水泵与水泵站(水利)

“十五”国家级规划教材

水泵及水泵站

(第四版)

主讲教师：谭燕平

电话mail：359917800@

绪论第一节水泵及水泵站在国民经济中的作用和地位一、水泵的作用

水是地球生命之源，没有水，地球上将不会有生命的存在。大家知道：水往低处流，这是自然规律，水体移动所需的能量来自天然水头（或落差）。（这种天然水为无压水）。人们在长期生活实践中因社会进步的需要，找到了获得自来水的手段。人们所用的自来水为有压的；而天然水是无压的。

其供水手段，即将天然的无压水变成有压水供给农业和工业用水及民用水，其方法有二：供水手段之一，自压－（利用水源的天然水头（落差），将水从水源引至能控制用户用水的高地水池，再通过渠道或管道送入用户。给水手段有二，机压——借助水泵（消耗燃油或电能）使水获得压能成为有压水。如：人们将地下水取出地面或直接将低处的地表水送入高地水池或水塔、以及工厂中向高压锅炉供水、冷热水的循环等都必将借助水泵才得以实现。

1、水泵是把机械能转化成流经其内部的液流的压能和动能的一种输送液体的机械。

2、水泵站是以电动机、内燃机或其他动力机械为动力机的水泵装置及其辅助设备和配套建筑物所组成的工程设施。

3、泵及水泵站的作用：泵是除电动机以外使用范围最广泛的机械，几乎没有一个国民经济部门不使用泵。泵对发展生产、保证人们的正常生活和保障人民生命财产安全具有至关重要的作用。无论是电力高压锅炉的给水、循环水、冷凝水、水力清渣、城市给水排水、采矿的坑道排水、水力采矿、施工中的基坑排水及水力施工、石油及天然气管道输送工程、石油的注水、城市地下注水，还是医疗卫生、国防建设、交通运输、化工、冶金，特别是农业的灌溉和排水，都离不开水泵站在农业方面，水泵及其排灌泵站在抗御洪涝、干旱灾害，改善农业生产条件，实现高产稳产，跨流域调水，乡镇给排水等方面起着极为重要的作用。我国幅员辽阔，而水资源却十分短缺，人均拥有水量仅为世界人均水量的1/4。由于地形和气候的影响，天然降水的时空分布很不均匀，有一半的国土处于缺水或严重缺水的状态。例如，西北高原区、华北平原井灌区和南方丘陵区，都必须用水泵提取地面水或地下水；而我国的另一部分地区，如南方和华北平原河网区，东北、华中圩垸（wéiyuàn）低洼区，又必须用水泵排水。目前，我国已建成大中小型固定泵站50多万座，总装机容量7000余万kW，机电排灌总面积近5亿亩，泵站的灌溉和排涝面积分别占全国有效灌溉面积和排涝面积的56％和21％。水泵及水泵站在保证农业增产、保证及促进国民经济各行业的发展、保证人民生命财产安全等方面发挥着愈来愈重要的作用，取得了显著的经济效益和社会效益。城市给排水系统工艺基本流程：取水泵站净水输水泵站去用水点排出污水入田入江火力发电站生产系统广州火车东站广场超大型景观瀑布

泵房内共设四台瀑布水泵。开启一台为水膜壁流，开启两台为大型水幕，开启三至四台为大型瀑布。二层水面配水采用多孔管水下出水与涌泉出水相结合，均匀布置。既使溢流堰口配水均匀，也可使水流象巨涛拍击陡壁礁崖，似自然山泉瀑布。还可在出流水面上形成1.5m高涌泉水柱与0.5m高涌泉结合的水景造型，同时又加强池水的充氧作用，防止水质腐蚀。污水处理昆明第三污水厂鼓风机房地下水补给改进工程美国加利福尼亚洲橘子城

城市供水中95%~98%是用来维持水泵的运转;一般城镇水厂中制水成本的40%~70%是水泵消耗的电费;全国水泵机组的电能消耗的占全国总电耗的21%；火电厂中各类泵和风机总耗电约占整个厂用电量的70%~80%，整个厂用电约占发电量的12%。从用电量角度看水泵站的重要地位

第二节国内外机电排灌事业发展概况一、国外机电排灌事业的发展概况

1、美国：美国西北部的哥伦比亚河大古力泵站是世界著名的提灌工程，设计流量为460m3/s，扬程94m，计划安装12台水泵，灌溉干旱高原农田625万亩。为了开发南部，联邦政府建设了中央河谷工程，加州政府建设了北水南调工程，两项工程相辅相成，共同把加州北部丰富的水资源调到南部缺水地区。北水南调工程共建有12座大型水泵，利用99台水泵将加利福尼亚北部的水抽送到洛杉矶，灌溉沿海的133万hm2农田。计划最终年调水量为52.2亿m3，干线抽水总扬程为1154m，电动机总功率178万kW，提水流量290m3/s（其中扬程为920m

以上的流量为170m3/s）。其中，埃德蒙思顿泵站设计流量为125m3/s，净扬程为587m，设计总功率82.4万kW，年耗电量约为60亿kW.h；装有14台功率为58840kW的四级立式离心泵，叶轮直径4.88m，单泵流量9m3/s，效率92.2％，转速600r/m（与电动机同），泵高9.45m，重220t；水泵与电动机直联，机组总高近20m，重420t。该工程于1951年5月提出方案论证，1965年5月确定最终方案，1971年9月正式提出实施，1984年完成最后3台机组的安装。泵站有两条出水管路，每条长2500m，前段管路直径为3860mm，后段管路直径为4280mm。加利福尼亚洲调水工程是一项宏大的跨流域调水工程，输水渠道南北绵延千余公里，纵贯加利福尼亚洲，其输水能力各渠段不同，设计最大渠段输水流量达509m3/s，为加利福尼亚洲南部经济和社会发展，生态环境的改善提供了充足的水源，使加利福尼亚洲南部成为果树蔬菜等经济作物生产出口基地，并保证了以洛杉矶为中心的1700多万人口的生活和工业等用水。还有在1970年开始运转的圣路易斯提水工程，它有两座泵站，其中一座泵站装有离心泵3台，扬程38m，单泵流量62m3/s，单机功率3x103kW；另一座泵站装有全调式混流泵3台，单泵流量为34～62m3/s，灌溉面积为364万亩。

