污水污泥处理设备课件(共53页).ppt

1、三；三；流量；流量定义；定义；水泵在单位时间内所输送的液体体积或数量。水泵在单位时间内所输送的液体体积或数量。 国际单位；国际单位； 常用单位；常用单位；物理单位的换算；物理单位的换算； 例题例题 ) )s sm m速度(速度(U;U;) )面积(m面积(mW;W;) )s sm m流量(流量(: :Q QU UW WQ Q圆管计算公式圆管计算公式kgkg1 1dmdm1 1i i1 10.2780.2781 13.63.61 1水的容重水的容重: :9.89.8g g水的密度水的密度: :100010002 23 33 3s si ih hm mh hm ms si im mkNkNm mk

2、gkg3 33 33 33 3s sm ms st tm mk kg gs si ih hm ms sm m3 33 33 33 32);扬程扬程(H)定义定义:单位重量液体通过水泵后所获得的能量。单位重量液体通过水泵后所获得的能量。国际单位国际单位; Pa(帕帕)常用单位常用单位; 物理单位的换算；例题物理单位的换算；例题 P Pa a1 10 0M MP Pa a1 1M MP Pa a兆兆帕帕b ba ar r巴巴公公斤斤力力m m水水柱柱a at t工工程程大大气气强强m mm m汞汞柱柱a at tm m标标准准大大气气压压强强6 6c cm mk kg g. .f f0 0H HH

3、 Hg g2 22 2 b ba ar r1 1M MP Pa a0 0. .1 11 1m m1 10 0c cm m7 73 3. .5 5a at t1 1b ba ar r1 1. .0 01 13 3M MP Pa a0 0. .1 10 01 13 31 1. .0 03 34 4m m1 10 0. .3 33 3c cm m7 76 6a at tm m1 12 22 22 22 2c cm mk kg g. .f fO OH HH Hg gc cm mk kg g. .f fO OH HH Hg g计算公式计算公式; 定义式定义式; P;压强压强 F;压力压力 S;面面积积-

4、 伯努利方程伯努利方程(一一)式式;见图习题见图见图习题见图伯努利方程伯努利方程(二二)式式; HST ；水；水 泵实泵实 际际 扬扬 程程m S；水管摩；水管摩 擦阻力系擦阻力系数数SFP QSHsHT 0 0则则表表示示水水泵泵是是压压入入式式P P0 0则则表表示示水水泵泵是是灌灌入入式式P P注注; ;( (N N) )表表示示水水的的容容重重9 98 80 00 0; ;m m之之间间的的几几何何高高度度与与P P表表示示P PZ Z; ;) )P P水水泵泵进进水水口口压压力力值值( (M M; ;P P) )P P水水泵泵出出水水口口压压力力值值( (M M; ;P Pg g2

5、2u uu uP PP PZ ZH H1 11 11 12 2a a1 1a a2 22 21 12 22 21 12 252mS3);功率功率(N)定义定义;功与完成作功时间的比值。功与完成作功时间的比值。(1);有效功率有效功率(N有效有效)或或(Ne) 水泵在单位时间内对排出液体所作的功。水泵在单位时间内对排出液体所作的功。 注注; (2);轴功率轴功率(N轴轴) 是原动机传给水泵的功率。是原动机传给水泵的功率。(3);配套功率配套功率(N配套配套) 水泵所选配电机的功率。水泵所选配电机的功率。 K;平安系数平安系数(见书见书) 传传;传动效率传动效率102H) Q( 1000H) Q

6、(N有效电机传轴配套NkN mH; m H; Q; Q; ;1 ) 9800( ;sism.mN33ifkg N轴=N配套电机传 公式中: 电机: 电机效率 传; 传动效率假设是皮带传动,那么传值取0.95 弹性传动传值取9.8刚性传动传值取14);效率效率() 见图例题见图例题 是反映水泵性能好坏以及动力利用率多少的经济是反映水泵性能好坏以及动力利用率多少的经济技术指标。技术指标。 例例;电机的选配电机的选配(见书见书) 例例;效率的计算效率的计算 (见书见书) 水力水力;反映水泵能量利用率的多少。反映水泵能量利用率的多少。 反映水泵内摩反映水泵内摩 阻损失阻损失,冲击损失冲击损失,旋涡损失

