泵与泵站第九讲.

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1、第九讲 第三章 其它水泵及风机 31 射流泵 32 气升泵 33 往复泵 34 螺旋泵 35 水环式真空泵 36 插 桶 泵 37 离心风机与轴流风机 第三章.其它水泵与风机 31射流泵（也称水射器） 给排水工程中常用的一种泵，可抽水，也可抽气。 基本构造 一、工作原理： 负压的产生：据伯努力能量方程 当V2很大时，P2就变的非常小 而形成负压。 在大气压的作用下，低位水被 抽上来与其混合抽走。 射流泵参数： 流量比（引射系数）： Q1工作流体流量（m3/S） Q2被抽流体流量（m3/S） 压头比： H1喷咀前工作流体具有的比能（mH20） H2射流泵出口液体具有的比能（ mH20 ） H2是

2、射流泵的扬程 H1-H2射流泵的工作压力。 断面比: F1喷咀的断面积。（m2） F2混合段的断面积。（m2） 二、射流泵的计算： 我们在设计射流泵时，常采用最佳效率参数法 ，通过实验，找出最高效率（30%左右）时， m三者之间的参数关系。列表（表3-1）， 设计时，直接应用此表： 解： 查表.用差分法，求得流量比： =1.12；断面比：m=0.23 。 工作液体流量：Q1 喷咀面积： 管咀计算公式： 喷咀流量系数，取 =0.95 F1喷咀断面积（m2） F1=0.000186m2=186mm2 混合管断面积： 喷咀与混合管的间距： L 实验资料：合适范围L=（12）d 取L=1630mm 混

3、合管型式及长度L2 实验资料：合适范围L2=（67）d2 L2= 6d2=632=192mm 扩散管长L3及扩散管圆锥角 实验： =80100 取 =80； d3用DN70mm管道，d3=67mm 喷嘴长度：L1 实验资料：收缩圆锥角不大于400，喷咀的另一端与 压力管相连。 由Q1=4.5L/S（由经济流速，1.22.0m/s） 定压力管的管径为50mm。 射流泵效率： 吸入室构造：吸水口在喷口的后方。 吸入水的流速不能太大。 吸入室的真空值Hs7mH20 三、射流泵的优缺点： 1、优点：构造简单、尺寸小、重量轻、价格便宜 ；便于加工制造；无运动元件，吸水口露出水面后 断流无危险；可抽升污泥

4、或其它固液两相流；可以 与离心泵 联合从深井中取水。 2、缺点：效率太低30%左右。 四、射流泵的应用： 作离心泵的抽气引水装置。（多用真空泵） 水厂中可用来抽吸液氯或矾液。 在地下水除铁中作为曝气充氧设备。 污泥消化池中：搅拌污泥和污泥混合泵。 污水处理中的曝气，气浮法中的加气设备。 与离心泵联合工作增加 离心泵的吸水高度。 在工程中，用于井点降 低地下水位。 32 气升泵 气升泵又名空气扬水机。 它是以压缩空气为动力来升 水、升液或提升矿浆的一种 气举装置。 基本构造： 1、扬水管；2、 输气管；3、喷嘴；4、气水 分离箱。等部件组成。 特点：构造简单，在现场可 以利用管材就地装配。 一、

5、工作原理 图示：为一个装置气升泵的钻井 示意。地下水的静水位为00， 来自空气压缩机的压缩空气由输 气管2经喷嘴3输入扬水管1； 于是，在扬水管中形成了空气和 水的水气乳状气水混合液，比重 变小，所以，沿扬水管而上涌； 流入气水分离箱4，在该箱中， 水气乳状液以一定的速度撞在伞 形钟罩7上，由于冲击而达到了 水气分离的效果； 分离出来的空气经气水分离箱顶部的排气孔5逸出 ，落下的水则借重力流出，由管道引入清水池中。 水气乳液的比重小于水（一般上升的水气乳液比重 为0.150 .25左右），比重小的液体的液面高， 在高度为h1的水柱压力作用下，根据液体平衡的条 件，水气乳液上升至h的高度，如下式