2、日本：日本全国灌溉设备的总提水排水能力为1.1x104m3/s，其中排水流量为9400m3/s，提灌流量为1600m3/s,全国共有排灌泵站7200多座，其中，中、小型泵站占93％。例如，1973年建成的新川水系的25座泵站群中，只有新川河口是大型泵站。该站共装有6台口径为4200mm的贯流式水泵，扬程2.6m，单泵流量40m3/s，电动机功率7800kW，总排水量240m3/s，控制集雨面积42万亩，排水收益面积30万亩。该站的水泵与其他设备（还包括水位的控制及清污装置）均由中央控制室远距离操纵。另外，1975年建成的三乡排水站，装有口径为4600mm的混流泵，单泵流量为50m3/s，设计扬程为6.3m，配套动力为4560kW的柴油机。

3、荷兰：荷兰地势低平，全国约有1/2～1/3的土地在海平面以下，加之大规模围海造田和部分地区开垦沼泽地等，排水问题十分突出，因此机电提水排灌比较发达。泵站的特点是扬程低、流量大。例如，1973年在北海运河入海处修建的爱茅顿排水站，装有大型贯流式以适应水泵低速运转，最大扬程2.3m,单泵流量37.5m3/s。荷兰目前已建成的大型泵站有600多座，安装口径1.2m以上的大型水泵机组2400多台(荷兰泵的转速高，其口径1.2m相当于我国口径1.8m以上的大泵)，其泵站的数量和大泵的台数都在我国的3倍以上。在水泵设计及装置配套方面，荷兰有世界著名的水力机械实验室，可对水泵装置进行性能测试、水锤计算、模型试验等；在机械方面，广泛利用计算机，从计算机辅助选型(CAS)、计算机辅助设计（CAD）到计算机辅助制造(CAM)；从水力、结构优化设计到叶片、导叶加工的严格控制，全程使用计算机，使产品在高度先进的设计和工艺基础上制造出来。荷兰的研究机构齐全，科研力量很强，设施完善，对水泵及其进、出水流道均有比较系统的研究。

4、从泵站设备、泵站运行管理等方面来看，国外泵站工程具有以下特点：

①水泵机组综合性能好。②泵站自动化程度高。③运行管理人员少、素质好、分工严密。我国的机电排灌工程在数量上已居于世界首位，在工程规模上也已接近国外先进水平，但是，在技术水平、工程质量、工程管理以及经济效益指标等方面与国外先进水平相比，还有一定的差距。如国外十分重视高效率水泵的研制，重视整个工程的动能经济问题，重视最大限度的提高设备利用率和泵站自动化水平等等，这些都是值得我们今后进一步深入研究和学习的。第一节泵的定义和分类

一、水泵的定义水泵是一种转换能量的机械，它通过工作体的运动，把外加的能量传给被抽送的液体，使其能量增加。

电能机械能压能（势能）第一章泵的基础知识二、水泵的分类（工作原理）

(1)叶片式水泵：它是靠装有叶片的叶轮不停地高速旋转而进行能量转换的。这种泵具有效率高、成本低、结构简单、使用方便、运行可靠和适用范围广等优点。(2)容积式水泵：它是靠泵体工作室容积的改变来转换能量。

(3)其它类型水泵：除了上述两种泵之外的特殊泵。

二、水泵分类:水泵按压力分类:低压泵：压力在2MPa以下；中压泵：压力在2~6MPa；高压泵：压力在6MPa以上。各种泵的使用范围:三、叶片式水泵的分类与型号叶片式水泵是依靠叶轮的高速旋转来完成能量的转换和传递的。叶轮叶片的形状则影响着水泵对水流的作用力及水流的出流方向，根据叶轮出水的水流方向的不同可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流3种。来看一下这三种不同情况下，叶片式水泵图a,离心泵：叶轮出流方向为径向，叶轮叶片对水流的作用力为离心力。b,轴流泵：叶轮出流方向为轴向，液体质点在叶轮中流动时主要受到的是轴向升力。c,混流泵：叶轮出流方向为斜向，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。

再来认识一下这几种水泵的外形:单级单吸式离心泵

单级双吸式离心泵大型单级双吸式离心泵卧式蜗壳式混流泵轴流泵混流泵四、叶片泵的工作原理1.离心泵的工作原理：离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸水管道，然后，驱动电机，使叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水。

离心泵的工作原理2，轴流泵的工作原理空气动力学中机翼的升力理论P’BAP3，混流泵的工作原理第二节叶片泵的主要零部件本节主要介绍离心泵与轴流泵的主要部件。一、离心泵的主要零部件离心泵的部件组成主要有：叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封装置、减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡装置。1，叶轮叶轮的作用叶轮是离心泵最重要的部件，通常由盖板、叶片、轮毂等组成a,单吸式叶轮

1-前盖板；2一后盖板；3一叶片4一叶槽；5一吸入口；6—轮毂；7—泵轴b,双吸式叶轮

1-吸入口；2一轮盖；3一叶片4一轮毂；5一轴孔叶轮按其盖板情况可分封闭式叶轮、敞开式叶轮和半开式叶轮3种形式

封闭式开敞式半开敞式2、泵轴泵轴是用来支承和固定并带动叶轮旋转的，常用材料是碳素钢和不锈钢。泵轴应有足够的抗扭强度和足够的刚度，其挠度不超过允许值；工作转速不能接近产生共振现象的临界转速。3、泵壳

泵壳一般由泵盖、壳体（蜗壳）、出水接管组成泵壳的作用：1，使水流平顺地进入叶轮2，汇集叶轮甩出的流体

泵壳通常铸成蜗壳形，其过水部分要求有良好的水力条件。泵壳顶上设有充水和放气的螺孔，以便在水泵起动前用来充水及排走泵壳内的空气。泵壳的材料一般有铸铁、铸钢、不锈钢等4、泵座

泵座的作用是用来支承和固定水泵的。泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔。上述的零件中，叶轮和泵轴是离心泵中的转动部件，泵壳和泵座是离心泵中的固定部件。

轴封装置位于泵轴穿过泵壳处，作用是密封水泵的转动部件和固定部件之间的间隙，防止水泵内的高压水（单吸式离心水泵、混流泵、轴流泵）向泵外泄漏，或者是为了防止泵外的空气向泵内渗入（双吸式离心泵）破坏水泵进水口处的真空状态。轴封装置主要有两种形式：填料密封和机械密封。（1）填料密封装置也称填料盒（见构造示意图）。5、轴封装置叶轮水泵轴固定部分与转动部分的间隙

（2）机械密封也称端面密封。6、减漏环减漏环位于叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处减漏环减漏环