7、的多少。旋涡损失的多少。 容积容积;反映水泵流量利用率的多少反映水泵流量利用率的多少. 反映水泵内轴封泄漏反映水泵内轴封泄漏, 泵内回流泵内回流, 级间回流的多少。级间回流的多少。机械机械;反映水泵机械能利用率的多少。反映水泵机械能利用率的多少。 反映水泵内机械摩反映水泵内机械摩 擦阻力损失和园盘损失的多少。擦阻力损失和园盘损失的多少。5);转速转速(n) 水泵单位时间内的转运速度。水泵单位时间内的转运速度。 单位单位; r min r s 1 10 00 0% %) )N NN N( ( 轴轴有有效效机机械械容容积积水水力力6);比转速比转速(nS) 定义定义; 是反映一类水泵共性的特征数是

8、反映一类水泵共性的特征数.是水泵规格化的根底。是水泵规格化的根底。 单吸单级的计算公式单吸单级的计算公式; 双吸单级的计算公式双吸单级的计算公式; 单吸多级的计算公式单吸多级的计算公式; 公式中各参数的单位公式中各参数的单位; i; 水泵级数水泵级数 Q：设计流量：设计流量m/s H：设计扬程：设计扬程m n：设计转速：设计转速rmin 注注; 比转速与扬程成反比比转速与扬程成反比,与流量成正比。与流量成正比。 H)n (3.65n432 SQ H)Qn (3.65n43 S )n (3.65n43 SiHQ7);允许吸上真空度和汽蚀余量允许吸上真空度和汽蚀余量 允许吸上真空度允许吸上真空度(

9、HS )定义定义; 是水泵在是水泵在 1个标准大气压下个标准大气压下,水温为水温为20C时时,水泵最大吸水真水泵最大吸水真空度。常用单位空度。常用单位m水柱。水柱。 汽蚀余量汽蚀余量(HSU) 汽蚀余量是指水泵进口处汽蚀余量是指水泵进口处,单位质量液体所具有超过饱和蒸单位质量液体所具有超过饱和蒸汽压力的富裕能量。汽蚀余量更能准确地反映水泵的吸水能力。汽汽压力的富裕能量。汽蚀余量更能准确地反映水泵的吸水能力。汽蚀余量国外称为净正吸上水头。常用蚀余量国外称为净正吸上水头。常用NPSH或或h表示。表示。 汽蚀现象汽蚀现象 1、水泵在运行时，如果泵内叶轮进口处的液体压力大于或、水泵在运行时，如果泵内叶

10、轮进口处的液体压力大于或等于该温度下的液体气化压力，就会有蒸气或气体从液体中大量逸等于该温度下的液体气化压力，就会有蒸气或气体从液体中大量逸出，形成蒸气与气体混合的小汽泡，当这些小汽泡随液体流入高压出，形成蒸气与气体混合的小汽泡，当这些小汽泡随液体流入高压区时，汽泡突然受压破裂，液体质点从四周向汽泡中心加速运动，区时，汽泡突然受压破裂，液体质点从四周向汽泡中心加速运动，质点相互撞击，假设这种撞击在金属外表附近产生，就会对金属外质点相互撞击，假设这种撞击在金属外表附近产生，就会对金属外表形成极大的冲击力，产生上万次的高频和几百个大气压的水锤，表形成极大的冲击力，产生上万次的高频和几百个大气压的水

11、锤，使水泵产生噪声和震动，在高频的作用下叶轮金属外表现象产生剥使水泵产生噪声和震动，在高频的作用下叶轮金属外表现象产生剥蚀，同时气体对叶轮会产生化学腐蚀作用。这就是水泵的汽蚀现象。蚀，同时气体对叶轮会产生化学腐蚀作用。这就是水泵的汽蚀现象。 2、汽蚀的危害、汽蚀的危害 水泵产生震动和噪声。水泵产生震动和噪声。 水泵流量减少，扬程降低，效率急速下降，水泵性能变坏。水泵流量减少，扬程降低，效率急速下降，水泵性能变坏。 损坏叶轮，破坏水泵的零部件，缩短水泵使用寿命。损坏叶轮，破坏水泵的零部件，缩短水泵使用寿命。 假设在汽蚀状态下继续运行，水泵性能急剧下降，直致停假设在汽蚀状态下继续运行，水泵性能急剧

