水泵站复习资料

1、水泵：把原动机的机械能转化为所抽送液体的能力的机械。水泵站：将水由低处抽提至高出的机电设备和建筑设施的综合体。 （作用：灌溉、排涝）水泵站建筑设施： 进水建筑物 泵房 出水建筑物 变电站 管理用房水泵站发展趋势：为了降低泵站的建设投资，大型水泵站正向着转速提高、体积减小、运行稳定性增强的方向发展。从低扬程泵站的结构形式上看肘型进水流道和虹吸式出水流道仍然是主要进出水流道型式，但对其型式的进出水流道的研究正在增多。农业提灌和工业供水相结合调水工程泵站逐渐增多泵站应用范围日益扩大泵站规模逐渐增大更加讲究投资效益泵站的自动化水平在不断提高安全节能要求越来越高水泵的分类按工作原理：叶片泵：通过水泵叶轮

2、的旋转把机械能转化为所输送液体的能量的。 容积泵：周期性改变密闭工作室的容积来传递能量的。 其他类型泵：叶片泵和容积泵以外的泵型。叶片泵的分类按叶轮及流体流动方式：离心泵（扬程高） 混流泵：混流泵兼有离心泵和轴流泵两者的优点， 功率曲线较为平坦、高效区较宽广、适用范围广 轴流泵（流量大）容积泵的分类：往复泵 回转泵水泵站的分类按类型：离心泵站 轴流泵站 混流泵站按动力：电力泵站 机动泵站 水轮泵站 风力泵站 太阳能泵站 潮汐泵站按功能：灌溉泵站：用于抽取地下水或河湖堤水进行农田灌溉的泵站 供水泵站：其功能是供水，包括农田灌溉泵站、工业供水泵站等 排水泵站：其功能是排水，将农田、城镇、工矿企业多

3、余的雨水、污水 排除或降低过高的水位 加压泵站 调水泵站 蓄能泵站（抽水蓄能电站）离心泵离心泵工作原理：根据离心力甩水的原理设计出来的。利用水泵叶轮的高速旋转的 离心力甩水，使得水流能量增加，并通过泵壳和水泵出口流出水 泵，再经过水管送往目的地，这就是离心泵工作原理。离心泵组成：叶轮：起主导作用 泵轴 泵体（核心是压水室）：是固定不动的部件 进水管 出水管压水室（蜗壳、泵壳）作用：收集叶轮流出的水流，并将水流引向泵的出口。吸水室：在泵体上正对着叶轮进口的部分 作用：向叶轮入口提供所需要的水的流态。底阀安装与进水观进口控制阀安装于出水管出口离心泵分类：按吸入方式：单吸式 双吸式：双吸泵流量大 检

4、查和维修方便 运行比较平稳 轴有较高的抗弯抗拉强度按级数：单级泵 多级泵按泵轴方位：卧式泵 斜式泵 立式泵 按壳体形式：节段式泵 中开式泵 蜗壳泵 透平式泵零部件工作状态分类：转动部件 固定部件 交接部件 单吸式叶轮、单边进水转动部件：叶轮：工作轮或转轮是水泵的核心部件。双吸式 单吸式 闭式 半开式 开式 离心泵是依靠旋转的叶轮把动力机的机械能传给所抽送液 体，使液体的能量增加。 泵轴：一端用键或反向螺母固定叶轮，另一端装联轴器或皮带轮 键 固定部件：泵体（吸水室、压水室） 泵盖 轴承体交接部件：轴承 轴封装置填料密封 优点：结构简单、成本低、拆装方便 缺点：使用寿命短、密封性能差 机械密封

5、优点：结构紧凑、机械摩擦小、密封性能可靠 缺点：制造工艺要求较高 密封环（减漏环、承磨环、口环） 联轴器 轴向力平衡装置其他类型泵射流泵：利用有压水流来提水的设备 组成：泵嘴、吸水室、混合室、扩散管 用途：射流泵可以用来抽送污泥、污水、液氯等有毒液体或气体 缺点：效率较低起升泵（空气扬水机）：它是以压缩空气为动力来抽水的 组成：输气管、扬水管、喷嘴、气水分离箱 用途：抽取含有固体颗粒的水，用于石油开采、矿山井坑排水等 缺点：结构复杂、效率低（一般只有20%35%）往复泵（属于容积泵）：靠泵缸内做往复运动活塞来改变工作室容积而达到输送 液体的目的 组成：泵缸、活塞、进水阀、出水阀、拉杆 用途：工