减漏环的作用是减少回流损失，同时承受磨损，所以也称为承磨环。由于其位于水泵叶轮的进口处，也称为口环。

7、轴承体支承水泵的转动部分（叶轮和泵轴）8、联轴器将原动机械和水泵的轴联接起来的装置原动机械与水泵之间的联接和传动方式一般有：（1）皮带传动（皮带轮、皮带）（2）联轴器传动（弹性联轴器、刚性联轴器）9、轴向力平衡装置

平衡孔1排出压力；2加装的减漏环3平衡孔；4泵壳上的减漏环二、轴流泵的主要部件第三节机电排灌常用泵的典型结构一、离心泵的典型结构型式离心泵：按吸水方式分-----单吸式与双吸式按叶轮个数分-----单级和多级1，单级单吸卧式离心泵的基本构造

单级单吸卧式离心泵1一叶轮，2一泵轴；3一键，4一泵壳，5一泵座‘6一灌水孔，7一放水孔：8一接真空表孔，9一接压力表孔，10一泄水孔，1l一填料盒，12一减漏环，13一轴承座，14—压盖调节螺栓，15—传动轮（皮带轮或联轴器）单级单吸式离心泵2，单级双吸式离心泵的构造单级双吸离心泵结构图1泵体；2泵盖；3叶轮；4泵轴；5密度封环；6轴套：7填料盒；8填料；9水封环；10压盖；11轴套螺母：12轴承体；13固定螺钉；14轴承体压盖；15滚动轴承；16联轴器；17轴承端；18挡水圈；19螺杆；20键单级双吸式离心泵3，多级泵多级泵是指一个泵轴上串装两个以上的叶轮的水泵，叶轮的个数即为水泵的级数。二、轴流泵的典型结构轴流泵主要有立式、卧式和斜式三种结构形式轴流泵的叶片的安装形式有固定式、半调节式和全调节式三种，固定式主要用于小口径的轴流泵（小于300mm）三、混流泵的典型结构混流泵根据其压水室的不同，通常可分为蜗壳式和导叶式两种。蜗壳式与单吸式离心泵相似导叶式与立式轴流似。工作原理：介于离心泵和轴流泵之间。混流泵第四节泵的基本性能参数水泵的6个性能参数：

1、流量(抽水量)——水泵在单位时间内所输送的液体数量。用字母Q表示，常用的体积流量单位是m3／h或L／s。常用的重量流量单位是t／h。2、扬程(总扬程)——水泵对单位重量(1kg)液体所作功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。用字母H表示，其单位为kg·m／kg，也可折算成被送液体的液柱高度(m)；工程中用国际压力单位帕斯卡(Pa)表示。3、轴功率——泵轴得自原动机所传递来的功率称为轴功率，以N表示。原动机为电力拖动时，轴功率单位以kw表示。有效功率——单位时间内流过水泵的液体从水泵那里得到的能量叫做有效功率，以字母Nu表示泵的有效功率为4、效率——水泵的有效功率与轴功率之比值，以η表示。

t：运行时间hη1：水泵的效率

η2：电机的效率)(10221kwhtQHW·=hhgNNu=h水泵的能量损失和效率包括以下几项：(1)容积损失与容积效率容积损失是指泵的泄漏所造成的损失。图离心泵的泄漏损失(2)机械损失与机械效率由泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间以及叶轮盖板外表面与液体之间产生的摩擦而引起的能量损失称为机械损失，可用机械效率来反映这种损失，其值一般为0.96～0.99。(3)水力损失粘性液体流经叶轮通道和蜗壳时产生的摩擦阻力以及在泵局部处因流速和方向改变引起的环流和冲击而产生的局部阻力，统称为水力损失。额定流量Q，下离心泵的水力效率一般为0.8～0.9。图11水力效率与流量的关系水泵的效率反映上述三项能量损失的总和，故又称为总效率。因此总效率为上述三个效率的乘积。

由上面的牢性分析可知，水泵的效率在某一流量(对正确设计的泵，该流量与设计流量相符合)下为最高，而小于或大于该流量时η都将降低。通常将最高效率下的流量称为额定流量。

水泵的效率与泵的类型、尺寸、制造精密程度、液体的流量和性质等有关。一般小型水泵的效率为50～70％，大型泵可高达90％。例：某水厂取水泵站，供水量Q＝8.64×104m3／d，扬程H=30m；水泵及电机的效率均为70％，则该泵站工作10h其电耗值？

5、转速——水泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动的次数来表示，以字母n表示常用单位为r／min(rpm)。在往复泵中转速通常以活塞往复的次数来表示(次／min)6.允许吸上真空高度(Hs)及气蚀余量(Hsv)

允许吸上真空高度(Hs)——指水泵在标准状况下(即水温为20℃、表面压力为一个标推大气压)运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度(即水泵吸入口的最大真空度)。单位为mH20。水泵厂一般常用Hs来反映离心泵的吸水性能。气蚀余量(Hsv)——指水泵进口处，单位重量液体所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。水泵厂一般常用气蚀余量来反映轴流泵、锅炉给水泵等的吸水性能。单位为mH20。气蚀余量在水泵样本中也有以Δh来表示的。水泵的铭牌水泵的铭牌型号:12SH-28A扬程：10m流量：684m3/h转数：1450r/min效率：78%轴功率：28kW允许吸上真空高度：4.5m总量：660kg水泵型号

水泵种类型号举例型号说明备注轴流泵半调节轴流泵900ZLB-7036ZLB-70ZLB–立式半调节轴流泵900-泵出口直径，mm70-水泵比转数为70036–泵出口直径,in全调节轴流泵1200ZLQ-100ZLQ-立式全调节轴流泵1200–泵出口直径，mm100-水泵比转数为100048ZLQ-10048-泵出口直径，in第二章叶片泵的基本理论离心泵的基本方程式是反映离心泵的扬程与离心泵叶轮中流体运动状况之间的关系的在下面的讨论中我们以离心泵为例进行分析,得到的结论对所有叶片泵都适用首先来分析一下离心泵叶轮中流体的运动情况,来看一下离心泵的抽水过程:离心泵的工作过程第一节离心泵的叶片理论1、速度矢量三角形(1)相对速度uWCCWu+=圆周速度绝对速度即:(2)速度矢量三角形(牵连速度)(3)绝对速度的切向分速度Cu和法向分速度Cr叶轮出口速度三角形