12、下降，直致停泵。泵。 3、防止汽蚀产生的措施、防止汽蚀产生的措施 正确确定水泵的安装高度。正确确定水泵的安装高度。 安装时尽量减少管损。如加大管径、减少管长、配件安装时尽量减少管损。如加大管径、减少管长、配件 假设汽蚀发生，破坏汽蚀产生的条件或停车检查。假设汽蚀发生，破坏汽蚀产生的条件或停车检查。 改善水泵水力条件或内部结构。如上涂料、改进叶轮进改善水泵水力条件或内部结构。如上涂料、改进叶轮进水口的结构、增加诱导轮等水口的结构、增加诱导轮等 作业作业 四离心泵的特性曲线四离心泵的特性曲线 离心泵工作时，当泵的转速为某一定值时，用来表示流量、离心泵工作时，当泵的转速为某一定值时，用来表示流量、扬

13、程、功率、效率、允许吸上真空度或汽蚀余量等相互之间变扬程、功率、效率、允许吸上真空度或汽蚀余量等相互之间变化关系的曲线叫做泵的性能曲线或特性曲线。见图化关系的曲线叫做泵的性能曲线或特性曲线。见图 离心泵的特性曲线的意义在于了解水泵性能，正确选择水离心泵的特性曲线的意义在于了解水泵性能，正确选择水泵，经济、合理地使用水泵。泵，经济、合理地使用水泵。 注；每台水泵的性能曲线都是实测所得，是由水泵内部结注；每台水泵的性能曲线都是实测所得，是由水泵内部结构所决定的。构所决定的。 1、Q H曲线曲线 是反映水泵性能最重要的一条曲线，是一条二次函数的抛是反映水泵性能最重要的一条曲线，是一条二次函数的抛物线

14、。物线。 Q H曲线平坦，那么流量变化大，扬程变化小。曲线平坦，那么流量变化大，扬程变化小。 Q H曲线较陡，那么流量变化小，扬程变化大。曲线较陡，那么流量变化小，扬程变化大。 2、Q N曲线曲线 ns假设小于假设小于300那么是一条线性函数的直线，那么是一条线性函数的直线，N=Ng电电传传 Q=0时，时，N最小。符合电机轻载起动的要求。最小。符合电机轻载起动的要求。 3、Q 曲线曲线 =水水 容容 机械机械 高效段；水泵高效率区段。高效段；水泵高效率区段。 4、 QHSU汽蚀曲线或汽蚀曲线或QHS曲线曲线 表示水泵在相应流量下工作时表示水泵在相应流量下工作时,水泵所允许的最大吸水真空值。水泵

15、所允许的最大吸水真空值。它并不表示水泵在某点工作时的实际吸水真空值。实际吸水真空它并不表示水泵在某点工作时的实际吸水真空值。实际吸水真空值必需小于曲线上的相应值，否就会产生汽蚀现象。值必需小于曲线上的相应值，否就会产生汽蚀现象。 五五 管道特性曲线以及运行工况管道特性曲线以及运行工况 1、管道特性曲线、管道特性曲线Q h 管道特性曲线它反映在水泵装置系统中，把通过管路系管道特性曲线它反映在水泵装置系统中，把通过管路系统的流量提升到某一高度时所需能量之间的关系。统的流量提升到某一高度时所需能量之间的关系。 水泵装置系统是指水泵配上管路及其附件、动力设备、传水泵装置系统是指水泵配上管路及其附件、动

16、力设备、传动设备、进出水池、测量仪表等的统称。动设备、进出水池、测量仪表等的统称。 管道特性曲线管道特性曲线Q h的计算公式；的计算公式； H = HST+ SQ2 HST；水泵实际吸水高度；水泵实际吸水高度m S ；管道阻力系数；管道阻力系数S2m5S；是由管长、管径、；是由管长、管径、管材确定管材确定 2、工况点工作点、工况点工作点 工况点是水泵装置系统中，在一定转速的条件下，某一时工况点是水泵装置系统中，在一定转速的条件下，某一时刻的实际的流量、扬程、轴功率、效率、允许吸上真空度。是水泵刻的实际的流量、扬程、轴功率、效率、允许吸上真空度。是水泵性能曲线与管道特性曲线的平衡点。即供需能量的

