水泵站复习资料

水泵：把原动机的机械能转化为所抽送液体的能力的机械。水泵站：将水由低处抽提至高出的机电设备和建筑设施的综合体。（作用：灌溉、排涝）水泵站建筑设施：①进水建筑物②泵房③出水建筑物④变电站⑤管理用房水泵站发展趋势：①为了降低泵站的建设投资，大型水泵站正向着转速提高、体积减小、运行稳定性增强的方向发展。②从低扬程泵站的结构形式上看肘型进水流道和虹吸式出水流道仍然是主要进出水流道型式，但对其型式的进出水流道的研究正在增多。③农业提灌和工业供水相结合④调水工程泵站逐渐增多⑤泵站应用范围日益扩大⑥泵站规模逐渐增大⑦更加讲究投资效益⑧泵站的自动化水平在不断提高⑨安全节能要求越来越高水泵的分类按工作原理：①叶片泵：通过水泵叶轮的旋转把机械能转化为所输送液体的能量的。②容积泵：周期性改变密闭工作室的容积来传递能量的。③其他类型泵：叶片泵和容积泵以外的泵型。叶片泵的分类按叶轮及流体流动方式：①离心泵（扬程高）②混流泵：混流泵兼有离心泵和轴流泵两者的优点，功率曲线较为平坦、高效区较宽广、适用范围广③轴流泵（流量大）容积泵的分类：①往复泵②回转泵水泵站的分类按类型：①离心泵站②轴流泵站③混流泵站按动力：①电力泵站②机动泵站③水轮泵站④风力泵站⑤太阳能泵站⑥潮汐泵站按功能：①灌溉泵站：用于抽取地下水或河湖堤水进行农田灌溉的泵站②供水泵站：其功能是供水，包括农田灌溉泵站、工业供水泵站等③排水泵站：其功能是排水，将农田、城镇、工矿企业多余的雨水、污水排除或降低过高的水位④加压泵站⑤调水泵站⑥蓄能泵站（抽水蓄能电站）离心泵离心泵工作原理：根据离心力甩水的原理设计出来的。利用水泵叶轮的高速旋转的离心力甩水，使得水流能量增加，并通过泵壳和水泵出口流出水泵，再经过水管送往目的地，这就是离心泵工作原理。离心泵组成：①叶轮：起主导作用②泵轴③泵体（核心是压水室）：是固定不动的部件④进水管⑤出水管压水室（蜗壳、泵壳）作用：收集叶轮流出的水流，并将水流引向泵的出口。吸水室：在泵体上正对着叶轮进口的部分作用：向叶轮入口提供所需要的水的流态。底阀安装与进水观进口控制阀安装于出水管出口离心泵分类：按吸入方式：①单吸式②双吸式：⒈双吸泵流量大⒉检查和维修方便⒊运行比较平稳⒋轴有较高的抗弯抗拉强度按级数：①单级泵②多级泵按泵轴方位：①卧式泵②斜式泵③立式泵按壳体形式：①节段式泵②中开式泵③蜗壳泵④透平式泵零部件工作状态分类：①转动部件②固定部件③交接部件单吸式叶轮、单边进水①转动部件：⒈叶轮：工作轮或转轮是水泵的核心部件。①双吸式②单吸式⒈闭式⒉半开式⒊开式离心泵是依靠旋转的叶轮把动力机的机械能传给所抽送液体，使液体的能量增加。⒉泵轴：一端用键或反向螺母固定叶轮，另一端装联轴器或皮带轮⒊键②固定部件：⒈泵体（吸水室、压水室）⒉泵盖⒊轴承体③交接部件：⒈轴承⒉轴封装置①填料密封优点：结构简单、成本低、拆装方便缺点：使用寿命短、密封性能差②机械密封优点：结构紧凑、机械摩擦小、密封性能可靠缺点：制造工艺要求较高⒊密封环（减漏环、承磨环、口环）⒋联轴器⒌轴向力平衡装置其他类型泵①射流泵：利用有压水流来提水的设备组成：泵嘴、吸水室、混合室、扩散管用途：射流泵可以用来抽送污泥、污水、液氯等有毒液体或气体缺点：效率较低②起升泵（空气扬水机）：它是以压缩空气为动力来抽水的组成：输气管、扬水管、喷嘴、气水分离箱用途：抽取含有固体颗粒的水，用于石油开采、矿山井坑排水等缺点：结构复杂、效率低（一般只有20%～35%）③往复泵（属于容积泵）：靠泵缸内做往复运动活塞来改变工作室容积而达到输送液体的目的组成：泵缸、活塞、进水阀、出水阀、拉杆用途：工业部门的锅炉给水、特殊液体输送及要求自吸能力较高的场合下使用优点：自吸性能④螺旋泵：靠螺旋形的叶片的旋转来达到提水的目的缺点：转速慢（20～90r/min）扬程较低（6～8m）且必须倾斜、占地大优点：泵站设施简单⑤螺杆泵（属于回转泵（容积泵））用途：常用于输送高粘度介质⑥旋涡泵（属于叶片泵）：通过旋转