法向分速度Cr切向分速度Cu

C与u的夹角αC与W的夹角β222222cotcosbaruCuCC-==222sinaCCr=（a)后弯式(β２＜90°)（b)径向式(β２

＝

90°)（c)前弯式

(β２＞

90°)按出水角的大小离心泵叶片形状可分成三种:2、基本方程式的推导三点假定：

(1)液流是恒定流；

(2)叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同名速度相等。

(3)液流为理想液体，也即无粘滞性。

(1)质点的动量矩与动量矩定律质点的动量矩L=mV*R,则作用在质点上的所有外力对转动中心O的力矩Mo为：(2)外力矩M与功率N的关系∵W=F·S或dW=F·dS=F·Rdθ

而:M=F·R,∴

dW=M·dθMo=dLdtN=dWdt=Mdθdt=M·ω(3)叶轮中液体的动量矩与功率：取一个叶轮流槽来进行分析叶轮中液流质点动量矩的变化1、按动量矩定理可得:2、等式两边同乘以角速度ω:

Mω==ρQT(C2u·R2-C1u·R1)ω=Nh代入化简后得到:Cα2ThQTHNg=dt∑dL=dt(C2u·R2-C1u·R1)∑dm经分析最后得到:M=ρQT(C2u·R2-C1u·R1)

而:上式即为叶片泵的基本方程式()uuTCuCugH11221-=3、基本方程式的讨论（1）为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，离心泵在设计时常取α１＝90°，即Ｃ１u=0

则（2）由于

则增加转速(n)相加大轮径(D2)，可以提高水泵之扬程。gCuHuT22=6022Dnup=(3)离心泵的理论扬程与液体的容重无关但当输送不同容重的液体时，水泵的扬程相同,但水泵所消耗的功率将是不同的。4、基本方程式的修正假定1基本满足。假定2“反旋现象”。假定3有水力损耗ηh——水力效率;p——修正系数。pHHTT+=1'pHHHThTh+==1'hh5.1离心泵装置水泵装置也称抽水装置.如图所示该装置由:吸水管路系统、水泵、出水管路系统、动力设备及传动设备等组成水泵的装置效率是指整个抽水装置的效率,由水泵效率、动力机效率、传动效率、管路效率等组成。装置效率反映了整个抽水系统对能量的利用程度，是最值得关注的。5、离心泵装置的总扬程

5.2

水泵装置的总扬程1，绝对压强（力）：以没有气体存在的绝对真空状态作为压力零点2，相对压强（力）：以一个工程大气压力为压力零点3，1工程大气压力=1kg/cm2=9.8N/cm2=10mH2O4，1标准大气压力=1.033kg/cm2=10.33mH2O5，真空：当某处的绝对压力小于一个大气压力时，即认为该处存在真空。真空值Pv=Pa-P

真空度=Pv/Pa*100%（1）总扬程的表达式一:设：水泵进口断面1-1的断面比能为E1

水泵出口断面2-2的断面比能为E2则水泵的扬程：H=E2-E1代入断面比能的表达式可得：合并一下：而：

用Hd表示压力表读数换算成的水柱高度，用Hv表示真空表的读数换算成的水柱高度，则：代入到公式可得：忽略水泵进口断面和出口断面的流速水头差和两个断面间的垂直高差，则上式可以简化为：

水泵基准面吸水池自由表面出水池自由表面水泵进口断面水泵出口断面HST（2）总扬程表达式二:先来看一下水泵装置中的几个典型的断面。压水地形高度Hsd吸水地形高度Hss静扬程HST再看几个断面之间的几何高度：吸水地形高度Hss压水地形高度Hsd静扬程HsT下面进行分析：列吸水池断面与水泵进口断面的能量方程：设Z0=0，Z1=Hss-⊿Z/2,而：P0=Pa,P1-Pa=-Pv则有：也即：

同理：列水泵出口断面与出水池水面之间的能量方程可得到：将得到的HV与Hd表达式代入之前所得到下式中：化简后得到：例：水泵流量Q=120L/s，吸水管管路长度L1=20m；压水管管路长度L2=300m；吸水管径Ds=350mm，压水管径Dd=300mm；吸水水面标高58.0m；泵轴标高60.0m；水厂混合池水面标高90.0m。求水泵扬程。

注：is=0.0065,id=0.0148；吸水管的局部水头损失为1m,压水管的局部水头损失按压水管沿程损失的15%计.VD第三章叶片泵的性能曲线性能曲线：以流量为横坐标，其它性能参数（扬程、功率、效率及汽蚀余量等）为纵坐标的直角坐标系表示的水泵流量与其它性能参数之间的关系的曲线。它反映泵的基本性能的变化规律，可做为选泵和用泵的依据。各种型号离心泵的特性曲线不同，但都有共同的变化趋势。即当n=C(常数)时:H=H(Q)P=P(Q)η=η(Q)Hs=Hs(Q)/Hsv=Hsv(Q)这四条曲线就是离心泵的性能曲线性能曲线理论性能曲线基本性能曲线相对性能曲线全面性能曲线综合性能曲线通用性能曲线3.1理论性能曲线QT——泵理论流量(m3／s)。也即不考虑泵体内容积损失(如漏泄量、回流量等)的水泵流量；A2——叶轮的出口面积(m2)；由叶片泵的基本方程式：当绝对流动角α=90°的时候而:则:上式表明在理论上，离心泵的扬程和流量为线性关系。（1）当β２

<90º时：ctgβ２>0

HT随着QT的增大而减小。（2）当β２

=90º时：

ctgβ２=0

HT=A，此时水泵的扬程与流量无关，始终为一

常数。（3）当β２

>90º时：ctgβ２<0

HT随着QT的增大而增大。

叶片泵的理论功率即叶轮传递给通过叶轮的理想液体的水功率，故：

式中，当叶轮n、D及βb2一定时，

当β２

<90º（后弯式叶片的离心泵和轴流泵）时，如图3-2所示为一条开口向下的抛物线，当QT=0或

当β２

=90º（径向式叶片的离心泵）时，如图3-2所示通过坐标原点的上升斜直线；

当β２

>90º（前弯式叶片的离心泵）时，如图3-2所示是一条开口向上的抛物线；

由此可知，尽管前弯式和径向式叶轮扬程能随着流量的增加而增加，但是功率也在急剧的增加，水泵动力机及其容易过载，也不利于动力机的选型配套，因此，目前进一步论证了水泵采用后弯式叶片最合理所以对水泵而言，都是采用β２<90º。下面就β２<90º时的情况讨论一下离心泵的理论特性曲线向实际的H—Q曲线演变的过程。

