第二章矿井排水设备

1、矿井排水设备万英盛2009.6.30矿山机械精品课程 目 录第一节 概述 第二节 离心式水泵的工作理论和特性曲线 第三节 离心式水泵的结构 第四节 相似理论第五节 离心式水泵在管路中的工作本章小结矿山机械精品课程第一节 概述一、 排水设备的任务和分类涌入矿井的水统称为矿水。矿水主要来源于地表水、地下水（含水层水、断层水和采空区水等）、充填后的废水（水砂黄泥充填的矿井。矿井涌水量：在单位时间内涌入矿井的总水量称为矿井涌水量，用Q表示，其单位是m3/h。最大涌水量：雨季和溶雪期地表水丰富，涌水多，称这时的涌水量为最大涌水量，用Qmax表示，所对应的涌水时间为最大涌水时间，用Tmax表示。正常涌水量

2、：其它季节的涌水量大致均匀，称这时的涌水量为正常涌水量，用Qz表示，所对应的涌水时间为正常涌水时间，用Tz表示。矿山机械精品课程矿山机械精品课程v4、分类v矿井排水设备分为固定式和移动式。v固定式排水设备根据其服务范围又分为主排水设备、区域排水设备和辅助排水设备。v5、对排水设备的要求v排水设备是煤矿四大固定设备之一。一般煤矿每开采1t煤，要排出27t的矿水，有些煤矿甚至多达3040 t的矿水。排水设备的电动机功率，小的几千瓦或几十千瓦，大的几百千瓦或上千千瓦。为确保矿井安全生产，排水设备安全、可靠、经济、合理地运行具有十分重要的意义。v排水设备的选用及其布置方式必须符合煤矿安全规程等相关的技

3、术规定和要求。见教材P299矿山机械精品课程6、排水设备的组成 排水设备一般由水泵、电动机、吸水管、排水管、管路附件及仪表等组成 。如图1所示。图1 排水设备示意图1、水泵，2、电机，3、启动设备，4、吸水管，5、滤水器，6、底阀，7排水管，8、调节阀门，9、逆止阀，10、旁通管，11灌引水漏斗，12、放水管，13、放水阀，14、真空表，15放气栓，16、压力表矿山机械精品课程二、离心式水泵的组成及工作原理1、组成： 离心式水泵主要由叶轮、叶片、外壳、泵轴和轴承等组成 。 2、离心式水泵的工作原理水泵启动前，应先用水注满泵腔和吸水管，以排除空气。启动后，泵轴带动叶轮旋转，叶轮中的水在离心力的作

4、用下被甩向叶轮叶轮周围压向泵壳，通过排水管排至地面，与此同时，叶轮中心进水口处，由于水被抛至轮缘而形成真空，吸水井中的水在大气压的作用下，通过滤水器、底阀及吸水管进入水泵，填补叶轮中心的真空，叶轮连续旋转，吸水井中的水就不断被吸入和甩出，形成连续不断的排水。矿山机械精品课程矿山机械精品课程3、离心式水泵的分类按叶轮数目分1)单级水泵 泵轴上仅装有-个叶轮2)多级水泵 泵轴上装有几个叶轮按水泵吸水方式分1)单吸水泵 叶轮上仅有-个进水口2)双吸水泵 叶轮两侧各有-个进水口按泵壳的结构分 1)螺壳式水泵2)分段式水泵 垂直泵轴心线的平面上有泵壳接缝3)中开式水泵 在通过泵轴心线的水平面上有泵壳接缝

5、按泵轴的位置分1)卧式水泵 泵轴呈水平位置2)立式水泵 泵轴呈垂直位置按比转数分 1)低比转数水泵 比转数nS=4O802)中比转数水泵 比转数nS=8O1503)高比转数水泵 比转数nS=150300矿山机械精品课程单单 级级 泵泵 多多 级级 泵泵（ 2 2 1 1 3 3 ）按按 叶叶 轮轮 数数 目目 分分低低 压压 泵泵低低 于于 0 0 . . 2 2 M M P P a a中中 压压 泵泵0 0 . . 2 2 1 1 M M P P a a高高 压压 泵泵高高 于于 1 1 M M P P a a按按 产产 生生 的的 扬扬 程程 分分单单 吸吸 泵泵 双双 吸吸 泵泵按按 叶