6、业部门的锅炉给水、特殊液体输送及要求自吸能力较高的场合下使用 优点：自吸性能螺旋泵：靠螺旋形的叶片的旋转来达到提水的目的 缺点：转速慢（2090r/min）扬程较低（68m）且必须倾斜、占地大 优点：泵站设施简单螺杆泵（属于回转泵（容积泵） 用途：常用于输送高粘度介质旋涡泵（属于叶片泵）：通过旋转的叶轮叶片把能量传递给液体的水力机械 缺点：效率低、不能输送大黏度液体ZLB 半可调轴流泵 ZLQ 全可调轴流泵叶片泵型号及说明水泵种类型号举例说明离心泵IS、IB、IH、IR 型单级单吸离心泵IS6550160AIS采用国际标准的单级单吸离心泵65泵的进口直径（mm）50泵的出口直径（mm）160叶

7、轮名义直径（mm）A泵的叶轮已经切削了一档自吸式离心泵ZN23.540Z自吸离心泵N内混式（外混式不做标记）23.5泵的流量（m³/h）40泵的扬程（m）单级双吸离心泵150S78A150泵的进口直径（mm）S单级双吸离心泵（从驱动端看顺时针转）78泵的扬程（m）A泵的叶轮已经切削了一档注：这里的型号是根据双吸泵最新国家标准来命名的（下同）250Sh54B250泵的进口直径（mm）Sh单级双吸离心泵54泵的扬程（m）B泵的叶轮已经切削了二档管道式离心泵40GF3240泵的入口、出口直径（mm）G管道式离心泵F耐腐蚀泵（清水不标记R为热水泵）32泵的扬程（m）深井泵100JC103.8

8、×13100适用的最小井径（mm）JC长轴深井泵10额定流量（m³/h)3.8单级扬程（m)13叶轮级数叶片泵型号及说明水泵种类型号举例说明离心泵多级离心泵D4630×10D多级清水离心泵46泵的流量（m³/h）30单级扬程（m)10叶轮级数DG4650×12DG多级锅炉离心泵46泵的流量（m³/h）50单级扬程（m)12叶轮级数DW408×2FDW小型多级卧式离心泵40泵的进口直径（mm）8单级扬程（m)2叶轮级数F全不锈钢（普通型不做标记）轴流泵型号及说明水泵种类型号举例说明轴流泵大型轴流泵900ZLB2.44900泵的

9、出口直径（mm）ZL轴流、立式（立式轴流泵）B半可调（Q全可调）2.4泵的流量（m³/s）4泵的扬程（m）贯流泵3100ZGQ31.54.53100泵的出口直径（mm）ZG轴流贯流式（贯流式轴流泵）Q全可调（B半可调）31.5泵的流量（m³/s）4.5泵的扬程（m）潜水轴流泵350QZB70D350泵的出口直径（mm）QZ潜水轴流泵（QH潜水混流泵） B半调节70比转速D低转速（G高转速）混流泵型号及说明水泵种类型号举例说明混流泵大型立式混流泵（可抽出式、蜗壳式、半调节）1800HLCWB161800泵的出口直径（mm）HL混流、立式C可抽出式（不可抽出式不做标记）W蜗壳式

10、（导叶式不做标记）B半调节（Q全调节）16泵的扬程（m）大型立式混流泵（不可抽出式、导叶式、全调节）1800HLCQ161800泵的出口直径（mm）HL混流、立式Q全调节（B半调节）16泵的扬程（m）1.流量：是水泵在单位时间内所输送液体的量（体积或质量） 用Q表示 单位：m³/s、L/s、m³/h 水泵效率最高时所对应的的流量为最优流量。 生产厂家希望用户经常运行的流量为额定流量。2.扬程：指水泵所抽送单位重量的液体从水泵进口到出口能量的增值或水泵对单位 重量的液体所做的功。 用H表示 单位：m 扬程：水泵的扬程是表征泵本身性能的，只和水泵进口、出口、法兰处的液体 能量有

11、关，而和水泵装置无直接关系，但是我们可以通过装置中的液体 的能量表示水泵的扬程。 水泵的扬程并不等于扬水高度。扬程是一个能量的概念，即包括了吸水 高度的因素，也包括了出口压水高度，还包括了管道中的水力损失。绝对压强（力）：以没有气体存在的绝对真空状态为压力零点。相对压强（力）：以一个工程大气压为压力零点。3.功率：水泵的功率通常指输入功率又称轴功率。 用P表示 轴功率：原动机传到泵轴的功率 有效功率：指输出功率。 用R表示 有效功率:单位时间内从泵中输出液体所获得的有效能量。 功率计算公式：Pu=gQH (w) Pu=gQH/1000 (KW)4. 效率：有效功率和轴功率之比。 =(Pu/p)