17、平衡点性能曲线与管道特性曲线的平衡点。即供需能量的平衡点 3、管路附件图例见图、管路附件图例见图 4、改变水泵性能，调节工况点、改变水泵性能，调节工况点 调节工况点的目的；调节工况是为了满足工作要求，提调节工况点的目的；调节工况是为了满足工作要求，提高经济效益。高经济效益。 调节工况点的方法；变径、变速、变角、节流调节工况点的方法；变径、变速、变角、节流 1改变水泵转速改变水泵转速 通过水泵转速的变化来改变水泵的性能，到达扩大通过水泵转速的变化来改变水泵的性能，到达扩大水泵的使用泛围，既能满足工作需要，又能提高经济效益。水泵的使用泛围，既能满足工作需要，又能提高经济效益。 根据水泵转速比例律；

18、根据水泵转速比例律； 轴轴功功率率N N是是叶叶轮轮直直径径改改变变前前的的功功率率是是叶叶轮轮直直径径改改变变后后的的轴轴N N) )D DD D( (N NN N扬扬程程H H是是叶叶轮轮直直径径改改变变前前的的程程是是叶叶轮轮直直径径改改变变后后的的扬扬H H) )D DD D( (H HH H转转速速n n是是叶叶轮轮直直径径未未改改变变的的速速是是叶叶轮轮直直径径改改变变后后的的转转n n流流量量Q Q是是叶叶轮轮直直径径未未变变前前的的量量是是叶叶轮轮直直径径改改变变后后的的流流Q QD DD DQ QQ Q, ,3 3, , , ,2 2, , , , , , , 该公式的应用应

19、注意，调节量最高不得超过该公式的应用应注意，调节量最高不得超过10%，最低，最低不得低于不得低于20%。 改变转速的方法有变极数控制、变频控制、转子串改变转速的方法有变极数控制、变频控制、转子串电阻控制等。电阻控制等。 2改变叶轮直径改变叶轮直径 将叶轮外径改变，从而改变水泵性能，到达扩大水泵的将叶轮外径改变，从而改变水泵性能，到达扩大水泵的使用泛围，既能满足工作需要，又能提高经济效益。使用泛围，既能满足工作需要，又能提高经济效益。 该公式适用于该公式适用于n300的叶片泵。叶轮最大切削量见表。的叶片泵。叶轮最大切削量见表。 例；例；4BA12型水泵的型水泵的Q=0.02m3/s，H=36m，

20、该泵叶轮，该泵叶轮外径为外径为174mm，将叶轮外径车削，将叶轮外径车削10%后，其该泵的流量和扬程是后，其该泵的流量和扬程是多少？见后面多少？见后面轴功率轴功率N是叶轮直径改变前的N是叶轮直径改变前的功率功率是叶轮直径改变后的轴是叶轮直径改变后的轴N N) )D DD D( (N NN N扬程扬程H是叶轮直径改变前的H是叶轮直径改变前的程程是叶轮直径改变后的扬是叶轮直径改变后的扬H H) )D DD D( (H HH H转速转速n是叶轮直径未改变的n是叶轮直径未改变的速速是叶轮直径改变后的转是叶轮直径改变后的转n n流量流量Q是叶轮直径未变前的Q是叶轮直径未变前的量量是叶轮直径改变后的流是叶

21、轮直径改变后的流Q QD DD DQ QQ Q, ,3 3, , , ,2 2, , , , , , , 3改变叶片角度改变叶片角度 通过改变叶片角度，从而改变水泵性能，到达扩大通过改变叶片角度，从而改变水泵性能，到达扩大水泵的使用泛围，既能满足工作需要，又能提高经济效益。水泵的使用泛围，既能满足工作需要，又能提高经济效益。 主要是对轴流泵、混流泵。主要是对轴流泵、混流泵。 4调节出水阀调节出水阀 利用水泵出水阀的调节，控制阀门的开启度，使管利用水泵出水阀的调节，控制阀门的开启度，使管道物性曲线发生变化，增加管道阻力系数，从而到达调节工况的目道物性曲线发生变化，增加管道阻力系数，从而到达调节工