6、叶 轮轮 吸吸 入入 式式 分分窝窝 壳壳 式式 导导 叶叶 式式按按 导导 流流 形形 式式 分分离离 心心 式式 水水 泵泵 的的 分分 类类矿山机械精品课程4、离心式水泵的工作参数 1） 流量 水泵在单位时间内所排出水的体积，称为水泵的流量，用符号Q表示，单位m3/s , m3/h。 2）扬程 单位重量的水通过水泵后所获得的能量，称为水泵的扬程，用符号H表示，单位为m。吸水扬程(吸水高度)泵轴线到吸水井水面之间的垂直高度，称为吸水扬程，用符号HX 表示，单位为m。排水扬程（排水高度）泵轴线到排水管出口处之间的垂直高度，称为排水扬程。用符号Hp表示，单位为m.实际扬程（测地高度）从吸水井水

7、面到排水管出口中心线间的垂直高度，称为实际扬程。用符号Hsy表示，单位为m，即Hsy=Hx+Hp总扬程总扬程H为实际扬程、损失扬程和在水在管路中以速度v流动时所需的（速度水头）扬程之和，称为水泵的总扬程,即22ghwHsyH矿山机械精品课程1000pxQHXP3）功率水泵在单位时间内所做的功的大小叫做水泵的功率。水泵的轴功率电动机传给水泵轴的功率，即水泵的轴功率（输入功率）水泵的有效功率 水泵实际传递给水的功率，即水泵的有效功率（输出功率）用符号表示。矿山机械精品课程ZPQH10004）效率：水泵的有效功率与轴功率之比，叫做水泵的效率，用符号表示。 5）转速 水泵轴每分钟的转速，叫做水泵的转速

8、。矿山机械精品课程6）允许吸上真空度或汽蚀余量 在保证水泵不发生汽蚀的情况下，水泵吸水口处所允许的真空度，叫做水泵的允许吸上真空度。用符号Hs表示。 水泵吸水口处单位重量的水超出水的汽化压力的富余能量，叫做水泵的汽蚀余量。矿山机械精品课程第二节 离心式水泵的工作理论及特性曲线一、离心式水泵理论压头及特征曲线1. 水在叶轮中的运动分析4）水不可压缩（即=常数） 设叶轮的几何参数为： D1、D2叶轮叶片内缘、外缘直径； r1、r2叶轮叶片内缘、外缘半径； b1、b2叶轮叶片内缘、外缘处的宽度； 1、2叶轮叶片内缘、外缘处的叶 片安装角。矿山机械精品课程v 当水进入叶轮后，由于叶轮作等速圆周运动，叶

9、片迫使水质点以同一转速旋转，故水质点具有与叶轮相同的圆周速度,称为牵连速度（圆周速度），用符号 u表示，其方向与叶轮圆周相切，大小随半径r变化。任意半径处圆周速度u=r；v 在水质点随叶轮作等速圆周运动的同时，还要以一定的速度沿着叶片所形成的流道向外流动，即沿着叶片表面流动，其方向与叶片相切，称为相对速度，用符号w表示。v 速度是矢量，牵连速度u和相对速度w的矢量和，就是水流经叶轮的绝对速度c，即：wuc矿山机械精品课程在叶轮内任何一个位置，都可以画出这三个速度的大小和方向，它们构成一个三角形，称为速度三角形。矿山机械精品课程2222222usinCCCctgCurr矿山机械精品课程v2. 离

10、心式水泵的理论压头方程式v由于水流经叶轮时情况非常复杂，为了便于分析，假设：v1)水在叶轮内的流动为稳定流动，即速度图不随时间变化；v2)水是不可压缩的，即密度为一常数；v3)水泵在工作时没有任何能量损失，即原动机传递给水泵轴的功率完全用于增加流经叶轮水的能量；v4)叶轮叶片数目无限多且为无限薄。v 这样水流的相对运动方向恰好与叶片相切；叶片的厚度不影响叶轮的流量；在叶轮同一半径处的流速相等、压力相同。v在上述条件下求出的压头，叫做离心式水泵的理论压头。矿山机械精品课程MPZ)(11221122lclcgQlmclmcMl水泵工作时，叶轮传递给水的理论功率为lPllHQ=水泵的轴功率PZ可用叶