6、： （31） 式中: W水的容重（kgm3 ）； m扬水管内水气乳液的容重（kgm3）； h1井内动水位至喷嘴的距离，称为喷嘴淹没 深度（m）； h提升高度（m）。 只要 时，水气 乳液就能沿扬水管上升至管口而 溢出，气升泵就能正常工作。 将（31）式移项可得： （32） 在设计时，要求 ： 其差值：就是设计流量下的 各种水头损失之和。 实验数据，和设计内容。有 兴趣的自学。 优点：井孔内无运动部件，构造简单，工 作可靠。 缺点：效率很低。 工程应用：用于井孔抽水（钻孔水文地质 的抽水试验，）；可用于提升泥浆、矿浆 、卤液等；石油部门的“气举采油”； 矿山中井巷排水等。 气升泵的应用常具有独特

7、之处。 33往复泵 属于容积式泵又称：活塞泵、柱塞 塞、往复泵。 构造：泵缸、活塞（或柱塞）、吸水阀 、压水阀。 一、工作原理： 利用泵缸的容积的改变作抽吸和压出的 动作。完成其能量的传递。 特点：有间歇。 活塞行程长度S也称为冲程。（往复一 次两冲程） 1.单动往复泵理论流量：QT （不考虑渗漏） F柱塞断面（） n柱塞每分钟往复次数（次/min） S冲程（m）长度 实际泵流量Q： 由于泵的压吸水阀有迟缓现象。（回流 一部分） 柱塞、填料盒不严有漏气，所以QQT 用容积效率v表示： Q=vQT(m3/s) v=（8595）% 2.出水管的流量： 单动往复泵：断续出水，并有水锤现象 。 为了改

8、变流量：双 动往复泵或三动往 复泵。双动往复泵 交替工作。 双动泵： 双动泵： QT=（2F-f）Sn(m3/min) f活塞杆的截面积f对流量的影响。 三动泵：将三台单动泵至成1200，用一根曲 轴连接起来。曲轴每转一圈，三台泵各进行 一吸和排出液体。使流量变化比较均匀。 管道内由于流量的不均匀，使管内的压力 做同期性变化，为了使管内流量压力更趋 于均匀，可在压水管上装空气室（密闭的 ，可承一定压力）借助容器内气体的可压 缩性来缓冲管中的压力升降。 3.扬程：与流量无关，（靠机械能以静压 形式传给液体）是根据所需扬程来定电动 机。 H=HST+h（mH20） h吸、压管路的沿程及局部水头损失

9、和 流速水头。 4.特性曲线：理论 上讲扬程与流量无 关，应是平行于纵 座标H轴的直线， 但有泄漏，并且扬 程增大，电动机的 转数有少量减少， 因此流量有所减小 。 二、性能特点及应用 1. 性能特点： 扬程：是由管路所需压力，原动机功率及 缸体机械强度所决定。理论上可很高。 流量：是由缸体容积和原动机提供的机械 传动频率所决定。 开闸启动：闭闸启动会造成泵及原动机的 损坏。 流量调节困难，可分流调节流量，不可闸 阀调节。 可输运粘度随温度变化的液体，因为流量 与排出压力无关。 泵自吸能力强：因为容积变化，理论 上其负压力可达到100%的真空。但吸 水头太大，活塞与泵缸有干磨现象，所 以还是应

10、加装底阀。 出水不均匀，管路有振动和冲击。 2. 应用：适用于要求压力大的（如锅 炉给水），粘度大的液体，要求自吸能 力高的，流量计准确的场合。 三、往复泵与离心泵的比较： 往复泵与离心泵比较 项目 往复泵离心泵 流量 较小，一般不超过 200300m3h 很大 扬程很高 较低 转数(往复次数)低,一般小于 400次min很高，常用为3000rmin 效率较低较高 流量调节及计量 不易调节，流量一般为恒定 值，可计量 流量调节容易，范围广 ，要用专门仪 表计量 适宜输送液体介 质 允许粘度大液体、不宜含颗 粒液体。 不宜输送粘度较大液体， 但可以输送污水等 流量均匀不均匀基本均匀，脉动小 结构

