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1、泵与泵站知识点第三节 泵及泵站的发展趋 1、大型化、大容量化特别是取水水泵和排水水泵2、高扬程、高转速，单级扬程已经达到1000m。3、系列化、通用化和标准化按照通用标准 第二章 叶片式泵2.1离心泵的工作原理：当一个敞口圆筒绕中心轴作等角速旋转时，圆筒内的水面便成抛物线上升的旋转凹面，圆通半径越大，转的越快时，液体沿圆筒壁上升的高度就越大。将电动机高速旋转的机械能转化为被抽升液体的动能和势能。2.2离心泵的组成主要有：叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封装置、减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡装置叶轮叶轮一般分为单吸式叶轮与双吸式两种叶轮按其盖板情况又可分为封闭式叶轮（效率高，但要求输送的介质较清洁
2、），敞开式叶轮（效率低，适宜输送含有较大颗粒杂质的液体）和半开式叶轮（适宜输送含有杂质的液体）三种形式。泵壳离心泵的泵壳通常铸成蜗壳形轴封装置1. 填料密封: 泵采用填料密封时，填料环的位置安放要正确，填料的松紧程度必须适当，以液体能一滴一滴渗出为宜。2. 机械密封：分为非平衡型（不宜在高压下使用） 平衡型（可用于高压下）减漏环单环型 双环型 双环迷宫性轴承座轴承座分为滚动轴承和滑动轴承滚动轴承按荷载大小分为滚珠轴承和滚柱轴承（荷载大时采用） 依荷载性质分为径向式轴承（只承受径向荷载）和止推式轴承（只承受轴向荷载） 径向止推式轴承（承受径向和轴向荷载）联轴器电动机的出力是通过联轴器来传递给泵的
3、。 联轴器有刚性和挠性两种。轴向力平衡措施轴向力平衡措施只有单吸式离心泵才存在轴向力平衡措施，因其叶轮缺乏对称性，叶轮两侧作用的压力不相等，一般采用在叶轮的后盖板上钻开平衡孔，并在后盖板上加装减漏环。2.3 叶片泵的基本性能参数1. 有效功率：单位时间内流体从泵中所获得的总能量。Ne，它等于重量流量和扬程的乘积：NeQHQP2. 轴功率N：原动机传递到泵轴上的输入功率3. 转速n 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rmin。在往复泵中转速通常以活塞往复的次数来表示(次nlin)4. 效率 被输送的流体实际所得到的功率比原动机传递给泵轴端的功率要小，它们的比
4、值称为泵效率5. 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。6. 汽蚀现象：水泵运行时，由于某些原因而使泵内局部位置的压力降低到水的饱和汽化压力时，水产生汽化，并产生大量汽泡。从水中离析出来的大量汽泡随着水流向前运动，达到高压区时受到周围液体的挤压而溃灭，气泡又重新凝结成水，气泡破灭时，水流质点从四周以高速向气泡中心冲击，产生强烈的局部水锤。这种现象就是水泵的汽蚀现象。 7. 气蚀余量(Hsv)指水泵进口处，单位重量液体所具有
5、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h来表示的。2.4离心泵的基本方程离心泵的理论扬程与液体的容重即密度无关但当输送不同容重的液体时，水泵所消耗的功率将是不同的。水泵的扬程由两部分能量组成，一部分为势扬程(H1)，另一部分为动扬程(H2)，它在流出叶轮时，以比动能的形式出现。2.5离心泵装置的总扬程2.6离心泵的特性曲线离心泵的理论特性曲线没有考虑 1.叶槽中液流不均匀的影响2.泵内部的水头损失即 摩阻损失和冲击损失（1）扬程H是随流量Q的增大而下降(2)水泵的高效段：在一定转速下，离心泵存在一最高
6、效率点，称为设计点。该水泵经济工作点左右的一定范围内(一般不低于最高效率点的10左右)都是属于效率较高的区段，在水泵样本中，用两条波形线“ ”标出。(3)轴功率随流量增大而增大，流量为零时轴功率最小。(“闭闸启动”)(4)在QH曲线上各点的纵坐标，表示水泵在各不同流量Q时的轴功率值。 电机配套功率的选择应比水泵轴率稍大。 (5) 水泵的实际吸水真空值必须小于QHS曲线上的相应值，否则，水泵将会产生气蚀现象。(6) 水泵所输送液体的粘度越大，泵体内部的能量损失愈大，水泵的扬程(H)和流量(Q)都要减小，效率要下降，而轴功率却增大，也即水泵特性曲线将发生改变。2.7离心泵装置定速运行工况工况点 水
7、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；（2）水泵实际转速；（3）管路系统及边界条件。0Q 管路系统的特性曲线离心泵装置工况点的改变(1)自动调节 (2)人工调节 ： 调节阀门；调节转速； 调节叶轮；水泵的联合运行 2.8离心泵装置调速运行工况1.叶轮相似定律：凡是两台泵能满足几何相似和运动相似的条件，称为工况相似泵。n 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