11、轮入口间水流上的外力矩M和叶轮的角速度之乘积来表示，即 因为没有损失，故 根据动量矩定理可知：作用在叶轮上的外力矩等于每秒钟流经叶轮出入口间水的动量矩的增量，即LLZlQMHPP:则矿山机械精品课程v式中：11221112222221112121)coscos(cos:ururrCrCgH，QMHgosrlrl。cc、llLLL因得中将上式代入计算公式为距轴的垂直距离和出口绝对速度进口绝对速度则 )coscos(1111222cucugHl即为离心式水泵的理论压头方程式，又称为欧拉公式。矿山机械精品课程于是 )(11122uulcucugHulcugH221由此方程式可以看出：1)水从叶轮中所

12、获得的能量，仅与水在叶轮进口及出口处的运动速度有关，与水在流道中的流动过程无关。如果水在叶轮进口时没有扭曲，即uc11 =900=0，这时公式可改写为： 2)理论扬程Hl与u2有关，而602nD2u= 因此，增加转速n和加大叶轮直径D2，可以提高水泵的理论扬程。 3)流体所获得的理论扬程Hl与流体种类无关。对于不同流体，只要叶轮进、出口处流体的速度三角形相同，都可以得到相同的Hl。uuCCCC111222coscos:由速度图可知矿山机械精品课程3. 离心式水泵的理论压头与理论流量的关系式离心式水泵的理论流量为：llBQAH ，guA22222cotgSuB 式中4.离心式水泵的理论压头线 离

13、心式水泵的叶轮的叶片型式有三种，即前弯式、后弯式和径向叶片。rlCS22Q 矿山机械精品课程矿山机械精品课程 前弯叶片， 2 90，cot20, 故Hl = A + BQl； 理论压头随理论流量增加而增大，即Hl随着Ql的增加而增加，是一条上升的直线。 径向叶片，290 cot2B故Hl=A； 理论压头为定值不变，即Hl不随着Ql的增加而变化，是一条与横坐标平行的直线。 后弯叶片20 B 0 故 Hl = A - BQl；理论压头与理论流量成反比，是一条下降的直线。矿山机械精品课程在几何尺寸、转速以及流体进入叶片运动情况相同的条件下，三种叶片的工作状态分析如下：1)理论压头的关系根据离心式水泵

14、欧拉方程分析可知，前弯叶片c2u u2,后弯叶片c2uu2 ，径向叶片c2u =u2。所以前弯叶片产生的理论压头最高，后弯叶片产生的理论压头最低，径向叶片居中。2)叶轮流道与效率的关系就叶轮流道阻力而言，后弯叶片因流道长，断面变化的扩散角小，流动结构变化缓慢，所以流动能量损失最小，效率最高。相反前弯叶的流道短而宽，断面变化的扩散角大，流动结构变化剧烈，流动阻力较大，流动损失也大，效率是三种叶片中最低的；径向叶片的叶轮效率居中。矿山机械精品课程 不同叶型叶片工作特性的比较比较项目叶片型式前弯径向后弯理论总压头大中小静力压头/总压头小中大叶道阻力损失大中小理论总压头随理论流量变化情况升高不变降低理

15、论功率随理论流量变化情况急剧增大逐渐增大开始增大逐渐趋缓综上分析，在实践中通常使用后弯叶片叶轮，2一般在o5o之间，叶片数一般为片。5、三种不同叶型叶片工作特性分析比较结果见下表 矿山机械精品课程二、离心式水泵的实际压头特性曲线矿山机械精品课程矿山机械精品课程v2）环流对压头的影响v叶片数目有限与无限情况下速度的比较： v ，绝对速度向叶轮旋转的相反方向偏移。v减小程度用 表示，称为环流系数。v对于水泵 （z叶片数目），一般vk=0.60.9。v环流对压头的影响：（叶片出口角）出流角）22(uucc22uucck22zk2sin1TTuuuuTTkHHkcccugcugHH22222211矿山

16、机械精品课程2Qkhmm2Qkhqq222QkQkQkhhhmqqmqmmq2)(eggQQkh（2）能量损失的影响水流经水泵过流部件时的能量损失(水力损失)主要有下列两种： 1)摩擦损失和扩散器损失 摩擦损失为 扩散器损失为 所以摩擦损失和扩散器损失为 mqk式中 摩擦和扩散损失系数。2)冲击损失和涡流损失 冲击损失和涡流损失hq的大小与水泵运转时流量Q和设计流量Qe之差的平方成正比，即 矿山机械精品课程（3）离心式水泵实际特性曲线矿山机械精品课程矿山机械精品课程三、 离心式水泵的效率根据能量损失的形式不同，可将离心式水泵的损失分为机械损失、容积损失和水力损失三种。1机械损失和机械效率 水泵

