水泵与水泵站第1,2章学习教案

1、会计学1水泵水泵(shubng)与水泵与水泵(shubng)站第站第1,2章章第一页，共183页。第2页/共183页第二页，共183页。成的。属于这一类的有离心泵、轴流泵、混流泵第3页/共183页第三页，共183页。第4页/共183页第四页，共183页。第5页/共183页第五页，共183页。第6页/共183页第六页，共183页。第7页/共183页第七页，共183页。第8页/共183页第八页，共183页。第9页/共183页第九页，共183页。第10页/共183页第十页，共183页。第11页/共183页第十一页，共183页。单级单吸式离心泵第12页/共183页第十二页，共183页。单级双吸式离心泵

2、第13页/共183页第十三页，共183页。大型(dxng)单级双吸式离心泵第14页/共183页第十四页，共183页。第15页/共183页第十五页，共183页。第16页/共183页第十六页，共183页。卧式蜗壳(w k)式混流泵第17页/共183页第十七页，共183页。轴流泵轴流泵第18页/共183页第十八页，共183页。混流泵第19页/共183页第十九页，共183页。第20页/共183页第二十页，共183页。第21页/共183页第二十一页，共183页。 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

3、料盒，12一减漏环，13一轴承座，14压盖调节螺栓(lushun)，15传动轮（皮带轮或联轴器）第22页/共183页第二十二页，共183页。单级单吸式离心泵第23页/共183页第二十三页，共183页。第24页/共183页第二十四页，共183页。第25页/共183页第二十五页，共183页。单级双吸离心泵结构图单级双吸离心泵结构图1 1泵体；泵体；2 2 泵盖；泵盖；3 3叶轮；叶轮；4 4泵轴；泵轴；5 5密度密度(md)(md)封环；封环；6 6轴套：轴套：7 7填填料盒；料盒；8 8填料；填料；9 9水封环；水封环；1010压盖；压盖；1111轴套螺母：轴套螺母：1212轴承体；轴承体；13

4、13固固定螺钉；定螺钉；1414轴承体压盖；轴承体压盖；1515滚动轴承；滚动轴承；1616联轴器；联轴器；1717轴承端；轴承端；1818挡水圈；挡水圈；1919螺杆；螺杆；2020键键第26页/共183页第二十六页，共183页。第27页/共183页第二十七页，共183页。单级双吸式离心泵第28页/共183页第二十八页，共183页。第29页/共183页第二十九页，共183页。a,单吸式叶轮 1-前盖板；2一后盖板；3一叶片(ypin) 4一叶槽；5一吸入口；6轮毂； 7泵轴b,双吸式叶轮(yln) 1-吸入口；2一轮盖； 3一叶片 4一轮毂；5一轴孔第30页/共183页第三十页，共183页。

5、第31页/共183页第三十一页，共183页。第32页/共183页第三十二页，共183页。第33页/共183页第三十三页，共183页。 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(jnr)叶轮2，汇集叶轮甩出的流体第34页/共183页第三十四页，共183页。第35页/共183页第三十五页，共183页。第36页/共183页第三十六页，共183页。(tinlio)盒（见构造示意图）。第37页/共183页第三十七页，共183页。叶轮叶轮(yln)水泵水泵(shubng)轴轴固定部固定部分与转分与转动部分动部分的间隙的间隙第38页/共183页第三十八页，共183页。第39

6、页/共183页第三十九页，共183页。第40页/共183页第四十页，共183页。第41页/共183页第四十一页，共183页。第42页/共183页第四十二页，共183页。n2刚性联轴器）第43页/共183页第四十三页，共183页。第44页/共183页第四十四页，共183页。第45页/共183页第四十五页，共183页。第46页/共183页第四十六页，共183页。 平衡平衡(pnghng)(pnghng)孔孔1 1 排出压力；排出压力；2 2加装的减漏环加装的减漏环3 3平衡平衡(pnghng)(pnghng)孔；孔；4 4泵壳上的减漏环泵壳上的减漏环第47页/共183页第四十七页，共183页。第4

