5第三章泵的工作原理、构造、运行维护与水泵站的管理

射流泵的原理
依靠一定压力的工作流体通过喷嘴高速
喷出带走被输送流体的泵。（大气压可以把 水注压倒10.33米高）
图为射流泵的工作原理。工作流体Qo从 喷嘴高速喷出时，在喉管入口处因周围的空 气被射流卷走而形成真空，被输送的流体QS 即被吸入。两股流体在喉管中混合并进行动 量交换，使被输送流体的动能增加，最后通 过扩散管将大部分动能转换为压力能。1852 年，英国的D.汤普森首先使用射流泵作为实 验仪器来抽除水和空气。20世纪30年代起， 射流泵开始迅速发展。按照工作流体的种类 射流泵可以分为液体射流泵和气体射流泵， 其中以水射流泵和蒸汽射流泵最为常用。射 流泵主要用于输送液体、气体。它还能与离 心泵组成供水用的深井射流泵装置，由设置 在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以 工作流体来抽吸井水。射流泥浆泵用于河道 疏浚、水下开挖和井下排泥。
电磁泵Hale Waihona Puke Baidu原理
处在磁场中的通电流体在电磁力作用下向一定方向流 动的泵。利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使 流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动流体运 动的一种装置。实用中大多用于泵送液态金属，所以 又称液态金属电磁泵。
电磁泵没有机械运动件，结构简单，密封性好，运
转可靠，不需要轴密封，因此在化工、印刷行业中用 于输送一些有毒的重金属，如汞、铅等，用于核动力 装置中输送作为载热体的液态金属（钠或钾、钠钾合 金），也用于铸造生产中输送熔融的有色金属。流量 可达13000米3／时，压力达1.7兆帕，温度达1200℃。
叶片式水泵图
水锤泵的原理图
水锤泵的原理
利用流动中的水被突然制动时所产生的能量，
使其中一部分水压升到一定高度的一种泵。 图为水锤泵的工作示意。沿进水管向下流动 的水流至单向阀A(静重负载阀)附近时，水流 冲力（只要流动速度足够大，就有足够的冲 力）使阀迅速关闭。水流突然停止流动，水 流的动能即转换成压力能，于是管内水的压 力升高，将单向阀B 冲开，一部分水即进入 空气室中并沿出水管上升到一定的高度。随 后，由于进水管中压力降低，阀A在静重作 用下自动落下，回复到开启状态。同时空气 室中的压缩空气促使阀 B关闭，整个过程遂 又重复进行。利用水锤泵可以使进水管中流 动的水大约15％压升到相当于5倍进水管落差 的高度。
第一节 泵的定义和分类
❖ 水泵定义:水泵是输送和提升液体的机器。它把原动机的机械能 转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能。
电能
机械能
压能（势能）
❖ 水泵分类：水泵按其作用原理可分为以下三类：
(1)叶片式水泵：它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
电磁泵按电源形式可分为交流泵和直流泵。
按液态金属中电流馈给的方式可分为传导式（电导式）电磁泵和感应式电磁泵。电导 式电磁泵用直流或交流电。它有一根非磁性难熔金属制的管（见图），管周围是磁铁， 磁力线与管垂直。当通入与管和磁力线均垂直的电流时，根据左手定则，产生机械力 把导电流体压送出管。电导式一般为小型泵，用于低压和小流量。传导式电磁泵中， 电流由外部电源经泵沟两侧的电极直接传导给液态金属。感应泵中，感应式使用多相 交流电。电流则由交变磁场感应产生。最新式的感应式电磁泵是直线感应泵，装有布 置成扁平的、直线状的定子绕组，感应力呈轴向，尺寸较大，大流量泵均属这种类型。
水轮泵的原理
水轮机与离心泵结合为一体的中、小型输水泵 （见图），又称水力抽水机。它直接利用水的下 落作为动力推动水轮运转。在落差大于1 米、流 量大于 0.1立方米／秒的河流、水库和渠道上均 可安装水轮泵提水。占水轮泵绝大多数的低、中 水头水轮泵（水头为20米以下）一般采用立式结 构。水轮机一般为轴流式，离心泵的压出室一般 采用蜗壳式。泵设在水轮机之上，整机全部淹没 在水中运转，因此无需吸水管。泵和水轮机之间 采用水润滑轴承。水轮泵结构简单，制造容易， 操作方便，维修费用很低，不抽水时接动力输出 轴可带动加工机械或小型发电机，特别适合于山 区农村使用。据统计，中国农村到1980年为止已 建成水轮泵站4万多座，装机6.3万台。沿海还建 有利用潮汐能的水轮泵站。
产生较小“枕”体积的泵，其转子每转一圈
所输送的流体体积也较小；而且，快速、连
续地形成的小“枕”使流体的流动较为平稳。
蠕动泵的工作原理：
这与齿轮泵的情形相似。 蠕动泵的应用领域：
化工行业；采矿、冶金行业；
造纸行业；油漆涂料行业；食
品行业；陶瓷行业；石油行业；
通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释
放来泵送流体。就象用两根手指夹挤软管一
样,随着手指的移动,管内形成负压,液体随之
流动. 蠕动泵就是在两个转辊子之间的一段泵
管形成“枕”形流体。拿转子直径相同的泵
相比较，产生较大“枕”体积的泵，其转子
每转一圈所输送的流体体积也较大，但产生
的脉动度也较大。这与膜阀的情形相似。而
第三章 泵的工作原理、构造、运行维护 与水泵站的管理
第一节 泵的定义和分类 第二节 抽水装置及抽水过程 第三节 叶片泵的构造与工作原理 第四节 水泵的选择 第五节 离心泵并联及串联运行工况 第六节 叶片泵的气蚀及安装高度的确定 第七节 离心泵机组的使用、维护及更新改造 第八节 泵站中的辅助设施 第九节 泵站噪声及其消除
(2)容积式水泵：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变 来完成的。一般使工作室容积改变的方式有往复运动和旋转 运动两种。
(3)其它类型水泵：这类泵是指除叶片式水泵和容积式水泵以 外的特殊泵。属于这一类螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵 以及气升泵。
叶片式水泵分类：根据叶轮出水的水流方向可将叶 片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流3种；
径向流的叶轮称为离心泵，液体质点在叶轮中 流动时主要受到的是离心力作用。特点：小流 量、高扬程。
轴向流的叶轮称为轴流泵，液体质点在叶轮中 流动时主要受到的是轴向升力的作用。特点： 大流量、低扬程。
斜向流的叶轮称为混流泵，它是上述两种叶轮 的过渡形式，液体质点在这种水泵叶轮中流动 时既受离心力的作用，又有轴向升力的作用。 混流泵的特点界于离心泵和轴流泵之间。