17、在运转时存在着机械损失。它包括轴与轴承和填料间的摩擦阻力损失；叶轮在泵腔内的水中转动时产生的圆盘摩擦损失；以及因级间泄漏而增加的功率损耗。机械损失的大小用机械效率来衡量。水泵的机械效率为ZllZmZmPHQPPP1000/ 矿山机械精品课程Hl/叶轮叶片有限多时水泵的理论压头， m；Ql/叶轮叶片有限多时水泵的理论流量，即 kwkwrllcbDQQ222式中 PZ 水泵轴功率，Pm机械损失功率，叶轮叶片厚度使叶轮出口断面缩小的系数，称为收缩系数。矿山机械精品课程2容积损失和容积效率当水流过叶轮时，由于叶轮对水做功，使水的能量(压力能和速度能)增大。但得到能量后的水，不是全部流到排水管中，而有少

18、量的高压水通过动静部件的间隙( 如在叶轮入口处、平衡孔或平衡盘处以及级间隙等处)重新流回到低压区，使水泵的实际流量小于理论流量。这种因间隙泄漏而造成的能量损失叫做容积损失。容积损失的大小用容积效率来衡量。水泵的容积效率为/lrQQQQQ 式中 Q、Q实际流量与泄漏流量， m3/s。矿山机械精品课程3水力损失和水力效率水流过水泵的进口、叶轮、导向器、机壳等过流部件时，因摩擦、扩散、冲击而消耗的能量叫做水力损失。水力损失使水泵的实际压头小于理论压头。水力损失的大小用水力效率来衡量。水泵的水力效率为 /lslHH矿山机械精品课程4水泵的总效率 水泵的总效率为水泵的有效功率PX(输出功率)与轴功率PZ

19、(输入功率)的比值，即 slrmslrZllZlsllrZZxPHQPHQPQHPP100010001000/由此可见，水泵的总效率等于它的机械效率、容积效率和水力效率三者之乘积。只有尽可能减少泵内各种损失，才能获得较高的水泵效率。 矿山机械精品课程四、比例定律及比转数 比例定律（1）相似条件 相似理论（研究相似流体的理论） 根据相似理论，若两个流动之间，相互对应的流动参量（即与流动有关的各物理量，如：密度、粘度、速度、压力等）有着一定的比例关系，并且按照同样的规律运动，则称这两个流动是互为相似的流动。确定两者之间存在着相似关系的原理称为相似原理。相似原理告诉我们：两个流动相似，一定要满足力学

20、相似条件，即满足几何相似、运动相似和动力相似。 同时满足，彼此之间几何相似、运动相似和动力相似的水泵称相似水泵。矿山机械精品课程221122112211、bbbbDDDD矿山机械精品课程v2）运动相似v指流动的各相应点的速度方向相同，大小成比例。彼此相似水泵上各对应点处的速度三角形相似。即2211222222111111、ccuuwwccuuww矿山机械精品课程 3）动力相似 指流动的各相应点处质点所受诸同名力成比例。对于彼此相似的水泵主要是要求其雷诺准则，即雷诺数Re=uD/（式中u叶轮外缘速度，D叶轮外缘直径，运动粘度系数）相等或不大于5倍。实际上要做到Re相等，有时有实际困难，考虑到管流

21、时粘滞力不再与Re有关，而且自动保持动力相似，所以不严格要求Re相等。但也应尽量做到阻力系数接近，相差不宜过大。即（重力）（重力）（压力）（压力）（惯性力）（惯性力）（粘性力）（粘性力）21212121矿山机械精品课程222222222222rrrrrrrrcbDcbDQQcbDQcbDQ、矿山机械精品课程由于两水泵相似，所以2222222222nDnDuuccbbDDrrrr、322)(nnDDQQ矿山机械精品课程1122112211221122112211221122)(1)(1)(1)(1)(1slsluuuusluusluusluusluuuuTslTslTkkcucucucukcuc

