分类：单级单吸离心泵、单级双吸离心泵、多级离心泵。

3、轴流泵：特点是扬程低、流量大，采用轴向进水、轴向出水的形式。

注：分类：（1）按安装方式：立式、卧式、斜式；

（2）按叶片的安装角度能否调节：不可调节式、半调节式、全调节式。

4、混流泵：特点是扬程比轴流泵大、流量比离心泵大，采用径向进水、斜向出水的形式。注：分类：按出水室的不同：（1）蜗壳式：多用于离心泵和低比转速的混流泵；

（2）导叶式：多用于轴流泵和高比转速的混流泵。

5、离心泵的叶轮分为：封闭式（抽清水）、半封闭式（抽污水）、开敞式（抽污水）。

6、水泵的主要零部件：

（1）泵轴：把动力机的功率传递给叶轮的零件；

（2）叶轮：又称转轮，是直接与水接触、完成机械能传递给水并使水能量增加的零件；（3）密封环：又称减漏环，是防止经叶轮流出的高压水倒流回到泵进口；

（4）轴封装置：连接泵轴与泵体，是防止运转时泵内高压水流泄出泵外，而起动时，则防止外界的空气进入泵体。常见的有：填料密封函、机械密封。

注：填料通常装4-6圈，每圈填料的切口应与泵轴成30°；

相邻填料的切口应错开安装，一般要相差120°。

（5）轴承：用以支承泵轴的零件；离心泵多用滚（滑）动轴承、轴流泵多用橡胶轴承；（6）泵壳：又称压水室，用以安装叶轮。离心泵和混流泵（低）采用蜗壳式、轴流泵和混流泵（高）采用导叶式。

7、水泵机组：水泵+动力机+传动机构；

水泵装置：水泵+进水管（流）道+出水管（流）道；

抽水装置：水泵+动力机+传动机构+管（流）道+各种附件。

8、离心泵装置的抽水过程：

通过充水或抽真空，使水从进水池通过进水管到水泵内→水泵是装置的核心，动力机通过传动机构，驱动水泵运行→水流从水泵进入出水管→通过出水管汇集到出水池。

9、叶片泵性能的工作参数：

（1）流量Q：单位时间内抽送液体的体积，m3/s;

（2）扬程H：能量概念，单位重量的液体流过水泵后能量的增量，m；

（3）功率N：①输入功率N a：轴功率，动力机传递给泵轴的功率，kW；

②输出功率N e：有效功率，水泵传递给液体的功率，kW；

注：泵内损失功率：输入功率与输出功率之差，分为3类：

①机械损失功率、②容积损失功率、③水力损失功率。

（4）效率η：水泵有效功率与轴功率的比值；分为3类：

①机械效率ηm、②容积效率ηv、③水力效率ηh。

注：水泵效率等于机械效率、容积效率、水力效率的乘积。

（5）转速n：水泵转子或叶轮每分钟旋转的转数，r/min；

（6）汽蚀余量Δh、吸上真空高度H s。

10、吸水扬程H x：水泵把水抽吸上来的高度，包括水力损失h x；

压水扬程H y：水泵把水压送出去的高度，包括水力损失h y；

装置扬程H st：又称净扬程或实际扬程，出水池与进水池水位间的高差;

损失扬程h l：克服泵以外的进水部分和出水部分的摩擦阻力等消耗的能量。

注：扬程H=H x+H y=H st+h l

第二章叶片泵的基本理论

1、泵内流动：水流在水泵叶轮内的流动是复杂的，从叶轮进口流向叶轮出口的运动是一个复合运动，即沿着叶片的相对运动和随着叶轮旋转的圆周运动的复合运动。

2、叶片泵叶槽内水流质点的三种运动：

（1）相对运动ω：水流以某速度沿叶片流动，其流动的方向是在该点与叶片的骨线相切；（2）牵连运动u：又称圆周运动，水流随叶轮一起旋转，其方向是该点圆周的切线方向；（3）绝对速度v：水流质点相对于不动的泵壳的运动，即相对运动和牵连速度的合成。注：①绝对液角α：绝对速度与圆周速度的夹角；

②相对液角β：相对速度与圆周速度的夹角。

3、轴面分速v m：绝对速度在该质点的轴面内的投影。

注：（1）轴面：泵轴线与所研究的质点所确定的平面；

（2）圆周分速v u和轴面分速v m是绝对速度v分解的两个相互垂直的分速度；

（3）在离心泵中，若不计轴向速度，v m就是绝对速度的径向分速度；

（4）在轴流泵中，若不计径向速度，v m就是绝对速度的轴向分速度。

3、叶片泵的基本方程式：

注：（1）基本方程式反映了叶轮对液体所做的功与液体运动的关系；

（2）表明叶轮在动力机驱动下穿给单位液体的能量，即产生的扬程，其大小与叶轮旋转速度和叶轮出口速度的圆周分速成比例。

4、水泵基本方程的假设：

（1）泵内水流运动恒定，水泵进出口水流流态均匀；

（2）叶轮具有无限多、无限薄的叶片，水流完全沿着叶片流动；

（3）水体在液槽间的流动呈轴对称，叶轮与半径处水流的同名速度液角相等，即速度三角形相同；

（4）水流为无粘性理想液体，在液槽中运动时没有损失，且密度不变。

5、水泵基本方程的常用结论：

（1）水泵基本方程式只与叶轮进、出口的动量矩有关，与叶片的形状无关；

（2）水泵基本方程式与被抽送的液体的种类无关，适合一切液体和气体；

（3）水泵扬程主要取决于出口速度图，因为大多数情况下v u1=0；

（4）离心泵性能随叶片的形状变化。离心泵均采用向后弯曲的叶片，出口相对液角β2<90°；（5）当水中漩涡与叶轮的旋转方向一致时，流量下降、扬程下降、功率下降；

当水中漩涡与叶轮的旋转方向相反时，流量增加、扬程增加、功率增加。

6、轴流泵叶片扭曲的原因：

（1）轴流泵叶片特性是与液体流动的参数有关的；