农业机械-第六章灌溉机械-第一节农用水泵

第六章灌溉机械第一节农用水泵第二节喷灌系统第三节微灌系统教学目标1、了解常用灌溉系统的种类和特点2、了解水泵的构造、工作原理掌握其选用3、熟悉喷头和低滴头的构造及使用方法概述

灌溉系统类型及特点农业生产常用的灌溉系统包括地面灌溉系统、喷灌系统和微灌系统等。地面灌溉系统：利用抽水设备提水，通过渠道、畦沟输水至作物，进行灌溉的一种方法。由水源、抽水设备及渠道工程组成。有沟灌、畦灌和淹灌等多种方式沟灌在作物行间开沟，灌水时，水在沟中边流边渗的灌溉方法。畦灌在田间起土筑埂，将田块分割成许多狭长的灌水畦。把水从输水沟入畦中，水流沿畦长方向向前移边流边渗润湿土层的灌水方法。主要适用于灌溉窄行密植作物或撒播作物或蔬菜、露地花卉、苗圃和密植果树等。地面灌溉系统的特点耗水量大、能耗多、易引起土壤板结和土肥流失，但结构简单、投资少。目前，世界90%采用此法。目前我国经济实力不足，广大农村地区的技术管理水平较低，大面积推广喷灌、微灌等先进灌水技术还受到很大的限制，97%灌溉采用地面灌溉方式。在今后相当长的一段时间内，我国还仍会以地面灌溉为主。喷灌系统由水源，动力机，水泵，输配水管道（干管、支管、竖管等）及喷头等部分组成。喷灌是利用水泵加压或利用水源的自然落差，通过喷头将水喷射到空中，均匀地散成细小水滴对作物进行灌溉。淹灌在田间不做沟、不做埂，灌水时任水四处漫溢的灌溉方法。粗放和原始的方法。特点节水、高效，可调节田间小气候，预防霜冻，减少水、肥、土的流失，适应性强。但受风力影响大，在干热天气蒸发损失较大。喷灌作为先进的灌溉方式在我国发展潜力巨大。微灌系统

由水泵、过滤器、灌水器、管道、管路附件及控制元件组成。微灌是按照作物需水要求通过低压管道系统和安装在其尾部的灌水器（滴头、微喷头、滴灌带等），把水分和养分直接送到作物根部附近的土壤中，使作物根部的土壤经常保持在最佳水、肥状态的灌水方法。特点点灌水水流流量量小小，，能能较较精精确确控控制制灌灌水水量量，，省省水水、、省省时时、、省省电电、、高高效效。。按灌灌水水器器的的种种类类的的不不同同：：分分滴滴灌灌、、微微灌灌、、渗渗灌灌等等方方式式，，其其中中滴滴灌灌应应用用最最广广，，在在我我国国，，滴滴灌灌技技术术推推广广应应用用较较快快，，是是我我国国近近几几年年来来重重点点推推广广项项目目。。微微灌灌是是近近几几年年发发展展的的先先进进喷喷灌灌技技术术，，是是今今后后发发展展的的趋趋势势。灌溉系统组成灌溉系统类型型多，但组成成大致相同：：提水增压设备备（动力设备））：动力机、水泵输水管道供水部件：喷头、滴头头第一节农用水泵一、概述水泵是把动力力机的机械能能传给水，把把水送到高处处或远处。农用水泵大多多数是叶片泵泵，按其结构构原理不同，，可分为离心心泵、轴流泵泵和混流泵三三大类。常用用水泵有下列列几种：1.离心泵泵是利利用叶轮旋转转的离心力吸水、扬水的水泵。。流量小，扬扬程高，适用的流量量和扬程范围围广，应用最最普遍。单级单吸离心心泵三级离心泵立式管道泵2.轴流泵是利用叶轮旋旋转时叶片对对水的轴向推推力而工作的水泵。流量量大，扬程低低，适用于平原原河网地区的的固定灌溉。。3.混流泵既利用叶轮的的离心力又利利用叶轮的轴轴向推力扬水水的水泵。流流量和扬程介介于前两者之之间，适用于平原原和丘陵地区区。