22、ugkcucugHHkcucugHkcucugHcucugHkHHH、矿山机械精品课程由于两水泵相似，所以 22221122112222222211112222222)()()()()(nnDDcucucunDnDcunDnDHHkkcucunDnDcucuuuuuslsluuuu、矿山机械精品课程功率关系 3522)()(1000nnDDPPHQQHPPQHP即矿山机械精品课程32)()(nnPPnnHHnnQQ；矿山机械精品课程矿山机械精品课程v 设两台彼此相似水泵的尺寸，转速和额定工况参数分别为D2、n、H、Q和D2、n、H、Q。 3222222)()()(DDnnQQDDnnHH、以上

23、两式中消去比值 22DD得：43214321HQnHnQ矿山机械精品课程v将上式两端同乘以3.65有nHQnHQnHnQs4321432165.365.365.34321式中3.65来源于水轮机，当时它的表达式 HPQHNHNnns,75,45其中（马力）矿山机械精品课程v将此关系和=1000kg/m3代入即得上式。v 此时，ns表示在相似条件下，额定工况或效率最高时产生1单位流量和1单位压头的标准水泵的转速，称为比转数。很明显，彼此相似的水泵的标准水泵的转速比转数相等。不相似的水泵比转数不等。 矿山机械精品课程 第三节 离心式水泵的结构 目前，矿山主要排水设备常用D型、DA型和TSW型多级离

24、心式水泵，而井底水窝和采区局部排水则常用B型、BA型和BZ型单级离心式水泵。矿山机械精品课程矿山机械精品课程一、D型离心式水泵单吸多级分段式水泵。（一）D型泵的结构主要由转动部分、固定部分、轴承部分和密封部分组成。1、转动部分（1）叶轮 作用：是泵的主要部件。将机械能传递给水，使水的压力能和动能得到提高。结构：形状取决于比转数，由前盘面、后盘面、叶片、轮毂组成。（2）泵轴：作用是传递扭矩和支承套装在它上面的转动部件。（3）平衡盘：作用是平衡水泵的轴向推力。矿山机械精品课程2、固定部分进水段：吸水口位于进水段，为水平方向。中段 1）导水圈：作用是引导水流运动方向，降低流速，使一部分动压转换为静压

25、。 2）返水圈：作用是以最小的损失把水引入下一级叶轮的入口。注意：导水圈叶片与叶轮叶片数应互为质数。出水段（螺壳型）：出水口位于出水段，为垂直方向。作用是以最小的损失，将导水圈中流出的水汇集起来并均匀地引至出水口；同时，使一部分动压变为静压。水泵的进水段、中间段、叶轮和出水段总称为水泵的过流部件。其形状和材质的好坏是影响水泵性能和寿命的主要因素。3、轴承部分4、水泵的密封（1）固定件之间密封：纸垫密封（2）转动部分与固定之间的密封1）密封环a、大口环b、小口环矿山机械精品课程矿山机械精品课程2）填料装置吸水侧填料装置：作用是防止空气进入泵内。包括水封环和填料。排水侧填料装置：作用是防止压力水向

26、外泄漏。注意：填料压盖不可拧得太紧。矿山机械精品课程（二）D型泵的特点和型号意义1、特点（1）D型泵的流量和扬程范围较大，适合于矿山排水，有清水泵、耐酸泵和耐磨泵；（2）效率高，是我国设计制造的多级离心式泵中，效率最高的一种泵；（3）采用单列向心滚柱轴承减少了泵的静阻力矩，提高了机械效率，同时，轴承还可满足运转时泵轴的轴向窜动；（4）通向吸水侧填料箱的水封管在进水段内部，不裸露在外边：（5）扬程特性曲线较平缓，没有上部分，且初始扬程较高，有利于水泵稳定运行；零流量时功率低，有利于电动机起动；效率曲线平坦，因而扩大了它在工业利用区。v 2、型号意义矿山机械精品课程二、B型离心式水泵（一）构造（二

27、）类型及型号意义矿山机械精品课程三、离心式水泵的轴向推力及平衡方法 叶轮为单吸式的水泵，在工作时受到轴向推力作用，迫使叶轮和转子一起朝入口方向移动。单级泵的轴向推力有几百公斤；多级分段式水泵的可达几吨。轴向推力必须予以平衡才能保证泵的正常工作。（一）产生轴向推力的原因 作用在叶轮前、后底盘外表面上的总压力不相等，和作用在叶轮内表面上水的动压的轴向分力所致。矿山机械精品课程（二）危害使整个转子向吸水侧窜动。1、使叶轮造成破坏性磨损；2、轴承发热、电动机负载增加；3、使叶轮出水口与导水圈的导叶进口发生偏移，引起冲击和涡流，降低泵的效率。（三）轴向推力的平衡方法1、平衡孔构成一个平衡室，降低平衡室内