当β２

<90º时，理论HT—QT曲线是一条向下的直线（如图）。（1）首先：由于在推导离心泵的基本方程式时，我们假设水泵内的水流为均匀流，而实际上流动是不均匀的，泵内存在反旋现象，这使得水泵的真正的理论扬程没有基本方程式反映的那么高，需对HT进行修正：u22g这使得HT—QT直线在H轴上的截距变小，直线从I变到II（如图）I线:HT~QTII线:HT’~QT3.2叶片泵的基本性能曲线

（2）基本方程式的另一假设是理想流体，而实际液体具有粘性，在水泵内部会产生水力损失。包括：①内摩阻损失△h1：这部分水力损失与流量（流速）的平方成正比关系，可以表示为：△h1=K1QT2

从曲线II上扣除这部分水力损失后，得到曲线IIIu22gI线:HT~QTII线:HT’~QTⅢ线△h1

②冲击损失△h2：冲击损失的大小是跟水泵的流量QT偏离设计工况下流量Q0的大小相关的，即：u22gI线:HT~QTII线:HT’~QTⅢ线⊿h1△

h2=K2（QT-Q0）2

Q0是水泵的设计流量。再从曲线III上面扣除对应流量下的这部分水力损失后，就得到了曲线Ⅳ；Ⅳ线

（3）水泵在工作过程中存在一种损失称为容积损失。容积损失△q的大小跟扬程有关，扬程越大，表示叶轮出口的压力越高，这样在水泵的高压低压区的压力差就越大，回流量也就越大，反之回流量小，因此，扬程越大，由于回流所造成的损失也就越大。这样在曲线Ⅳ上再扣除这部分由于回流而产生的损失后，就得到了曲线Ⅴu22gI线:HT~QTII线:HT’~QTⅢ线⊿h1Ⅳ线V线:H~Q曲线Ⅴ表示出了水泵的实际的H~Q曲线的形态。q~HQ~H是一条下降的曲线，扬程H变化的总趋势是随着Q的增加而降低。离心泵根据叶片安装角的不同大约分为三类：（1）较小，曲线Ⅰ，该类型的离心泵比转数ns较大，适用于扬程变化较大时，流量变化较小的场合，譬如水位变化较大的水源地取水的供水泵；（2）较大，曲线Ⅱ，该类型的离心泵比转数ns中等，适用于流量变化较大时，扬程变化较小的场合，例如自来水厂从清水池取水的供水泵；（3）大到超过某一值后，曲线Ⅲ，具有驼峰，曲线先上升后下降，而最高点K作为稳定工作与非稳定工作的分界点，要求水泵必须在K右边下降区域工作。离心泵Q~H曲线的三种型式

实测特性曲线的讨论1、水泵的性能实验2、离心泵实测性能曲线的特征3轴流泵的性能特点(1)扬程随流量的减小而剧烈增大，Q—H曲线陡降，并有转折点。(2)Q—P曲线为下降曲线。(3)Q—η曲线呈驼峰形。也即高效率工作的范围很小。轴流泵特性曲线(1)Q~H曲线：扬程H是随流量Q的增大而下降。

①.离心泵的扬程曲线如果设计不合理，会出现驼峰形，同一扬程下可能出现两个大小不同的流量，流量忽大忽小，此区域为不稳定运行区，尽量不要选择这种水泵，若老式泵站有这种水泵，一定要避开在不稳定区域内运行。

②.轴流泵的扬程曲线如果设计不合理，会出现马鞍形，同一扬程下可能出现两个甚至三个大小不同的流量，流量忽大忽小，此区域为不稳定运行区，尽量不要选择这种水泵，若老式泵站有这种水泵，一定要避开在不稳定区域内运行。实测性能曲线的分析

(2)Q~P曲线：轴功率随流量增大而缓慢增大，曲线为上升型曲线。

①.离心泵的功率曲线关死（Q=0）功率大约等于额定功率的40～60%。因此，离心泵均采用“关阀启动”的启动方式。

②.轴流泵的功率曲线关死（Q=0）功率大约等于额定功率的200%。所以，轴流泵均采用“开阀启动”的启动方式，为了避免误操作，轴流泵的抽水装置上不允许设置任何阀门。实测性能曲线的分析

(3)Q~η曲线：是一个有极大值的曲线。

①.离心泵的功率曲线工作区域较为宽广。

②.轴流泵的功率曲线工作区域较为狭窄。(4）气蚀性能曲线：曲线为下降型,设计流量之前较平缓,之后下降速度变快。①.离心泵的功率曲线离心泵只有在流量大于额定流量的情况下，才可能发生汽蚀。故一般安装在水面以上。②.轴流泵的功率曲线轴流泵在流量大于或小于额定流量时，均可能发生汽蚀。故一般安装在水面以下。实测性能曲线的分析

3.3叶片泵的相对性能曲线相对性能曲线是指将实验性能曲线变换为以额定值为基数来表示的无量纲量之间关系曲线。也就是在转速（）一定的情况下，其它性能参数的实测值与额定值之相对值（、、），与流量的实测与额定值之相对值（）之间随着比转数（）而变化的关系图。

ns越小：Q—H曲线就越平坦；其主要原因是：流量不同于设计流量时，扬程的不一致现象所引起的从生涡流或回流的强度有所不同。

Q＝0时的P值就越小。因而，比转数低的水泵，采用闭闸起动时，电动机属于轻载起动，起动电流减小；效率曲线在最高效率点两则下降得也越和缓。3.4叶片泵的通用性能曲线

一、变速通用性能曲线

在试验中改变水泵转速，重复试验，将得到多种转速下泵相应的基本性能曲线。若转速变化档次越多，图上线条将会越密集。为了便利使用，通常用等效率线代替不同转速时的效率曲线，且仅仅在图上反映不同转速下的Q~H曲线。

水泵的通用性能曲线是指多种转速(或叶片安装角、或叶轮直径)下的水泵性能曲线。

3.4叶片泵的通用性能曲线

一、变速通用性能曲线

3.4叶片泵的通用性能曲线

一、变速通用性能曲线

通用性能曲线表示的是泵在不同转速情况下的Q~H曲线，故还可用理论换算得到。水泵在仅有转速不同时其性能参数有比例率关系。3.4叶片泵的通用性能曲线

二、轴流泵变角通用性能曲线

20ZLB—70型轴流泵通用性能曲线线图1最低净扬程下的抽水装置特性曲线2设计净扬程下的抽水装置特性曲线3—最高净扬程下的抽水装置特性曲线离心泵性能曲线型谱图3.5叶片泵的综合性能曲线