12、×100%=(gQH/P)×100%5. 转速：是水泵单位时间内旋转的次数。 单位：r/min6.汽蚀余量：指水泵进口处单位重量液体所具有的的超过饱和蒸汽压力的富裕能量。 用NPSH 表示允许吸上真空高度Hs：水泵在标准状况下运转时，所允许的最大吸上真空高度。叶片泵的能力损失和效率1. 机械损失和机械效率机械损失：指由于机械摩擦所产生的能量消耗。 水泵轴承摩擦损失机械损失包括：轴封摩擦损失 叶轮前后盖板在旋转时与水的摩擦损失（圆盘摩擦损失） （主要损失）机械效率：m=(Pt/P)×100%=(p-Pm)/P×100%Pt输入水力功率P轴功率Pm总的机械损

13、失率2. 容积损失与容积效率容积损失：根据水泵结构的要求，在转动部件和固定部件之间必须要有一定的间隙 存在，当间隙两侧的压力不相等时，液体就会通过间隙从高压侧流向低 压侧，产生所谓的漏损流量。容积效率：v=(gQt Ht-gq Ht)/(gQt Ht)×100% =(gQ Ht)/(gQt Ht)×100% =(Q/Qt)×100%Qt叶轮流量q泄露流量Q水泵流量Ht（水泵）叶轮理论扬程3. 水力损失与水力效率水力损失：液体在水泵内流动的过程中产生各种水力损失。 从水泵进口到出口过流部分的沿程阻力损失水力损失 包括：因过流断面和液流方向变化而产生的局部阻力损失 液

14、流在叶轮进口和出口处的冲击损失沿程阻力损失、局部阻力损失：发生在水泵流道中，其大小与流量（流速）的平方 成正比。冲击损失：当水泵流量偏离设计流量时，在叶轮进出口的液流方向与叶片切线方向 不一致而造成的。实际流量与设计流量差值越大，损失越大。水力效率：h=(gQ H)/(gQ Ht)×100%=(H/Ht)×100%4. 水泵总效率：=Pu/P 输出功率和轴功率之比 =mvh 机械效率、容积效率、水力效率的乘积叶轮几何形状及其表示方法：（轴面投影、平面投影）D0 叶轮进口直径D1、D2 叶片进出口直径B1、b2 叶片进出口宽度1、2 叶片进出口安放角Z 叶片数t 叶距液体在中

15、的运动1. 水随叶轮的旋转做圆周运动（牵连运动）。牵连速度 u2. 水沿着叶片方向的运动相对运动 相对速度w3. 水相对于泵壳（或泵座）的运动绝对运动 绝对速度vV=U+W速度三角形的绘制：进口（下标1）出口（下标2）叶片泵的基本方程假设1. 泵内液流为恒定流。即泵内任一液流质点的流速和压力等不随时间变化。2. 叶轮具有无穷多且无限薄的叶片。这样液流运动的迹线和叶片的型线重合。 液体在叶片间的流动是轴对称的，叶轮同样半 径处液流的同名速度相等。3. 液体为理想液体。即不考虑液体粘性。叶片泵的基本方程：基本方程的分析与讨论：1. 液体的能量的增加仅与叶片进出口液体的动量矩有关，而与叶轮内部液流的

16、运动 状态无关。2. 基本方程与被抽液体的种类无关，适用于一切液体。叶片泵的叶型分析：1. 离心泵的叶型分析当290°时（即后弯式叶型）cot2为正值，Ht 随Qt 的增加呈线性下降。当2=90°时（即径向式叶型）cot2为0（常数），即理论扬程与理论流量无关，为一常数。当290°时（即前弯式叶型）cot2为负值，Ht 随Qt 的增加呈线性上升。注：1. 离心泵叶轮叶片均制成后弯式 叶片安放角一般在18°35°之间。 最常用的时20°25°（高比转速取小值，低比转速取大值）2. 轴流泵 其叶片呈外平内陡的扭曲形状（流量不变，

17、离轴越远，2越大）几何相似：指两个流动的系统中，任何对应的尺寸，几何都相似。即：两台水泵过流部分所对应的尺寸比例为一常数。运动相似：同等运动状态下参数的比值是相等的。动力相似：指两台水泵各对应点上水流所受各作用力的比值相等，方向相同。 重力相似判别数佛汝德数Fr=(v²)/gL 惯性力相似判别数斯特卢哈数Sh=L/vt 粘滞力相似判别数雷诺数Re=(Lv)/v 压力相似判别数欧拉数Eu=(v²)/P相似律：1. 流量关系：2. 扬程关系：比转速(ns)：某种标准泵或风机在最高效率情况下扬程为一米（风机全压为一毫米 水柱）流量为0.075m³/s（风机为一立方米每秒