28、的压强。其方法如下：（1）在叶轮后底盘上钻孔，把平衡室和叶轮入口连接起来，使两侧压强相等；（2）用专门的通路将平衡室与低压区沟通，达到降压目的矿山机械精品课程矿山机械精品课程矿山机械精品课程矿山机械精品课程2RQHHsy545421) 1(18pppppxxxxxdlddldgR 第五节 离心式水泵在管路中的工作一、管路特性曲线和水泵的工况点 管路特性曲线水泵输送给水的压头为显然矿山机械精品课程 公式叫做水泵的管路特性曲线方程式。应该指出，式中的各种系数与几何尺寸都是针对新管道的。对于由于管壁挂垢使管径缩小的旧管道，管路阻力系数应乘以1.7，即27 . 1 RQHHsy矿山机械精品课程2. 水

29、泵的工况点水泵是和管路连接而工作的。水泵的流量就是从管路中流过的水量；水泵的扬程就是水流经管路时的总压头消耗。所以，如果把水泵特性曲线和管路特性曲线按同一比例画在同一坐标图上，所得的交点就是水泵的工作点，称为工况点。点所对应的参数称为工况参数。矿山机械精品课程二、汽蚀现象和吸水高度1 汽蚀现象及其危害当汽蚀发展到一定程度时，将影响水泵的性能并妨碍其正常运行。主要表现为以下几方面：(1)泵的性能改变 当汽蚀初生时，对水泵外特性并无明显影响。汽蚀发展到一定程度后，水泵的功率、效率、流量和扬程等参数会有突然的下降。当汽蚀充分发展时，水流的有效过流面积会减小很多，以致引起水流中断，不能工作。(2)引起

30、振动和噪声 汽泡破裂时，液体质点互相冲击，产生噪声和机组振动，两者互相激励使泵产生强烈振动，称为汽蚀共振现象。(3)过流部件表面的破坏 汽蚀破坏可大大缩短水泵的使用寿命，剥蚀和腐蚀严重时，会产生叶片断裂或穿孔等重大事故。 矿山机械精品课程npahnxxaaphHphhhhnpgvp22112 汽蚀余量(泵厂一般用NPSH表示) 汽蚀余量的值等于从基准面算起的泵吸入口的总水头(绝对压 力，以米水柱计)减去水的汽化压力(绝对压力，以米水柱计)，即=式中 水在该温度下的汽化压力，Pa。对于基准面的选取，ISO标准及GB标准都规定：基准面为通过叶轮叶片进口边的外端所描绘的圆的中心的水平面。对于卧式泵，

31、其基准面就是泵轴中心线。水泵的汽蚀余量也可以用上式的右边表示，称之为装置汽蚀余量，用表示，即 矿山机械精品课程ahrhnxxaphHprh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，即以上两式即为泵不发生汽蚀的条件。矿山机械精品课程xHrnxahphpsHsH xxxashgvHppH2213 吸水高度欲保证水泵工作时不发生汽蚀，吸水高度老式型号的泵，反映其汽蚀性能的参数是允许吸上真空度。由上式知，水泵吸入口的真空度为 矿山机械精品课程sHsHsHMsHMxHgvhHxxs22欲使水泵不发生汽蚀，必须使式中 工况点所对应的水泵允许吸上真空度；工况点所对应的水泵吸入口处的真

32、空度。 保证水泵不发生汽蚀的合理吸水高度为矿山机械精品课程331081. 924. 01081. 910aassppHHsHsHapnp应该指出，从水泵性能曲线图上所查出的s值,若与水泵使用地点的条件不符，则应按下式加以修正：式中 修正后的允许吸上真空度，m； 水泵性能曲线上查出的允许吸上真空度，m； 安装地点的大气压，Pa； 工作水温下水的饱和蒸汽压，Pa；0.24温度20时水的汽化压力，mH2o。矿山机械精品课程与水泵的使用地点的大气压力、水的温度有关。水的温度越高，水泵越容易发生汽蚀；海拔高度越高，大气压力越低，水泵也容易发生汽蚀。apap表1 不同海拔高度时的大气压力海拔高度/m-60