7、8页/共183页第四十八页，共183页。第49页/共183页第四十九页，共183页。QHNu3/1000:mkg取第50页/共183页第五十页，共183页。)(10221kwhtQHWhhNNuh第51页/共183页第五十一页，共183页。第52页/共183页第五十二页，共183页。第53页/共183页第五十三页，共183页。第54页/共183页第五十四页，共183页。型号型号:12SH-28A扬程：扬程：10m流量：流量：684m3/h转数：转数：1450r/min效率效率(xio l)：78%轴功率：轴功率：28kW允许吸上允许吸上真空高度：真空高度：4.5m总量：总量：660kg第55页

8、/共183页第五十五页，共183页。第56页/共183页第五十六页，共183页。第57页/共183页第五十七页，共183页。第58页/共183页第五十八页，共183页。第59页/共183页第五十九页，共183页。第60页/共183页第六十页，共183页。(1)(1)相对速度相对速度(xin du s d)(xin du s d)uWCCWu+=圆周速度圆周速度绝对速绝对速度度即即: : (2)(2)速度矢量三角形速度矢量三角形( (牵连速度牵连速度) )(3)(3)绝对速度的切向分速度绝对速度的切向分速度CuCu和法向分速度和法向分速度CrCr第61页/共183页第六十一页，共183页。叶轮出

9、口叶轮出口(ch ku)(ch ku)速度三角速度三角形形法向分速度(sd)Cr切向分速度(sd)Cu C与u的夹角 C与W的夹角222222cotcosbaruCuCC-222sinaCCr第62页/共183页第六十二页，共183页。（a) a) 后弯式后弯式( (9090) )（b)b)径向径向(jn (jn xin)xin)式式( 90 90) )（c) c) 前弯式前弯式 ( 90)按出水角的大小离心泵叶片形状可分成按出水角的大小离心泵叶片形状可分成(fn chn)(fn chn)三种三种: :第63页/共183页第六十三页，共183页。第64页/共183页第六十四页，共183页。Mo

10、=dLdtN=dWdt= Md dt= M第65页/共183页第六十五页，共183页。(3)叶轮中液体的动量矩与功率：叶轮中液体的动量矩与功率：取一个叶轮流槽来进行取一个叶轮流槽来进行(jnxng)分析叶轮中液流质点动量矩的变化分析叶轮中液流质点动量矩的变化第66页/共183页第六十六页，共183页。1 1、按动量矩定理、按动量矩定理(dngl)(dngl)可得可得: :2 2、等式、等式(dngsh)(dngsh)两边同乘以角两边同乘以角速度速度: M=QT(C2uR2- C1uR1)=Nh代入化简后得到代入化简后得到(d (d do):do):C C2 2ThQTHNdtdL=dt(C2u

11、R2- C1uR1)dm经分析最后得到经分析最后得到:M=QT(C2uR2- C1uR1) 而而:上式即为叶片泵的基本方程式上式即为叶片泵的基本方程式()uuTCuCugH11221-第67页/共183页第六十七页，共183页。gCuHuT226022Dnup第68页/共183页第六十八页，共183页。第69页/共183页第六十九页，共183页。hh水力效率水力效率; ; p p修正修正(xizhng)(xizhng)系数。系数。pHHTT+1pHHHThTh+1hh第70页/共183页第七十页，共183页。 2.5 2.5 离心泵装置离心泵装置(zhungzh)(zhungzh)的总扬程的总

12、扬程第71页/共183页第七十一页，共183页。第72页/共183页第七十二页，共183页。)2(221112222gvpzgvpzH+-+gvvppzzH2)(21221212-+-+-vappp-1dappp+2设：水泵进口断面设：水泵进口断面(dun min)1-1的断的断面面(dun min)比能为比能为E1 水泵出口断面水泵出口断面(dun min)2-2的断的断面面(dun min)比能为比能为E2则水泵的扬程：则水泵的扬程： H=E2-E1代入断面(dun min)比能的表达式可得：合并一下：合并一下：而：而：第73页/共183页第七十三页，共183页。ZgvvHHHvd+-+2

13、2122ddpH vvpH vdHHH+用Hd表示(biosh)压力表读数换算成的水柱高度，用Hv表示(biosh)真空表的读数换算成的水柱高度，则：代入到公式(gngsh)gvvppzzH2)(21221212-+-+-可得：忽略水泵进口断面和出口断面的流速水头差和两个(lin )断面间的垂直高差，则上式可以简化为： 第74页/共183页第七十四页，共183页。水泵(shubng)基准面吸水池自由(zyu)表面出水池自由(zyu)表面水泵进口断面水泵出口断面HST（2）总扬程表达式二）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