22、况的目的。该方法操作简便，但效率低，不节能。的。该方法操作简便，但效率低，不节能。例题例题Q Qs sm m0.70.7U UDN600DN600练习练习s sm m0.390.392 2) )( (3.143.142 2D DW WU UW WQ Q) )( (3.143.142 2D DW W故;故;2 2D DW W对圆管;对圆管;U UW WQ Q已知;已知;问其流量为多少?问其流量为多少?, ,s sm m其流速为2其流速为2一根圆管DN300,一根圆管DN300,3 32 22 20.50.52 22 22 20.50.52 22 20.2(m3/s)例题例题 比例法；比例法； O

23、HHgcmfkgcmfkgcmfkgHgmbaratmMPacmMPaxMPaxxxMPacm2222,3 . 0; 2150; 1?,68. 0034. 17650067. 01013. 07650;034. 11013. 07650;50.则有压力表读数为按工程大气压计练习或则为多少若按工程大气压计即按标准大气压计OHHgcmfkgmbaratmMPacmxMPax22)3(,3 . 0; 204. 2)204. 0(150; 166. 017650066. 01 . 07650.则有压力表读数为按工程大气压计按工程大气压计例；例； m m水泵扬程是97.68水泵扬程是97.68答;答;m

24、 m97.6897.689.89.82 23.183.187.547.549800980010100.049)0.049)(0.882(0.8820.30.3g g2 2u uu uP PP PZ ZH H有方程有方程S Sm m7.147.140.0650.0653.143.140.0250.0254 4D DQ Q4 4u uS Sm m3.183.180.10.13.143.140.0250.0254 4D DQ Q4 4u u又因又因S Sm m0.0250.0259090Q Qmmmm6565D Dmmmm100100D D根据已知条件根据已知条件: :解解水泵扬程H?水泵扬程H?:

25、 :求求MPMP0.8820.882压力表读数P压力表读数P, ,MPMP是0.049是0.049真空表读数P真空表读数Pm m0.30.3Z Z9090315型水泵，Q315型水泵，Q6565一台IS100一台IS1002 22 26 62 21 12 22 21 12 22 22 22 22 22 22 21 11 13 3h hm m压出压出吸入吸入a ad da aU Uh hm m3 33 3155(KW)155(KW)故所选配的电机功率为故所选配的电机功率为 1(KW)1(KW)电机功率为153.1电机功率为153.1 153.11(KW)153.11(KW)1.061.06144

26、.44144.44 = =N NK值取1.06K值取1.06 : :故故 144.44(KW)144.44(KW) = =N N 144.44(KW)144.44(KW)= =1)1)130/(0.9130/(0.9= = ) )/(/(N N= =N N 取1;取1;故故传动,传动,水泵传动方式为弹性传水泵传动方式为弹性传 又又 130(KW)130(KW)= =109/0.84109/0.84= =/ / NeNe= =N N : :故有故有 109(KW)109(KW)= =0.31)/10000.31)/10003636(9800(9800= =Q)/1000Q)/1000H H( (

27、= =N N s)s)0.31(m0.31(m = =h)h)1120(m1120(m= =：Q：Q解；根据已知条件可知解；根据已知条件可知 传动。请选配电机。传动。请选配电机。水泵传动方式为弹性传水泵传动方式为弹性传 水泵效率为84%;水泵效率为84%;电机效率为90%,电机效率为90%, 扬程是36(m),扬程是36(m),h),h),0(m0(m一台水泵流量是112一台水泵流量是112: :例例 配套配套配套配套电机电机传动传动轴轴配套配套传动传动传动传动轴轴有效有效3 33 33 38989= =10010019.6/22.0419.6/22.04= =100100/N/NN N =

28、= 22.04(KW)22.04(KW)= =1 122.0422.04= =N N = =N N 19.6(KW)19.6(KW)= =0.04)/10000.04)/10005050(9800(9800= = Q)/1000Q)/1000H H( (= =N N : :则有方程则有方程 1 1= =故故动,动,水泵传动方式为刚性传水泵传动方式为刚性传 又又 50(m)50(m)9.89.82 21.271.272.262.265 544.544.50.320.32g g2 2u uu uP PP PZ ZH H) )s sm m2.26(2.26(0.150.153.143.140.040

