水泵与水泵站复习资料新农大必用.doc

水泵及水泵站绪论 1、水泵（Water Pump）：又称抽水机，是把动力机的能量传送给水，达到提水和增大水压力 的机械。即是一种转换、传送能量的机械。 2、水泵站：为了安装水泵机组包括其辅助设备等，必须建设的必要建筑物。 3、简述水泵在国民经济中的作用： （1） 用于农业灌溉和排水，为农业生产和减灾防灾服务； （2） 为工业企业生产、城镇建设、防洪减灾以及水环境工程服务； （3）洪涝、雨水、污废水的排放； （4）跨区域调水工程。 4、水泵及水泵站在国内外的应用情况： （1） 国内的：广泛应用于农业、工业、城镇建设、水电发展以及调水工程等；、（2）国外的：多应用于提水排灌工程、渠道工程、水泵站工程以及调水工程等。 注：中国有名的调水工程：引滦济津工程、山东引黄济青工程、南水北调工程。 第一章 泵的基础、水泵的分类（按照被抽液体所增加能量性质的不同）： （1） 叶片泵：是通过水泵叶轮的旋转把机械能转化为所输送的液体的能量； 常见的有：离心泵、混流泵、轴流泵 （2） 容积泵：是依靠周期性改变密闭工作室的容积来传递能量； 常见的有：往复泵、回转泵 （3） 其他类型泵：一般是指利用液体的能量转化为被输送的液体的能量； 常见的有：水锤泵、射流泵、水轮泵。 2、 离心泵：依靠叶轮旋转时产生的离心惯性作用工作的，特点是扬程高、流量小，采用轴 向进水，径向出水的形式。多用于农田灌排工程。 注：分类：单级单吸离心泵、单级双吸离心泵、多级离心泵。 3、 轴流泵：特点是扬程低、流量大，采用轴向进水、轴向出水的形式。 注：分类：（1）按安装方式：立式、卧式、斜式； （2） 按叶片的安装角度能否调节：不可调节式、半调节式、全调节式。 4、 混流泵：特点是扬程比轴流泵大、流量比离心泵大，采用径向进水、斜向出水的形式。 注：分类：按出水室的不同： （1）蜗壳式：多用于离心泵和低比转速的混流泵； （2）导叶式：多用于轴流泵和高比转速的混流泵。 5、 离心泵的叶轮分为：封闭式（抽清水）、半封闭式（抽污水）、开敞式（抽污水）。 6、水泵的主要零部件： （1）泵轴：把动力机的功率传递给叶轮的零件； （2）叶轮：又称转轮，是直接与水接触、完成机械能传递给水并使水能量增加的零件； 3）密封环：又称减漏环，是防止经叶轮流出的高压水倒流回到泵进口； （4） 轴封装置：连接泵轴与泵体，是防止运转时泵内高压水流泄出泵外，而起动时，则防 止外界的空气进入泵体。常见的有：填料密封函、机械密封。 注：填料通常装4-6 圈，每圈填料的切口应与泵轴成30； 相邻填料的切口应错开安装，一般要相差120。 （5） 轴承：用以支承泵轴的零件；离心泵多用滚（滑）动轴承、轴流泵多用橡胶轴承； （6） 泵壳：又称压水室，用以安装叶轮。离心泵和混流泵（低）采用蜗壳式、轴流泵和混 流泵（高）采用导叶式。 7、水泵机组：水泵+动力机+传动机构； 水泵装置：水泵+进水管（流）道+出水管（流）道； 抽水装置：水泵+动力机+传动机构+管（流）道+各种附件。 8、离心泵装置的抽水过程： 通过充水或抽真空，使水从进水池通过进水管到水泵内水泵是装置的核心，动力机通 过传动机构，驱动水泵运行水流从水泵进入出水管通过出水管汇集到出水池。 9、叶片泵性能的工作参数： （1） 流量Q：单位时间内抽送液体的体积，m 3 /s; （2） 扬程H：能量概念，单位重量的液体流过水泵后能量的增量，m； （3） 功率N：输入功率N a ：轴功率，动力机传递给泵轴的功率，kW； 输出功率N e ：有效功率，水泵传递给液体的功率，kW； 注：泵内损失功率：输入功率与输出功率之差，分为3 类： 机械损失功率、容积损失功率、水力损失功率。 （4） 效率：水泵有效功率与轴功率的比值；分为3 类： 机械效率 m 、容积效率 v 、水力效率 h 。 注：水泵效率等于机械效率、容积效率、水力效率的乘积。 （5） 转速n：水泵转子或叶轮每分钟旋转的转数，r/min； （6） 汽蚀余量h、吸上真空高度H s 。 