14、个断面之间的几何高度：再看几个断面之间的几何高度：吸水地形高度吸水地形高度Hss压水地形高度压水地形高度Hsd静扬程静扬程HsT第75页/共183页第七十五页，共183页。shgvpzgvpz+)2(221112000svsshgvHzH+-220212221zgvhHHsssv-+下面进行分析：下面进行分析：列吸水池断面列吸水池断面(dun min)与水泵进口断面与水泵进口断面(dun min)的能量方程：的能量方程：设 Z0=0， Z1=Hss-Z/2,而： P0=Pa, P1-Pa = -Pv则有：也即：第76页/共183页第七十六页，共183页。hHHST+2222zgvhHHdsdd

15、-+同理：列水泵出口断面与出水池水面同理：列水泵出口断面与出水池水面(shu min)(shu min)之间的能量方程可得到：之间的能量方程可得到：ZgvvHHHvd+-+22122将得到将得到(d do)(d do)的的HVHV与与HdHd表达式代入之前所得到表达式代入之前所得到(d do)(d do)下式中：下式中：化简后得到化简后得到(d do)：第77页/共183页第七十七页，共183页。n注：注：is=0.0065,id=0.0148 is=0.0065,id=0.0148 ； n吸水管的局部水头吸水管的局部水头(shutu)(shutu)损损失为失为1m,1m,压水管的局部水头压水

16、管的局部水头(shutu)(shutu)损失按压水管沿程损损失按压水管沿程损失的失的15%15%计计. .VD第78页/共183页第七十八页，共183页。第79页/共183页第七十九页，共183页。)cot(2222bFQuguHTT-gCuHuT22QTQT泵理论泵理论(lln)(lln)流量流量(m3(m3s)s)。也即不考虑泵体内容积损。也即不考虑泵体内容积损失失( (如漏泄量、回流量等如漏泄量、回流量等) )的水泵流量；的水泵流量；F2F2叶轮的出口面积叶轮的出口面积(m2)(m2)；C2rC2r叶轮出口处水流绝对速度的径向分速叶轮出口处水流绝对速度的径向分速(m(ms)s)。TTBQ

17、AH-22FQCTr由离心泵的基本(jbn)方程式:而: C2u=u2-C2rctg 则:第80页/共183页第八十页，共183页。上式表明(biomng)在理论上，离心泵的扬程和流量为线性关系。（1）当 0 HT随着(su zhe)QT的增大而减小。（2）当 =90时： ctg=0 HT=A，此时水泵的扬程与流量无关(wgun)，始终为一 常数。（3）当 90时：ctg0 HT随着QT的增大而增大。0QTHTu22g第81页/共183页第八十一页，共183页。第82页/共183页第八十二页，共183页。u22g这使得(sh de)HTQT直线在H轴上的截距变小，直线从I变到II（如图）I线:

18、HTQTII线:HTQTpHHTT+1第83页/共183页第八十三页，共183页。u22gI线:HTQTII线:HTQT线h1第84页/共183页第八十四页，共183页。u22gI线:HTQTII线:HTQT线h1h2=K2（QT - Q0）2 Q0是水泵的设计流量(liling)。再从曲线III上面扣除对应流量(liling)下的这部分水力损失后，就得到了曲线；线第85页/共183页第八十五页，共183页。u22gI线:HTQTII线:HTQT线h1线V线:HQ曲线表示出了水泵(shubng)的实际的HQ曲线的形态。第86页/共183页第八十六页，共183页。ThHHhNNhMhTvQQhM

19、vhhhhhNQHh关于水泵内部关于水泵内部(nib)(nib)的能量损失，我们在给大家归纳分析一下：的能量损失，我们在给大家归纳分析一下： 第87页/共183页第八十七页，共183页。第88页/共183页第八十八页，共183页。第89页/共183页第八十九页，共183页。第90页/共183页第九十页，共183页。Q0HQHNQNQ0QQh4,混流泵的实测特性曲线(qxin)的特征其变化趋势介于离心泵与轴流泵之间第91页/共183页第九十一页，共183页。第92页/共183页第九十二页，共183页。2SQh +jfhhh管道水头损失特性曲线管道水头损失特性曲线0Qhh=S1Q2+S2Q2=SQ