33、00100200300400500 /m11.311.310.210.110.09.89.7海拔高度/m600700800900100015002000 /m9.69.59.49.39.28.68.1矿山机械精品课程sHsHrhrhsH表2 水在各种温度下的饱和蒸汽压温度/02030405060708090100饱和蒸汽压0.060.240.430.751.252.023.174.827.1410.33利用允许吸上真空度 计算吸水高度，不如利用汽蚀余量计算方便。与的值按10-的关系换算。矿山机械精品课程三、水泵正常工作条件三、水泵正常工作条件1. 稳定工作条件为保证水泵稳定工作，水泵的初始扬程

34、与实际扬程sy之间应满足下列关系sy0.9 2.泵的经济运转条件(0.850.9)max 3.泵不发生汽蚀的条件为保证水泵正常运行，实际装置的汽蚀余量应大于泵的允许汽蚀余量。总之，要保证水泵正常工作，所确定的工况点必须同时满足稳定工作条件，经济工作条件和不发生汽蚀的条件。矿山机械精品课程四、离心式水泵的联合工作四、离心式水泵的联合工作 一台水泵单独在管路上工作时，若其流量或扬程不能满足排水要求，可以采用两台或多台水泵的联合工作。联合工作的方法有串联和并联两种。1. 水泵的串联运转 两台或两台以上水泵顺次连接，前一台水泵的出口同后一台的进口直接连接，称为直接串联工作。若前一台泵的出口与后一台泵的

35、进水口中间有一段管子连接，则称为间接串联工作。它们共同的特点是串联时各泵流量相等并等于管路流量，而管路所需扬程为两泵扬程之和。因此，若用一台等效泵代换串联的各泵，则可在同一坐标图上，按“等流量线上扬程相加”的原则将串联的各泵扬程特性曲线相加，即得等效泵的扬程特性曲线。矿山机械精品课程水泵串联工作时应注意以下问题：水泵串联工作时应注意以下问题： (1)两泵间接串联时，其等效扬程特性曲线和工况点的求法相同。但位于下部的水泵将水排至上部泵的入口时，应还有剩余扬程，否则不能进行正常串联工作。 (2)一般串联各泵宜选用型号相同或特性曲线相近的水泵。因为串联时两泵的流量相同，若两泵差异较大，则流量较大的水

36、泵必然在低流量下工作，不能发挥其应有的效能，因而不经济。 (3)串联工作时，若有一台水泵发生故障，则整个系统就得停止工作。 实践证明，水泵的串联工作由于受排水系统和水泵强度的限制，很少使用。矿山机械精品课程2. 并联工作 2台或2台以上的泵同时向一条管路供水时称为并联工作。水泵并联后可以增加流量，所以并联一般用于一台水泵的流量不能满足要求的场合。 应当注意：应当注意：两台或多台水泵并联时，各水泵应有相同或相似的特性，尤其是泵的扬程范围应大致相同，否则扬程较高的水泵将不能发挥其效能。因为并联时各泵的扬程总是相等的，如果低扬程泵的扬程合适，则高扬程泵必然因扬程太低而流量过大，使工况点落在工业利用区

37、之外。 3 串并联方式的确定 水泵串联的主要目的是为了增加扬程，并联的主要目的是为了增加流量。但在某些情况下，此结论不完全正确。矿山机械精品课程五、水泵工况的调节五、水泵工况的调节 调节的目的有两个：一是使水泵的工况点始终满足正常工作条件；二是使水泵的流量和扬程满足实际工作的需要。 因工况点是由水泵的扬程特性曲线与管路特性曲线的交点决定的，所以要改变工况点，就可以采用改变管路特性或扬程特性的方法来实现。1. 改变管路特性曲线调节法1）闸门节流法水泵需额外增加一部分能量用于克服由闸阀关小所增加的局部阻力损失。2）管路并联调节法3）旁路分流调节矿山机械精品课程2 改变水泵特性曲线调节法1）减少叶轮数目调节法当减少叶轮数目时，水泵特性曲线则相应下降，工况点即随之变动。如果水泵排水所需的总扬程为，每一叶轮产生的扬程为i，则水泵所需的叶轮数目为iHHi矿山机械精品课程22DDQQ222)(DDHH322)(DDPPZZ2）切割叶轮外径调节法在保持转速不变的情