的叶轮叶片把能量传递给液体的水力机械缺点：效率低、不能输送大黏度液体ZLB半可调轴流泵ZLQ全可调轴流泵叶片泵型号及说明水泵种类型号举例说明离心泵IS、IB、IH、IR型单级单吸离心泵IS65—50—160AIS—采用国际标准的单级单吸离心泵65—泵的进口直径（mm）50—泵的出口直径（mm）160—叶轮名义直径（mm）A—泵的叶轮已经切削了一档自吸式离心泵ZN23.5—40Z—自吸离心泵N—内混式（外混式不做标记）23.5—泵的流量（m³/h）40—泵的扬程（m）单级双吸离心泵150—S78A150—泵的进口直径（mm）S—单级双吸离心泵（从驱动端看顺时针转）78—泵的扬程（m）A—泵的叶轮已经切削了一档注：这里的型号是根据双吸泵最新国家标准来命名的（下同）250Sh54B250—泵的进口直径（mm）Sh—单级双吸离心泵54—泵的扬程（m）B—泵的叶轮已经切削了二档管道式离心泵40GF3240—泵的入口、出口直径（mm）G—管道式离心泵F—耐腐蚀泵（清水不标记R为热水泵）32—泵的扬程（m）深井泵100JC10—3.8×13100—适用的最小井径（mm）JC—长轴深井泵10—额定流量（m³/h)3.8—单级扬程（m)13—叶轮级数叶片泵型号及说明水泵种类型号举例说明离心泵多级离心泵D46—30×10D—多级清水离心泵46—泵的流量（m³/h）30—单级扬程（m)10—叶轮级数DG46—50×12DG—多级锅炉离心泵46—泵的流量（m³/h）50—单级扬程（m)12—叶轮级数DW40—8×2—FDW—小型多级卧式离心泵40—泵的进口直径（mm）8—单级扬程（m)2—叶轮级数F—全不锈钢（普通型不做标记）轴流泵型号及说明水泵种类型号举例说明轴流泵大型轴流泵900ZLB2.4—4900—泵的出口直径（mm）ZL—轴流、立式（立式轴流泵）B—半可调（Q—全可调）2.4—泵的流量（m³/s）4—泵的扬程（m）贯流泵3100ZGQ31.5—4.53100—泵的出口直径（mm）ZG—轴流贯流式（贯流式轴流泵）Q—全可调（B—半可调）31.5—泵的流量（m³/s）4.5—泵的扬程（m）潜水轴流泵350QZB—70D350—泵的出口直径（mm）QZ—潜水轴流泵（QH—潜水混流泵）B—半调节70—比转速D—低转速（G—高转速）混流泵型号及说明水泵种类型号举例说明混流泵大型立式混流泵（可抽出式、蜗壳式、半调节）1800—HLCWB—161800—泵的出口直径（mm）HL—混流、立式C—可抽出式（不可抽出式不做标记）W—蜗壳式（导叶式不做标记）B—半调节（Q—全调节）16—泵的扬程（m）大型立式混流泵（不可抽出式、导叶式、全调节）1800—HLCQ—161800—泵的出口直径（mm）HL—混流、立式Q—全调节（B—半调节）16—泵的扬程（m）1.流量：是水泵在单位时间内所输送液体的量（体积或质量）用Q表示单位：m³/s、L/s、m³/h水泵效率最高时所对应的的流量为最优流量。生产厂家希望用户经常运行的流量为额定流量。2.扬程：指水泵所抽送单位重量的液体从水泵进口到出口能量的增值或水泵对单位重量的液体所做的功。用H表示单位：m扬程：①水泵的扬程是表征泵本身性能的，只和水泵进口、出口、法兰处的液体能量有关，而和水泵装置无直接关系，但是我们可以通过装置中的液体的能量表示水泵的扬程。②水泵的扬程并不等于扬水高度。扬程是一个能量的概念，即包括了吸水高度的因素，也包括了出口压水高度，还包括了管道中的水力损失。绝对压强（力）：以没有气体存在的绝对真空状态为压力零点。相对压强（力）：以一个工程大气压为压力零点。3.功率：水泵的功率通常指输入功率又称轴功率。用P表示轴功率：原动机传到泵轴的功率有效功率：指输出功率。用R表示有效功率:单位时间内从泵中输出液体所获得的有效能量。功率计算公式：Pu=ρgQH(w)Pu=ρgQH/1000(KW)4.效率：有效功率和轴功率之比。η=(Pu/p)×100%=(ρgQH/P)×100%5.