第五章

叶片泵的运行工况与调节5.1水泵运行工况的确定1,工况点

水泵瞬时工况点：水泵运行时，某一瞬时的出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度等称水泵瞬时工况点。决定离心泵装置工况点的因素（1）水泵本身型号(即水泵本身的性能曲线)；（2）水泵实际转速；（3）管路系统及进出水构筑物条件。管道水头损失特性曲线0Q2.管路系统的特性曲线管路总水头损失可表示为:∑h=S1Q2+S2Q2=SQ2——称为管道水头损特性曲线

当我们通过水泵装置提升某一流量QK时，管道消耗的水头损失为hK，如图。此时，单位重量的流体从水泵获得的能量必须满足（1）克服水头损失hK;(2)使液体的位能增加HST。根据定义这就是水泵的扬程。也就是说，要通过该水泵装置提升QK流量的流体时，水泵的扬程必须为:HK=HST+hk=HST+SQK2QH0QkhkHSThkHK管道系统特性曲线H=HST+∑h管道系统特性曲线也称需要扬程曲线MKDHSTHSTQMQHQ-Σh+HSTQ-HΣh3.图解法求离心泵装置的工况点（１）直接法离心泵装置的工况点HMK1MHSTQMQHQ-ΣhQ-H（２）折引法离心泵装置的工况点Q’-H’M1HM4.离心泵装置工况点的改变

泵的工作点由两条特性曲线所决定，因而改变其中之一或者同时改变即可实现流量的调节。

(1)改变管道系统特性曲线

a,管道系统的阻力参数改变----闸阀开启度改变：闸阀调节或称节流调节

b,静扬程的改变。优点：调节流量，简便易行，可连续变化缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能量，经济上不够合理。QAAHQQBB节流调节B1A点为闸阀全开时候的工作点，称极限工作点QB是调节后的工作点，是通过关小阀门增大管路的S值，来获得的HB1而在QB流量下工作时，原来管道系统所需要的扬程为HB1，但现在水泵的扬程为HB，多出的部分即为线段BB1的长度，这就是闸阀上额外消耗掉的能量HB

（2）改变水泵的性能曲线a,通过改变水泵的转速——变速调节b,通过改变水泵叶轮的外径——变径调节c,通过改变轴流泵的叶片安装角度——变角调节5.数解法求离心泵装置的工况点从以上图解法求水泵装置的工况点可以知道:水泵的工况点就是以下两条曲线的交点:其中装置的管道系统特性曲线在装置给定后可以求出,而水泵的特性曲线是实测后描点绘制出来的,并没有一个精确的曲线方程.为了可以数解,可以有近似的曲线方程来拟合Q~H曲线。拟合Q-H曲线形式：方法(1)H——水泵的实际扬程(MPa)；Hx——水泵在Q=0时所产生的虚总扬程(MPa)；Sx——泵体内虚阻耗系数;方法(2)最小二乘法：

例1:某提水泵站一台12sh-9型离心泵装置，高效区范围附近的性能参数如表所示，进水池水位为102m，出水池水位为122m，进水管阻力参数为8.51s2/m5，出水管阻力参数为62.21s2/m5，求水泵的工作参数流量Q(L/s)150175200225250275扬程H(m)24.323.822.521.018.815.8功率P(kw)525354.254.95554.8效率η(%)68.877.181.584.483.877.8

例2:某离心泵装置，其进出水管路直径为200mm，管路全长为280m，局部水头损失为沿程水头损失的25%，该装置的净扬程测得为30m，管路糙率为0.013，试计算其运行流量为150m3/h时的该泵工作扬程。6水泵并联及串联运行工况水泵并联工作：(1)增加供水量；(2)通过开停水泵的台数调节泵站的流量和扬程，以达到节能和安全供水；(3)水泵并联扬水提高泵站运行调度的灵活性和供水的可靠性。一、

并联工作的图解法

1、并联特性曲线：两台(或多台)泵并联后的总和流量，等于某场程下各台泵流量之和。（同扬程下流量叠加原理）Q0H该曲线称并联特性曲线2、同型号、同水位的两台水泵的并联工作(Q-H)1+2QHQ-ΣHM(Q-H)1,2Q1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’步骤：(1)绘制两台水泵并联后的总和(Q-H)l+2曲线(2)绘制管道系统特性曲线,求并联工况点M。(3)求每台泵的工况点NQ(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-ΣHMQ1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’结论：(1)N’＞N1,2，因此，在选配电动机时，要根据各泵单独工作的功率来配套。(2)Q’＞Q1,2，2Q’＞Q1+2，即两台泵并联工作时，其流量不能比单泵工作时成倍增加。Q(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-ΣHMQ1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’5台同型号水泵并联多台同型号泵并联时:注意：

(1)如果所选的水泵是以经常单独运行为主的，那么，并联工作时，要考虑到各单泵的流量是会减少的，扬程是会提高的。

(2)如果选泵时是着眼于各泵经常并联运行的，则应注意到，各泵单独运行时，相应的流量将会增大，轴功率也会增大。

Q-ΣhB0Q-ΣhA0HSTHQ0ABCoIIIIⅡQ-HST+Σhoc3、不同型号的2台水泵在相同水位下的并联工作步骤：(1)绘制两台水泵的(Q-H)Ⅱ、(Q-H)Ⅰ曲线(2)绘制两台水泵折引至O点的(Q-H)’Ⅰ＋Ⅱ曲线(3)绘制OC段管道系统特性曲线,求并联工况点E(4)求每台泵的工况点

4、如果两台同型号并联工作的水泵，其中一台为调速泵，另一台是定速泵。

在调速运行中可能会遇到两类问题：

(1)调速泵的转速n1与定速泵的转速n2均为已知，试求二台并联运行时的工况点。其工况点的求解可按不同型号的2台水泵在相同水位下的并联工作所述求得。

(2)只知道调速后两台泵的总供水量为QP(HP为未知值)，试求调运泵的转速n1值(即求调速值)。如下图:假定I号为调速泵,II号为定速泵.两台水泵型相同.定速泵转速为n时的性能曲线已知