20、2称为管道(gundo)水头损特性曲线第93页/共183页第九十三页，共183页。QH0QkhkHSThkHK管道系统(xtng)特性曲线H=HST+h管道(gundo)系统特性曲线也称需要扬程曲线第94页/共183页第九十四页，共183页。M MK KD DH HSTSTH HSTSTQ QM MQ QH HQ-h+HQ-h+HSTSTQ-HQ-Hhh离心泵装置离心泵装置(zhungzh)(zhungzh)的工况点的工况点H HM MK K1 1h第95页/共183页第九十五页，共183页。M MH HSTSTQ QM MQ QH HQ-hQ-hQ-HQ-H离心泵装置离心泵装置(zhungz

21、h)(zhungzh)的工况点的工况点Q Q-H-HM M1 1H HM M第96页/共183页第九十六页，共183页。改变改变(gibin)-(gibin)-闸阀开启闸阀开启度改变度改变(gibin)(gibin)：n闸阀调节或称节流闸阀调节或称节流调节调节n b, b,静扬程的改变静扬程的改变(gibin)(gibin)。第97页/共183页第九十七页，共183页。Q QA AA AH HQ QQ QB BB B节流节流(ji (ji li)li)调节调节B B1 1A点为闸阀全开时候点为闸阀全开时候(sh hou)的工作点，称极限工的工作点，称极限工作点作点QB是调节后的工作点，是通是调

22、节后的工作点，是通过关小阀门增大管路的过关小阀门增大管路的S值，值，来获得的来获得的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第98页/共183页第九十八页，共183页。第99页/共183页第九十九页，共183页。2SQHHST+)(QfH 第100页/共183页第一百页，共183页。2QSHHxx-mmQAQAQAHH+2210第101页/共183页第一百零一页，共183页。流量Q(L/s) 150 175 200 225 250 275扬程H(m) 24.3 23.8 22.5 21

23、.0 18.8 15.8功率P(kw) 52 53 54.2 54.9 55 54.8效率(%) 68.8 77.1 81.5 84.4 83.8 77.8第102页/共183页第一百零二页，共183页。第103页/共183页第一百零三页，共183页。mmDDbb2222第104页/共183页第一百零四页，共183页。mmmmnnnDnDuuCC222222第105页/共183页第一百零五页，共183页。mmvvmnnQQ)(3hh222)(mmhhmnnHHhh335mmnnNNmmnnQQ3)()(335MmMmmnnNNhh222mmnnHH第106页/共183页第一百零六页，共183页

24、。2121nnQQ22121)(nnHH32121)(nnNN第107页/共183页第一百零七页，共183页。?第108页/共183页第一百零八页，共183页。(1)(1)在在(QH)l(QH)l线上任取线上任取a a、b b、c c、d d、e e、f f点；点；利用利用(lyng)(lyng)比例律求比例律求(QH)2(QH)2上的上的aa、bb、cc、dd、ee、ff作作(QH)2(QH)2曲线。曲线。同理可求同理可求(QN)2(QN)2曲线。曲线。Q QH HQ-HQ-Ha bdcef（Q-HQ-H）2 2第109页/共183页第一百零九页，共183页。2kQH 2112QQnn A

25、A1 1Q QH HQ-HQ-HA A2 2第110页/共183页第一百一十页，共183页。求求n2n2时的效率时的效率(xio l)(Q)2(xio l)(Q)2曲线。曲线。在利用比例律时，认为相似工况下对应点的效率在利用比例律时，认为相似工况下对应点的效率(xio (xio l)l)是相等的，将已知图中是相等的，将已知图中a a、b b、b b、d d等点的效率等点的效率(xio (xio l)l)点平移即可。点平移即可。Q QH HQ-HQ-Habdcef（Q-HQ-H）2 2第111页/共183页第一百一十一页，共183页。第112页/共183页第一百一十二页，共183页。xxHkSQ