29、.044 4D DQ Q4 4u u) )s sm m1.27(1.27(0.20.23.143.140.040.044 4D DQ Q4 4u u5(m)5(m)1001000.050.05P P44.5(m)44.5(m)1001000.4450.445P P s)s)0.04(m0.04(m= =Q Q 22.04(KW)22.04(KW)= =0.90.924.4824.48= = N N = =N N 故有故有 24.48(KW)24.48(KW)= =0.8)/10000.8)/100038038046.546.5 3 3(= = COSCOS)/1000)/1000 U U I

30、I 3 3(= =N N 有方程有方程根据已知条件,根据已知条件, : :解解轴轴有效有效传动传动输出输出轴轴有效有效传动传动2 22 22 21 12 22 2U Ud d2 22 22 22 22 22 21 11 1U Ud d3 3电机电机输入输入输出输出输入输入 例例:一台运行中的水泵一台运行中的水泵,其压力表读数为其压力表读数为0.445(M Pa),真空表读数为真空表读数为0.05(M Pa),流量为流量为0.04(ms), 水泵吸入口水泵吸入口D1=200mm 水泵出水口水泵出水口D2=150mm, 两表高差两表高差0.32mm, 查得电压查得电压380V,电流为电流为46.5

31、A,COS是是0.8, 电机效率按电机效率按90计计, 水水泵传动方式为刚性传动。求泵传动方式为刚性传动。求:该泵的效率是多少该泵的效率是多少? ? ?该泵的吸水形式是什么该泵的吸水形式是什么水泵的扬程是多少?水泵的扬程是多少?求;求;3m3m两表的垂直距离是0.两表的垂直距离是0.cmcmkg.fkg.f是3.3是3.3压力表读数P压力表读数PMPMP是0.04是0.04真空表读数P真空表读数Pmmmm200200D Dmmmm250250D Ds si i140140一台水泵的Q一台水泵的Q4;4;单位电耗是多少?单位电耗是多少?水泵效率是多少?水泵水泵效率是多少?水泵求;求;0.90.9

32、取电机取电机动,动,水泵传动方式为弹性传水泵传动方式为弹性传A A400400电流I电流IV V380380U U0.80.8COSCOS485485Q Qm m6565其H其H运行中,运行中,65型水泵装置系统在65型水泵装置系统在一台S250一台S2503;3;2 2d da aU U压出压出吸入吸入电电h hm m3 3 作业作业1；根据离心泵的工作原理；根据离心泵的工作原理,请说明离心泵启动前为何要充水请说明离心泵启动前为何要充水?2：根据：根据QN曲线说明离心泵为何要闭闸起动？曲线说明离心泵为何要闭闸起动？5； 一台一台IS200-150-200型水泵型水泵,其铭牌上注明其铭牌上注明

33、Q=230(m3/h);扬程扬程H=14(m)；N配套配套=18.5(KW)； 水泵水泵=85% =85% ； 水泵经大修后水泵经大修后, ,测得测得其出口压力为其出口压力为0.18(M Pa),进水口压力进水口压力为为0.05(M Pa),流量为流量为0.061(ms), 进水口与出水口高差进水口与出水口高差0.2mm, 查得电压查得电压380(V),电流为电流为34(A),COS是是0.8, 电机效率按电机效率按90计计, 水水泵传动方式为弹性传动泵传动方式为弹性传动. 请检验该泵大修后请检验该泵大修后, 是否合格是否合格?6；请说明流量和扬程与比转速的关系？；请说明流量和扬程与比转速的关系？ 3 33 3输入输入轴轴有效有效有效有效s si ih hm m输出输出轴轴传动传动电电输入输入输出输出输入输入输入输入KmKmh hKWKW水泵单位电耗是434水泵单位电耗是434，% %水泵效率是45.37水泵效率是45.37: :答答KmKmh hKWKW4344340.4850.485210.62210.62Q QN NM M45.37%45.37%100%100%189.56189.568686100%100%N NN NKWKW86861000100065650.1350.1359800