Q-ΣhB0Q-ΣhA0HSTHQ0ABCoIIIⅡQ-HST+ΣhocQp●●QⅡHⅡ●QI一定一调:5、一台水泵向两个并联工作的高地水池输水（1）水泵向两个高地水池输水（2）水泵与高水池D并联工作，共同向低水池C输水二、

水泵串联工作各水泵串联工作时，其总和（Q-H）性能曲线等于同一流量下扬程的叠加。

注：多级泵，实质上就是n级水泵的串联运行。随着水泵制造工艺的提高，目前生产的各种型号水泵的扬程，基本上已能满足给水徘水工程的要求，所以，一般水厂中已很少采用串联工作的形式。

例:在图示装置中,I号与II号泵为同型号水泵,I号定速运行,II号泵可调速运行,水泵的额定转速n=970r/min,此时,其性能曲线可表示为

H=Hx-SxQ2(Hx=76.25m,Sx=100S2/m5)

设SAC=10S2/m5,SBC=10S2/m5,SCD=5S2/m5,HST=40m,若要求总供水量QCD=1.2m3/s,II号泵的转速应为多少?Q-ΣhB0Q-ΣhA0HSTHQ0ABCoIIIⅡQ-HST+ΣhocQp●●QⅡHⅡ5.2水泵装置的调速运行工况一.叶轮相似定律几何相似：两个叶轮主要过流部分一切相对应的尺寸成一定比例，所有的对应角相等。b2、b2m

——实际泵与模型泵叶轮的出口宽度；D2、D2m——实际泵与模型泵叶轮的外径；

——性线比例常数。

运动相似的条件是：两叶轮对应点上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相应点上水流的速度三角形相似。在几何相似的前题下，运动相似就是工况相似。叶轮相似定律有三个方面：1、第一相似定律——确定两台在相似工况下运行水泵的流量之间的关系。2、第二相似定律——确定两台在相似工况下运行水泵的扬程之间的关系。3、第三相似定律——确定两台在相似工况下运行水泵的轴功率之间的关系。二、相似定律的特例——比例律把相似定律应用于以不同转速运行的同一台叶片泵，则可得到比例律：

1、比例律应用的图解方法(1)已知水泵nl时的(Q—H)l曲线，试用比例律翻画转速为n2时的(Q—H)2

曲线。(2)已知水泵转速为nl时的(Q—H)l曲线，但所需的工况点，并不在该特性曲线上，而在坐标点A2(Q2，H2)处。现问；如果需要水泵在A2点工作，其转速n2应是多少?(1)在(Q—H)l线上任取a、b、c、d、e、f点；利用比例律求(Q—H)2上的a’、b’、c’、d’、e’、f’……作(Q—H)2曲线。同理可求(Q—N)2曲线。QHQ-Habdcef（Q-H）2问题(2)：求“相似工况抛物线”求A点：相似工况抛物线与(Q—H)l线的交点。求n2A1QHQ-HA2求n2时的效率(Q—η)2曲线。在利用比例律时，认为相似工况下对应点的效率是相等的，将已知图中a、b、b、d等点的效率点平移即可。QHQ-Habdcef（Q-H）2定速运行与高速运行比较：泵站调速运行的优点表现于(1)省电耗(即N’B2＜NB2)。(2)保持管网等压供水(即HST基本不变)2、比例律应用的数解方法(1)(2)222122)(QSHnnHxx-=

例:已知水泵的转速n1=950r/min，其Q～H曲线高效段方程H=45.833－4583.333Q2，管道系统特性曲线方程为H=10+17500Q2（H以m计，Q以m3/s）。试求（1）水泵装置的工况点；（2）当所需水泵的流量为Q=0.028m3/s，求水泵转速n2

值三、相似准数—比转数(ns)１、模型泵：在最高效率下，当有效功率Nu＝735.5W(1HP)，扬程Hm＝1m，流量m3／s。这时该模型泵的转数，就叫做与它相似的实际泵的比转数ns

。将模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入注：(1)Q和H是指水泵最高效率时的流量和扬程，也即水泵的设计工况点。

(2)比转数ns是根据所抽升液体的容重γ＝1000kg／m3时得出的。

(3)Q和H是指单吸、单级泵的流量和扬程。

(4)比转数不是无因次数，它的单位是“r／min”。

ns与水泵相似性的关系:比转数相等是水泵相似的必要条件。例:一台sh型泵，已知其设计流量为45L/s，设计扬程为78m，额定转速为1450r/min，试计算其比转数

2、对比转数的讨论

(1)比转数(ns)反映实际水泵的主要性能。当转速n一定时，ns越大，水泵的流量越大，扬程越低。

ns越小，水泵的流量越小，扬程越高。(2)叶片泵叶轮的形状、尺寸、性能和效率都随比转数而变的。用比转数ns可对叶片泵进行分类。要形成不同比转数ns，在构造上可改变叶轮的外径(D2)和减小内径(D0)与叶槽宽度(b2)。四、调速途径及调速范围1、调速途径

(1)电机转速不变，通过中间偶合器以达到改变转速的目的。采用液力偶合器对叶片泵机组可进行无级调运，可以大量节约电能，并可使电动机空载(或轻载)启动，热能损耗多。

(2)电机本身的转速可变。改变电机定子电压调速，改变电机定子极数调速，改变电机转子电阻调速，串级调速以及变频调速等多种。2、在确定水泵调速范围时，应注意如下几点：(1)调速水泵安全运行的前提是调速后的转速不能与其临界转速重合、接近或成倍数。(2)水泵的调速一般不轻易地调高转速。(3)合理配置调速泵与定速泵台数的比例。(4)水泵调速的合理范围应使调速泵与定速泵均能运行于各自的高效段内。5.3离心泵装置换轮运行工况

一、切削律注意：切削律是建于大量试验资料的基础上。如果叶轮的切削量控制在一定限度内时，则切削前后水泵相应的效率可视为不变。此切削限量与水泵的比转数有关。二、切削律的应用

1、切削律应用的两类问题

(1)已知叶轮的切削量，求切削前后水泵特性曲线的变化。

(2)已知要水泵在B点工作，流量为QB，扬程为HB，B点位于该泵的(Q-H)曲线的下方。现使用切削方法，使水泵的新持性曲线通过B点，要求：切削后的叶轮直径D’2

是多少?需要切削百分之几?是否超过切削限量?