10、 吸水扬程H x ：水泵把水抽吸上来的高度，包括水力损失h x ； 压水扬程H y ：水泵把水压送出去的高度，包括水力损失h y ； 装置扬程H st ：又称净扬程或实际扬程，出水池与进水池水位间的高差; 损失扬程h l ：克服泵以外的进水部分和出水部分的摩擦阻力等消耗的能量。 注：扬程H=H x +H y =H st +h l 第二章 叶片泵的基本理论1、 泵内流动：水流在水泵叶轮内的流动是复杂的，从叶轮进口流向叶轮出口的运动是一个 复合运动，即沿着叶片的相对运动和随着叶轮旋转的圆周运动的复合运动。 2、叶片泵叶槽内水流质点的三种运动： （1） 相对运动：水流以某速度沿叶片流动，其流动的方向是在该点与叶片的骨线相切； （2） 牵连运动u：又称圆周运动，水流随叶轮一起旋转，其方向是该点圆周的切线方向；（3） 绝对速度v：水流质点相对于不动的泵壳的运动，即相对运动和牵连速度的合成。 注：绝对液角：绝对速度与圆周速度的夹角； 相对液角：相对速度与圆周速度的夹角。 3、轴面分速v m ：绝对速度在该质点的轴面内的投影。 注：（1）轴面：泵轴线与所研究的质点所确定的平面； （2）圆周分速v u 和轴面分速v m 是绝对速度v 分解的两个相互垂直的分速度； （3）在离心泵中，若不计轴向速度，v m 就是绝对速度的径向分速度； （4）在轴流泵中，若不计径向速度，v m 就是绝对速度的轴向分速度。 3、 叶片泵的基本方程式： 注：（1）基本方程式反映了叶轮对液体所做的功与液体运动的关系； （2）表明叶轮在动力机驱动下穿给单位液体的能量，即产生的扬程，其大小与叶轮旋转 速度和叶轮出口速度的圆周分速成比例。 4、 水泵基本方程的假设： （1）泵内水流运动恒定，水泵进出口水流流态均匀； （2）叶轮具有无限多、无限薄的叶片，水流完全沿着叶片流动； （3）水体在液槽间的流动呈轴对称，叶轮与半径处水流的同名速度液角相等，即速度三角 形相同； （4）水流为无粘性理想液体，在液槽中运动时没有损失，且密度不变。 5、水泵基本方程的常用结论： （1）水泵基本方程式只与叶轮进、出口的动量矩有关，与叶片的形状无关； （2）水泵基本方程式与被抽送的液体的种类无关，适合一切液体和气体； （3）水泵扬程主要取决于出口速度图，因为大多数情况下v u1 =0； （4）离心泵性能随叶片的形状变化。离心泵均采用向后弯曲的叶片，出口相对液角 2 1200mm的大中型泵站（轴流泵，导叶式混流泵）。 2）由于自重大，抗浮和抗滑稳定性较好，在需泵房直接挡水时，这种型式比较有利。 3）由于块基型泵房结构整体性好，可适用于各种地基条件，即使在软基上也可建造。 7、 结构形式 1、按水泵主机型式分类 ：立式、斜式、贯流式 2、按进水流道分类：单向进水流道、双向进水流道 3、按出水流道分类：直管式、虹吸式、低驼峰式 4、按泵房挡水作用分类：堤身式、堤后式 8、 主机组布置：一列式、平行式、双列交错式 10、 配电设备布置：1、分散式；2、集中式：一端式、一侧式 第十章 进水建筑物 1、 泵站进水建筑物：主要包括进水涵闸、引（水）渠、前池、进水池等。 2、 引渠：连通水源（或排水区）与泵房的明渠。 3、 引渠的作用： （1）使泵房尽可能接近灌区（或承泄区），以减小输水渠道的长度； （2）为保证水流平顺地进入前池创造必要的条件； （3）避免泵房与水源直接接触，简化泵房结构，便于施工； （4）对于从多泥沙的水源中取水的泵站，还可为沉沙提供条件。4、 设计要求：1、流态好，水力损失小；2、线性简单，便于施工；3、工程量小 5、 类型：正向进水前池，侧向进水前池 6、 前池尺寸确定：1、扩散角 ；2、池长；3、底坡i 过大，工程量小，产生回流，隔墩出产生漩涡 过小，工程量大，流态好 =2040 扩散形式：直线、折线、曲线扩散 i 过大，恶化进水条件 i 0.3，阻力系数较小 i 过大，增加工程量 i=1/31/5 7、 侧向进水前池类型：矩形、锥形、曲线形、双侧向 8、 进水池作用： （1）为水泵创造良好的吸水条件； （2）在泵机组检修时截断水流； （3）拦截水中污物。 