4、潜水泵是把立式电动动机和水泵装装在一起，可可以全部潜在在水中工作的的水泵。使用用方便，多用用于沟渠、池池塘地带。5、深井泵为多级单吸离离心泵，是专专用于从井中中抽水的一种种水泵。适用用于北方以井井灌为主的地地区。6、水轮泵以水轮机和离离心泵组成的的提水机械。。适用于南方方水利资源丰丰富，水陡流流急的山区。。混流泵叶轮轴流泵1．进水喇叭叭2.出出水弯管3.联轴轴器4.导导水叶5.叶轮轮二、离心泵（一）离心泵的一般般构造主要包括回转转部分和固定定部分组成。。1、回转部分分：叶轮、泵轴、、传动带轮（或或联轴器）等等。离心泵的基本本结构图所示为单级级离心泵的结结构示意图。。离心泵结构示意图（1）叶轮功用：把动力机的机机械能传递给给水，转变成成水的动能和和压力能，从而获得一一定的流量和和扬程。组成：由轮毂，叶片片，前后盖板板组成。类型：叶轮按其有无无前后盖板，，可分为封闭式（清水）、半封闭式（含杂质的水水）和开式（泥浆）三种。（1）封闭式式：叶轮两侧侧有前盖板和和后盖板，液液体从叶轮中中间入口进入入经两盖板与与叶轮片之间间的流道流向向叶轮边缘，，液体在两叶叶片间通道内内流动时无倒倒流现象。该该泵效率高，，广泛用于输输送清洁液体体。。（2）半开式式叶轮(或称称半闭式)：：吸入口一一侧无前盖板板，适于输送送含小颗粒的的溶液，输送送效率低。（3）开式：：叶轮两侧不不装盖板。叶叶片少，叶片片流道宽，适适于输送含杂杂质的液体（（浆料或含有固固体悬浮物的的液体），因因叶轮不装盖盖板，液体在叶片间间运动时易产产生倒流，故故效率较低。。前盖板叶片后盖板（2）泵轴、、传动带轮（（或联轴器））作用：将动力力机的机械能能传给叶轮。。泵轴的一端安安有叶轮，另另一端装传动动带轮（或联联轴器），中中部用轴承支支承。2、固定部分分：泵体、托架、、密封装置和和出水口等（1）泵体：：外形似蜗牛牛壳，内腔和和叶轮外缘构构成由小到大大的涡旋形流流道，用来平顺地引入水水流，将叶轮轮甩出的水汇汇集、导出，，并减慢速度度，增加水压压。蜗壳形铸件，，由进水道、、出水道和壳壳体组成，泵体上部有放放气螺孔，下下部有放水螺螺孔，内腔安装叶轮轮。（2）密封装置：用于封闭泵轴轴和泵体轴孔孔之间的间隙隙，防止漏水和和空气窜入。常用的填料密密封装置由填填料室、填料料（浸油或涂石墨墨的石棉绳）、水封环、填填料压盖构成成。3、附件底阀、吸水管管、压水管和和闸阀等组成成。（二）离心泵的工作作原理（压水和吸水水）压水过程：离心泵在动力力机带动下，，叶轮高速转转动，叶轮中中部的水被叶叶片的离心力力甩向四周，并在叶叶轮外缘沿切切线方向甩离离叶轮，沿着着泵体内的涡涡旋形流道流流动，速度降降低，压力增增大，水流便沿着出出水管压到高高处去，这就就是压水过程程。吸水过程：在压水的同时时，当叶轮中中的水被甩出出时，叶轮中中心处和进水口处便便形成一定的的真空，水源源处的水在大大气压力作用用下通过进水水管进入叶轮轮，这就是吸吸水过程。水水泵的吸水水过程和压水水过程是连续续作用的，所所以水流就源源源不断地从从低处送向高高处。（三）、水泵的性能能参数1.流量Q：水泵单单位时间内的的出水量。铭牌上所标的的流量是指水水泵在最高效效率时的流量量。2.扬程H：水泵在在理论上能够够提水的高度度，也称总扬扬程。