(1)解决这一类问题的方法归纳为“选点、计算、立点、连线”四个步骤。QHQ-H124356Q’-H’Q-NQ’-N’Q-ηQ’-η’0(2)求“切削抛物线”求A点坐标：切削抛物线与(Q—H)

线的交点。求D’2：切削量百分数AQHQ-HB2、应用切削律注意点(1)切削限量(2)对于不同构造的叶轮切削时，应采取不同的方式。

(3)沿叶片弧面在一定的长度内铿掉一层，则可改善叶轮的工作性能。

(4)叶轮切削使水泵的使用范围扩大。水泵的高效率方框图例:水泵装置如图所示，水泵流量为Q=0.3m3/s，输水管及吸水管管径均为300mm，全长为300m，管道摩阻系数为λ=0.028，局部阻力系数之和为Σζ=12，抽送清水γ=9810N/m3，水泵的效率η=70％，其他标注见图。试计算水泵扬程Ｈ及轴功率Ｎ。例:某给水设施装置如图所示，已知水泵型号为14SA-10，其性能曲线方程为：H=76.25-100Q2，管道阻力系数SAB=180S2/m5

，SBC=100S2/m5

，(1)当水泵与密闭压力水箱同时向管道上B点的处的楼房供水时，B点的实际水压为20m水头，问B点出流流量为多少(2)当水泵向密闭压力水箱输水时，B点处楼房的用水量为40L/S，问水泵的流量及扬程为多少？输入水箱的流量又是多少？例:在图示装置中,I号与II号泵为同型号水泵,I号定速运行,II号泵可调速运行,水泵的额定转速n=970r/min,此时,其性能曲线可表示为H=76.25-100Q2,设SAC=10S2/m5,SBC=10S2/m5,SCD=5S2/m5,HST=40m,若要求总供水量QCD=1.2m3/s,II号泵的转速应为多少?

水泵吸水性能一、

吸水管中压力的变化及计算

gWgvChgvHppssska22)2(20212021lgg+-+++=-å(2)克服吸水管中水头损失；åsh(1)把液体提升Hss高度(3)流速水头(4)产生流速水头差值(5)供应叶片背面足点压力下降值gapgkp吸水池水面上的压头和泵壳内最低压头之差用来支付：:表示吸水井中能量余裕值;:是泵壳进口外部的压力下降值;:反映了泵壳进口内部的压力下降值，此值中是叶轮进口和进口附近叶片背面(背水面)的压头差，通常不小于3m,由水泵的构造和工况而定的。二、气穴和气蚀

1、气穴现象：当叶轮进口低压区的压力Pk≤Pva

时，水就大量汽化，同时，原先溶解在水里的气体也自动逸出，出现“冷沸”现象，形成的汽泡中充满蒸汽和逸出的气体。汽泡随水流带入叶轮中压力升高的区域时，汽泡突然被四周水压压破，水流因惯性以高速冲向汽泡中心，在汽泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象，其瞬间的局部压力，可以达到几十兆帕。此时，可以听到汽泡冲破时炸裂的噪音，这种现象称为气穴现象。2、气蚀

(1)气蚀现象：一般气穴区域发生在叶片进口的壁面，金属表面承受着局部水锤作用，经过一段时期后，金属就产生疲劳，金属表面开始呈蜂窝状，随之，应力更加集中，叶片出现裂缝和剥落。在这同时，由于水和蜂窝表面间歇接触之下，蜂窝的侧壁与底之间产生电位差，引起电化腐蚀，使裂缝加宽，最后，几条裂缝互相贯穿，达到完全蚀坏的程度。水泵叶轮进口端产生的这种效应称为“气蚀”。(2)气蚀两个阶段：气蚀第一阶段，表现在水泵外部的是轻微噪音、振动和水泵扬程、功率开始有些下降。气蚀第二阶段，气穴区就会突然扩大，这时，水泵的H、N、η就将到达临界值而急剧下降，最后终于停止出水。(3)气蚀的危害水泵性能恶化甚至停止出水；水泵过流部件发生破坏；产生噪音和振动；

(4)气蚀影响对不同类型的水泵不同ns较高ns较低三、

水泵最大安装高度

1、水泵最大安装高度å--=sssshgvHH2212、允许吸上真空高度Hs(1)水泵铭牌或样本中，对于各种水泵都给定了一个允许吸上真空高度Hs，此Hs即为Hv的最大极限值。在实用中，水泵的Hv超过样本规定的Hs值时，就意味着水泵将会遭受气蚀。水泵厂一般在样本中，用Q-Hs曲线来表示该水泵的吸水性能。此曲线是在大气压为l0.33mH20，水温为20℃时，由专门的气蚀试验求得的。它是该水泵吸水性能的一条限度曲线。

Hs与当地大气压(Pa)及抽升水的温度(t)有关:

当地大气压越低，水泵的Hs

值就将越小水温越高，水泵的Hs值也将越小。(2)水泵厂所给定的Hs值修正：H’s——修正后采用的允许吸上真空高度(m)HS——水泵厂给定的允许吸上真空高度(m)ha——安装地点的大气压(即)(mH20)；hav——实际水温下的饱和蒸汽压力(表2—8)。)24.0()33.10('----=vaasshhHH四、气蚀余量(NPSH)

对轴流泵、热水锅炉给水泵等，其安装高度通常是负值，叶轮常须安在最低水面下，对于这类泵常采用“气蚀余量”这名称来衡量它们的吸水性能。

由气蚀基本方程式：而：Hv=Ha—P1/γ代入上式中，并化简后就可以得到：P1γ+V122g—Hva=Co22g+λWo22gCo2-V122gWo22gHa-Hva=Hv++λ

式子左边表示在水泵进口处，单位重量流体所具有的超过工作温度下液体饱和蒸汽压力的能量，是保证水泵不产生气蚀时，在水泵进口处流体所具有的全部可利用的能量，称为总气蚀余量。式子的右边代表了水泵在某一工况下的总动能增量，它需要用总气蚀余量来提供。代表了水泵在某一工况下所必须的气蚀余量，这个值可以通过气蚀实验测出水泵在发生气蚀的临界点时的总气蚀余量来等效的代替。也即刚发生气蚀时，总气蚀余量和必须的气蚀余量是相等的。P1γ+V122g—Hva=Co22g+λWo22g

水泵样本中给出的气蚀余量是水泵的必要气蚀余量，它比上式右边表示的值略大（出于安全的考虑）在实际工作中（设计中），需要保证水泵的实际的总气蚀余量大于样本中给出的必要气蚀余量，水泵才不会发生气蚀即：P1γ+V122g—Hva=HSV而P1/γ=H