9、 设计要求 （1）各过水断面要有较为均匀的流速分布，防止偏流和大尺度回旋； （2）较小的水力损失； （3）池中无有害旋涡，不致引起水流的压力脉动。 10、 类型：矩形、多边形、半圆形、涡壳形 11、 漩涡流态：水面涡、附壁涡、附底涡12、 推荐池宽：B=3D 推荐悬空高：C=0.60.8D 推荐后壁距：T=0.81.0D 推荐池长大于4D 第十一章 出水建筑物 1、 泵站出水建筑物：主要包括出水池（或压力水箱）、出水流道、输水渠道、断流设施等。 设计要求：良好出水流态；回收出口动能；减少渠道冲刷 2、 出水池的作用： （1）汇集；（2）消能；（3）防止倒流；（4）检修。4、 出水池水力设计的要求： 1）出水池稳定 2）确保池中水流顺畅、稳定，水力损失小，流速不超过2 m/s。为防渠道冲刷，干渠进口 应有一定的护砌长度。 3）便于施工和运行管理。 4）力求节省土建投资。 5、 出水池的结构类型： 按水流方向不同：正向出水池、侧向出水池、多向分流式出水池。 6、出水池的相关知识： （1）出水池水流紊乱时，可以设置隔墩改善流态。流态改善的效果取决于隔墩长度； （2）出水管管口的平均流速一般在1.5-2.5m/s； （3）出水池与干渠的渐变段的收缩角 一般取 =30-40。 7、 压力水箱：压力水箱的箱体一般为钢筋混凝土结构，壁厚3040 cm，隔墩20 cm左右， 顶部设进人孔。 特点：封闭；承受较大的水压力 适用场合：堤后式排涝泵站中，在外河水位变幅较大的情况下 8、 出水管路：用于连接水泵出口和出水池。 9、 铺设方式： （1）明式铺设：适用于金属管道。 （2）暗式铺设：适用于钢筋混凝土管道、石棉水泥管道等，管径小于1400 mm的钢管。 10、 出水管道支承结构：支墩：主要用于长管段（鞍形、滚动式）；镇墩：封闭式和开敞式 11、 出水流道：连接水泵导叶出口与出水池的过流通道 特点：长度较短、断面形状变化较大的特点，水力损失较小。 应用场合：扬程较低的大、中型泵站。 结构：一般采用钢筋混凝土现浇，在结构上与泵房联成整体。 作用：为了使水流在流入出水池的过程中更好地转向和扩散，在不发生脱流或旋涡的条 件下最大限度地回收动能。 形式：虹吸式出水流道：适用场合：出水池水位变化不大的立式或斜式低扬程泵站。 直管式出水流道：通气孔：目的：启动阶段：排气；停机阶段：补气 作用：减小流道内的压力脉动和拍门反复多次冲击的现象。 斜式出水流道 常取为45、30或15 11、 断流方式： （1）拍门：单向阀门；（a）普通拍门；（b）带平衡锤的拍门；（c）带液压缓冲装置的拍门； （2）快速闸门：适用于直管式和斜式出水流道。； （3）真空破坏阀：与虹吸式出水流道配套使用。 第十二章 泵站水锤现象 1、水锤现象：又称水击，是压力管道内流体运动速度骤然变化而引起的水压瞬变过程，是 流体的一种不稳定运动状态。 2、水锤的分类： （1）按发生的场合不同：停泵水锤、启动水锤、关阀水锤； （2）按理论假定不同：刚性水锤、弹性水锤； （3）按水锤波传播方向：直射波水锤、反射波水锤； （4）按关阀时间与相长的关系：直接水锤、间接水锤（直接水锤破坏力更大） 1、150JD36*3 JD：井用潜水泵（又叫深井泵）150：适合水泵的最小井径 36：指泵的流量为36m3/h11：指泵的级数为3级，一般标准的扬程是30米。10SH9A 型水泵 10泵的吸入口直径（in或mm） 一般是in 也就是英寸SH单级双吸水平中开离心式清 水泵 SA或S基本相同 9缩小10倍的比转 A泵的叶轮外径经过第一次切削100B9030 100泵的吸入口直径（mm）B单级单吸离心式清水泵 90泵的设计流量值(m3/h) 30泵的设计点扬程值(m)800ZLB125 800泵的出口直径（mm）ZL 立式轴流泵 B 叶轮为半调节式 125 缩小10倍的比转数74QZW100 74泵的出水口直径（in）Q叶轮为全调节式Z 轴流泵 W卧式安装100缩小10倍的比转数8JD80106型水泵 8适用于井壁管最小直径。（in）JD井