就是水水泵铭牌上的的扬程值。是指水泵在最最高效率时的的扬水能力。。包括实际扬扬程（实际吸吸程和实际压压程）和损失失扬程。实际扬程Hj：水泵的实际际提水高度。。实际扬程是是实际吸水扬扬程Hjx与实际压水扬扬程Hjy之和。Hj=Hjx+Hjy由于吸水扬程程受大气压的的限制，一般般在2.5~8.5m之之间。损失扬程h：水流经过过管道及各种种附件时，由由于摩擦、撞撞击、绕弯等等而消耗的那那一部分扬程程。损失扬程程的大小与管管道长度、内内壁粗糙程度度、管道内径径、水流速度度以及附件的的结构形状有有关。损失扬程是吸吸水损失扬程程hx与压水损失扬扬程hy之和。h=hx+hy总扬程 H=Hj+h=Hjx+Hjy+hx+hy3.功率和和效率：轴功率N：：水泵在规定定的流量和扬扬程情况下，，电动机传递递到水泵轴上上的功率。是是选配电动机机功率的依据据。有效功率Nx：水泵传递给给水流的功率率。效率η：有效效功率与轴功功率的百分比比值。一般水水泵的效率为为60~80%，有些大大型水泵可超超过90%。。

η=Nx/N配套功功率Np：指水水泵配配套动动力机机的额额定功功率。。Np=KN/ηηc式式中：：ηc———传动动效率率，联联轴传传动取取1，，三角角胶带带传动动取0.90~0.96，平平胶带带传动动取0.90~0.98；ＫＫ———贮贮备功功率系系数，，见下下表：：水泵配配套动动力机机贮备备功率率系数数K4.转转速速：额额定转转速。。使用用时，，离心心泵的的转速速一般般不超超过额额定转转速的的5%。。转速速降低低，可可以得得到不不同的的性能能指标标，但但太低低则效效率降降低，，甚至至抽不不出水水。5.允许吸吸上真真空高高度：：表示示水泵泵的吸吸水能能力，，也是是确定定安装装高度度的依依据，，一般般为2.5-8.5m，，安装装高度度比其其小0.5-1m。。6、离心泵泵的性性能曲曲线：：当水水泵的的转速速一定定时，，如果果调节节改变变水泵泵的流流量，，则水水泵的的扬程程、轴轴功率率、效效率等等都将将随之之变化化。各各种类类型的的水泵泵通过过实验验测出出在额额定转转速条条件下下，其其扬程程、轴轴功率率、效效率等等随着着流量量变化化的关关系，，并以以曲线线形式式表示示，称称为水水泵的的性能能曲线线。Q—H曲线线：流流量增增加，，流速速增高高使泵泵内的的水力力损失失增加加，所所以扬扬程降降低。。Q—N曲线线：随随着流流量增增加，，扬程程下降降不多多，流流量与与扬程程的乘乘积仍仍然增增大，，所以以轴功功率增增大。。流量量为零零时，，轴功功率最最小。。所以以，离离心泵泵要关闭闸闸阀起起动，以减减轻起起动负负荷。。此外外，离离心水水泵在在低于额额定扬扬程的的情况况下使使用时时，应应关小小闸阀阀，减少少流量量，避避免动动力机机因超超载而而损坏坏。轴轴流流泵的的这一一曲线线正好好相反反。Q—ηη曲线线：效效率在在设计计流量量处有有峰值值。在在选用水泵时时，应应使设设计总总扬程程值和和流量量值在在Q--ηη曲线线的高高效工工作区区内，，才能能得到到较高高的工工作效效率。。流量－－扬程程曲线线（Q－H）流量－－功率率曲线线（Q－N）流量－－效率率曲线线（Q－ηη）流量－－允许许吸上上真空空高度度曲线线（Q－Hs））离心泵泵性能能曲线线轴流泵泵性能能（四））离心心泵的的选用用为满足足灌溉溉需要