转速：是水泵单位时间内旋转的次数。单位：r/min6.汽蚀余量：指水泵进口处单位重量液体所具有的的超过饱和蒸汽压力的富裕能量。用NPSH表示允许吸上真空高度Hs：水泵在标准状况下运转时，所允许的最大吸上真空高度。叶片泵的能力损失和效率1.机械损失和机械效率机械损失：指由于机械摩擦所产生的能量消耗。①水泵轴承摩擦损失机械损失包括：②轴封摩擦损失③叶轮前后盖板在旋转时与水的摩擦损失（圆盘摩擦损失）（主要损失）机械效率：ηm=(Pt/P)×100%=(p-ΔPm)/P×100%Pt——输入水力功率P——轴功率ΔPm——总的机械损失率2.容积损失与容积效率容积损失：根据水泵结构的要求，在转动部件和固定部件之间必须要有一定的间隙存在，当间隙两侧的压力不相等时，液体就会通过间隙从高压侧流向低压侧，产生所谓的漏损流量。容积效率：ηv=(ρgQtHt-ρgqHt)/(ρgQtHt)×100%=(ρgQHt)/(ρgQtHt)×100%=(Q/Qt)×100%Qt——叶轮流量q——泄露流量Q——水泵流量Ht——（水泵）叶轮理论扬程3.水力损失与水力效率水力损失：液体在水泵内流动的过程中产生各种水力损失。①从水泵进口到出口过流部分的沿程阻力损失水力损失包括：②因过流断面和液流方向变化而产生的局部阻力损失③液流在叶轮进口和出口处的冲击损失沿程阻力损失、局部阻力损失：发生在水泵流道中，其大小与流量（流速）的平方成正比。冲击损失：当水泵流量偏离设计流量时，在叶轮进出口的液流方向与叶片切线方向不一致而造成的。实际流量与设计流量差值越大，损失越大。水力效率：ηh=(ρgQH)/(ρgQHt)×100%=(H/Ht)×100%4.水泵总效率：η=Pu/P输出功率和轴功率之比η=ηmηvηh机械效率、容积效率、水力效率的乘积①叶轮几何形状及其表示方法：（轴面投影、平面投影）D0叶轮进口直径D1、D2叶片进出口直径B1、b2叶片进出口宽度β1、β2叶片进出口安放角Z叶片数t叶距②液体在中的运动1.水随叶轮的旋转做圆周运动（牵连运动）。牵连速度u2.水沿着叶片方向的运动—相对运动相对速度w3.水相对于泵壳（或泵座）的运动—绝对运动绝对速度vV=U+W③速度三角形的绘制：进口（下标1）出口（下标2）④叶片泵的基本方程假设1.泵内液流为恒定流。即泵内任一液流质点的流速和压力等不随时间变化。2.叶轮具有无穷多且无限薄的叶片。这样液流运动的迹线和叶片的型线重合。液体在叶片间的流动是轴对称的，叶轮同样半径处液流的同名速度相等。3.液体为理想液体。即不考虑液体粘性。叶片泵的基本方程：欧拉方程)－u()γαcos－γαcos(11221111222ωuugTgTvvuHvvH==基本方程的分析与讨论：1.液体的能量的增加仅与叶片进出口液体的动量矩有关，而与叶轮内部液流的运动状态无关。2.基本方程与被抽液体的种类无关，适用于一切液体。叶片泵的叶型分析：1.离心泵的叶型分析①当β2＜90°时（即后弯式叶型）cotβ2为正值，Ht随Qt的增加呈线性下降。②当β2=90°时（即径向式叶型）cotβ2为0（常数），即理论扬程与理论流量无关，为一常数。③当β2＞90°时（即前弯式叶型）cotβ2为负值，Ht随Qt的增加呈线性上升。注：1.离心泵叶轮叶片均制成后弯式叶片安放角一般在18°～35°之间。最常用的时20°～25°（高比转速取小值，低比转速取大值）2.轴流泵其叶片呈外平内陡的扭曲形状（流量不变，离轴越远，β2越大）几何相似：指两个流动的系统中，任何对应的尺寸，几何都相似。即：两台水泵过流部分所对应的尺寸比例为一常数。运动相似：同等运动状态下参数的比值是相等的。动力相似：指两台水泵各对应点上水流所受各作用力的比值相等，方向相同。①重力相似判别数——佛汝德数Fr=(v²)/gL②惯性力相似判别数——斯特卢哈数Sh=L/vt③粘滞力相似判别数——雷诺数Re=(Lv)/v④压力相似判别数——欧拉数Eu=(ρv²)/P相似律：1.流量