8、确定两台在相似工况下运行水泵的轴功率之间的关系。2.8.2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)已知水泵转速为nl时的(QH)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? 求“相似工况抛物线” A1QHQ-HA2求A点：相似工况抛物线与(QH)l线的交点。求n2 2、 比例律应用的数解方法2.8.相似准数比转数(ns)比转数：当模型泵在上最高效率下，当有效功率等于735.5W，扬程等于1M，流量等于0.075M3/S，这时该模型泵的转数就叫做与他相似的实际泵的比转
9、数。当流速一定时，比转数越大，流量越大，扬程越低。几何相似的泵在相似工况下运行时，其比转数相等，但同一台水泵在不同工况下运行时，其比转数并不相等。离心泵高扬程低流量 ，比转数低，要降低比转数就要增大外经，减小内径 外型扁平，叶轮流槽狭长成瘦长型2.8.4调速途径级调速范围（出判断）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。(不能超出振动频率（临界转速）大于第一临界转速的1。3倍，小于第二临界转速的70%) (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。(合理确定调速范围（结合实际，几调几定
10、）) (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。(调速前后要考虑高效段)切削率的计算2.10离心泵并联工况并联工作的图解法1、同型号的两台(或多台)泵并联后的总和流量，将等于某场程下各台泵Q0H2、同型号、同水位的两台水泵的并联工作 Q(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-HMQ1+2Q1,2NHN1,2NSHQn 结论：(1)NN1,2，因此，在选配电动机时，要根据单条单独工作的功率来配套。(2)QQ1,2，2QQ1+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。3、不同型号的2台水泵在相同水位下的并联工作QHH(Q-H) Q-HABQ-HBCQHQ(Q-
11、H)+ Q-HBDEn 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)。 n 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2.11离心泵的吸水性能1、气穴现象：当叶轮进口低压区的压力PkPva 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
12、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。(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”
13、。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；为了避免气穴和气蚀现象要计算泵最大安装高度如果，泵安装时及地点的气压是ha,不是10.33mH2O时或水温是t而不是20时，则对水泵厂所给定的Hs值进行修正：Hs=Hs-(10.33-ha)-(hva-0.24)P84 Hsv+Hs=(ha-hva)+2.13 轴流泵及混流泵轴流泵的基本构造：吸入管 叶轮（可以分为固定式、半调试和全调试三种） 导叶 轴和轴承 密封装置工作原理：第三章 其他泵与风机射流泵工作原理 流体经过喷管加速后压力会降低，射流泵就是利用这个原理，利用工质加速后形成的真空卷吸要输送的流体。工作流
14、体Qo从喷嘴高速喷出时，在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空，被输送的流体QS即被吸入。两股流体在喉管中混合并进行动量交换，使被输送流体的动能增加，最后通过扩散管将大部分工作原理动能转换为压力能。 1.2. 性能参数H1：喷嘴前工作液体具有比能(mH2O)；H2：射流泵出口处液体具有比能射流泵的扬程(mH2O)；Ql：工作液体的流量(m3s)；Q2：被抽液体的流量(m3s)；F1：喷嘴的断面积(m2)；F2：混合室的断面积(m2)射流泵优点、缺点优点： (1)构造简单、尺寸小、重量轻、价格便宜； (2)便于就地加工，安装容易，维修简单； (3)无运动部件，启闭方便，当吸水口完全露出水面后，断流时无危险； (4)可以抽升污泥或其它含颗粒液体； (5)可与离心泵联合串联下作从大口井或深井中取水。缺点：效率较低。射流泵的应用(1)用作离心泵的抽气引水装置。(2)在水厂中利用射