18、）时标准泵或风机的 转速为此系列泵或风机的比转速。比转速： 按水泵最优工况（效率最高）时的流量，扬程转速代入公式才可计算出比转速 对于代设泵用设计参数计算比转速相等是水泵几何相似、工况相似的必要条件比转速应理解为叶轮的比转速而不是水泵的 Q H应对应于单级单吸泵的流量和扬程不同形状的叶轮ns不同，其性质也不同，适用范围也有所差异，QHns, 反之ns.可利用ns初选水泵比转速无单位（r/min (m/s²)¾ ） 可做无量纲量使用离心泵流量小扬程高比转速小 轴流泵流量大扬程低比转速大离心泵ns一般小于300轴流泵ns在5001200之间混流泵介于轴流泵和离心泵之间ns在30

19、0500之间随着ns的由小变大，叶轮外径D2与内径D1的比值由大变小。叶轮形状由狭长变高短型式数(K): 叶片泵的性能曲线：理论性能曲线基本性能曲线（额定转速下的性能曲线）相对性能曲线（型谱图）通用性能曲线综合性能曲线全性能曲线（四象限性能曲线）理论性能曲线：扬程流量曲线 HQ 功率流量曲线 PQ 效率流量曲线 Q 气蚀流量曲线 最优工况：设计工况：是在水泵设计前所给定的要求工况额定工况：对于低比转速的离心泵，由于叶槽狭长，在偏离无冲击的最优工况时，冲击损失增大（特别是在Q很小时，冲击损失明显增大），故形成了HQ曲线的先升高后下降的线性，称为有驼峰的曲线。有驼峰的HQ曲线的泵在驼峰范围内容易出

20、现工况不稳定的情况：缓降的HQ曲线适用于流量调节范围较大，而压力变化较小的供水系统。陡降的HQ曲线适用于流量变化不大，压力变化较大的系统和降深较大的井中提水。对于轴流泵流量从零到拐点这个范围内，水泵运转时将发生不稳定的工作状况，产生振动和噪音，甚至迫使停泵所以要求轴流泵不要在拐点附近工作。轴流泵一般不设闸阀离心泵P-Q曲线具有功率随流量增大而增大的特点，是一条上升的曲线。当流量为零（闸阀关闭）时功率最小，轴流泵与之相反。Q曲线由小到大再由大到小轴流泵快，高效区窄离心泵慢，高效区宽，使用范围宽混流泵介于两者之间ns越小扬程曲线越平缓，ns越大扬程曲线越陡除了研究水泵正常运转时的性能外还有必要了解

21、水泵反常运转时的性能，水泵在各种正常和反常情况下运转参数间的关系曲线称水泵的全性能曲线。注：转速：按规定方向转速为正 反之为负流量：进口到出口为正功率：动力机将能量传给水泵为正扬程：进口能量小于出口能量为正叶片泵的性能试验测试步骤：1. 测试前的准备工作：关闭出水闸阀、向离心泵内灌水。2. 启动机组3. 测量（选择15个测量点进行测量）4个参数：流量、扬程、转速、功率4. 关机抽水系统管路特性计算公式：P :出口水面压力P :进口水面压力水泵的工作点实质上就是抽水系统供需能量的平衡点图解法：可直观定量地得出该抽水系统中水泵流量大小，还可从水泵的PQ， Q曲线查出轴功率和水泵效率。S0水泵内需阻

22、耗系数水井在未抽水之前的稳定水位称为静水位。抽水后井中水位随抽水量的增大而逐渐下降，当井的出水量为一定值时，井中的水位会保持某一定值，称为动水位。水泵的串联运行是指前一级泵的出水管接在后一级的进水管，使水管首尾相连串联在管路中，由末级泵将水压送至出水管路。特点：每台水泵流量相等 扬程等于各个水泵扬程总和 采用串联泵装置型式时必须进行泵的强度验算应用：长距离输水系统多台水泵向同一条出水管供水的运行方式叫做水泵的并联运行特点：输水干管中的流量等于各台并联水泵出水量之和 并联点出扬程相等 可通过开停水泵来调节泵站的流量和扬程。方便调节 当有一台损坏时，不影响供水，提高了泵站运行的灵活性和可靠性应用：

23、灌排泵站不同型号泵的并联运行：在启动时，应先启动高扬程泵，然后调节流量，当在某一流量下其扬程等于或小于低扬程泵时，再启动低扬程泵。水泵的不稳定运行：指因水位流量转速等一些偶然因素的微量变化或者因为振动等因素而使水泵发生工作点的飘移，导致水泵的流量时而变大时而变小的一种波动现象，它对水泵的运行是非常不利的。不稳定工况多发生在扬程曲线有驼峰的水泵上，扬程曲线呈弓形。开机台数不足时的过载问题：如仅一台泵运行时，则其工作点为A，流量为Q，该流量点所对应的效率值较远，偏离了高效区，使水泵的运行效率很低，不仅不能实现泵站的经济运行，还会造成扬程不足。水泵的运行效率：管路效率：衡量管路配置是否经济合理运行效率（水泵装置效率）：