11、较复杂，零件多 简单，零件少 体积、重量体积大，重量大体积小，重量轻 自吸能力 能自吸 一般不能自吸，需灌泵 操作管理 操作管理不便操作管理较方便 造价 较高 较低 3-4 螺旋泵 主要用于提升污水或污泥用泵。 也称阿基米德螺旋泵，基本构造： 一、工作原理： 由螺旋叶片的螺 旋将水由低处倦 提升到高位。 转速：一般在20 90r/min,十分 缓慢。 二、螺旋泵装置： 1.电机 2.变速装置 3.泵轴 4. 螺旋叶片 5.轴承座 6.泵外壳 当水位达到泵轴上边缘F时，为泵流量最高值 ，过高，流量不增加，一部分螺旋叶在水下 ，起搅拌作用而耗能。效率下降。 一、工艺参数： 1.扬程：H 螺旋泵扬程

12、不高，一般为36m。因为高扬 程要求泵轴长，挠度难控制，制造成本提高 。 2.倾角： 泵轴与水平面夹角。 大 流量小，扬程大。 小 扬程小，流量大。 3.泵壳与叶片间隙： 水由间隙回流 漏失率 间隙小，制造精度高，螺叶与壳可能磨损。 4.转速 ： n 螺叶外缘线速度不可过大，水被离心力作用 甩出泵，造成水滴飞溅。外径大转速宜小。 D4000mm 时， 转速约20r/min 5.泵直径： D 泵直径决定着盛水空间。 直径大，盛水空间大，效率大，反之则 小。泵直径与轴径之比 2 ：1为宜，轴 径小，由于离心力作用。使泵产生振动 磨损等。 6.螺距 ： s 相邻两螺叶的间距。 螺旋导程，同一旋叶，转

13、3600时的间距 。 Z螺旋头数叶片数 大型泵z=1，中型泵z=12， 小型泵z=24 泵直径 D与螺距S之比最佳值为1。 7.流量： d泵轴直径（m） D水泵叶轮外径（m） S螺距（m） n转速（r/min） 叶片的扬水断面率（或体积比） 8.轴功率： 四、螺旋泵的优缺点： 1. 优点：流量大，省电。 吸水水位自由度大，不必有静水压差，自行调节出水量 ，水头损失小。 泵站设置简单。(也直接装在下水道内)。 可提升固体杂物（泵前可不设格栅）。 结构简单，易制造，磨损小，易维修。 流速慢，对活性污泥绒絮破坏较小。 2.缺点： 扬程小，不超68m,使用受限。 流量与进水水位有关。(不适合水位变化大

14、的场合) 泵斜装，占地较大。 流量不平稳，出水振荡。 35 水环式真空泵 水环式真空泵可供抽吸空气或其他无腐蚀性 、不溶于水、不含固体颗粒的气体的一种流 体机械。 广泛用于机械、石油、化工、制药、食品等 工业及其他领域。特别适合于大型泵引水用 。 （一） 构造：泵体、 泵盖组成圆形工作室， 工作室内偏心地装置一 个有呈放射状均匀分布 的多叶片叶轮。 如图 3 一 16 所示。由 星状叶轮 1 ，进气口 3 ，排气口 4 和水环 2 等组成。叶轮偏心安装 于泵壳内。工作时要不 断充入一定量的循环水 ，以保证真空泵工作。 工作原理： 启动前，泵内灌入一定量的 水，叶轮旋转时产生离心力 ，在离心力的

15、作用下将水甩 向四周而形成一个旋转的水 环 2 ；水环上部的内表面与叶 轮壳相切，沿顺时针方向旋转 的叶轮，在图中右半部的过程 中，水环的内表面渐渐离开轮 壳，各叶片间形成的体积递增 ，压力随之降低，空气从进气 口吸入；在图中左半部的过程 中，水环的内表面渐渐又靠近 轮壳，各叶片间形成的体积减 小，压力随之升高，将吸入的 空气经排气口排出。叶轮不断 旋转，真空泵不断地吸气和排 气。 （二） 水环式真空泵的性能 泵站中常用的水环式真空泵：SZ 型、 SZB 型和 SZZ型。 其符号的意义： S-水环式； Z -真空泵； B-悬臂式 。 SZZ型泵特点：电机与真空泵直联、泵体积小、重 量轻、价格低。 （三）水环式真空泵的选用： 用于离心泵引水时：选择的依据根据泵和吸 水管所需的抽气量和真空值的大小而定。 抽气量按下式计算： ( 3 一 17 ) 式中：Qv 真空泵抽气量（m3min ) ; K漏气系数，一般取 1.05 一 1.10 ; VP 泵站中最大一台泵泵壳容积（ m3 ）