26、nQQnn+212112222122)(QSHnnHxx-第113页/共183页第一百一十三页，共183页。第114页/共183页第一百一十四页，共183页。4321)()(HHQQnnmms075. 075mumHNQ第115页/共183页第一百一十五页，共183页。4365. 3HQnns第116页/共183页第一百一十六页，共183页。nns与水泵相似性的关系(gun x):n比转数相等是水泵相似的必要条件。n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 ，试计算其比转数第117页/共183页第一百一十七页，共183页。第11

27、8页/共183页第一百一十八页，共183页。(2)(2)叶片泵叶轮的形状、尺寸、性能和效率都随叶片泵叶轮的形状、尺寸、性能和效率都随比转数而变的。用比转数比转数而变的。用比转数nsns可对叶片泵进行分类可对叶片泵进行分类。 要形成要形成(xngchng)(xngchng)不同比转数不同比转数nsns，在构造上，在构造上可改变叶轮的外径可改变叶轮的外径(D2)(D2)和减小内径和减小内径(D0)(D0)与叶槽与叶槽宽度宽度(b2)(b2)。第119页/共183页第一百一十九页，共183页。第120页/共183页第一百二十页，共183页。第121页/共183页第一百二十一页，共183页。第122页

28、/共183页第一百二十二页，共183页。22DDQQ222)(DDHH322)(DDNN注意：切削律是建于大量试验资料的基础上。如果叶注意：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轮的切削量控制在一定限度(xind)(xind)内时，则切削前内时，则切削前后水泵相应的效率可视为不变。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。此切削限量与水泵的比转数有关。第123页/共183页第一百二十三页，共183页。第124页/共183页第一百二十四页，共183页。Q QH HQ-HQ-H1 1 2 24 43 35 56 6Q Q-H-HQ-NQ-NQ Q-N-NQ

29、-Q-Q Q-0 0第125页/共183页第一百二十五页，共183页。2KQH %100(%)222-DDD切削量A AQ QH HQ-HQ-HB B22DQQD 第126页/共183页第一百二十六页，共183页。第127页/共183页第一百二十七页，共183页。第128页/共183页第一百二十八页，共183页。水泵水泵(shubng)(shubng)的高效率方框图的高效率方框图第129页/共183页第一百二十九页，共183页。离心泵性能离心泵性能(xngnng)(xngnng)曲线型谱图曲线型谱图第130页/共183页第一百三十页，共183页。第131页/共183页第一百三十一页，共183页

30、。Q Q0 0H H该曲线(qxin)称并联特性曲线(qxin)第132页/共183页第一百三十二页，共183页。(Q-H)(Q-H)1+21+2Q QH HQ-HQ-HM M(Q-H)(Q-H)1,21,2Q Q1+21+2Q Q1,21,2N NH HN N1,21,2N NS SH HQ Q第133页/共183页第一百三十三页，共183页。步骤：步骤：(1)(1)绘制两台绘制两台(lin ti)(lin ti)水泵并联后的总和水泵并联后的总和(Q-H)l+2(Q-H)l+2曲线曲线(2)(2)绘制管道系统特性曲线绘制管道系统特性曲线, ,求并联工况点求并联工况点M M。(3)(3)求每台

31、泵的工况点求每台泵的工况点N N+OGAOSThhHH221)41(+QSSHHOGAOSTQ Q(Q-H)(Q-H)1+21+2(Q-H)(Q-H)1,21,2H HQ-HQ-HM MQ Q1+21+2Q Q1,21,2N NH HN N1,21,2N NS SH HQ Q第134页/共183页第一百三十四页，共183页。Q Q(Q-H)(Q-H)1+21+2(Q-H)(Q-H)1,21,2H HQ-HQ-HM MQ Q1+21+2Q Q1,21,2N NH HN N1,21,2N NS SH HQ Q第135页/共183页第一百三十五页，共183页。5 5台同型号水泵台同型号水泵(shub

32、ng)(shubng)并联并联多台同型号泵并联多台同型号泵并联(bnglin)时时:第136页/共183页第一百三十六页，共183页。第137页/共183页第一百三十七页，共183页。Q-hQ-hB0B0Q-hQ-hA0A0H HSTSTHQ0ABCoIIIIQ-HQ-HSTST+h+hococ第138页/共183页第一百三十八页，共183页。第139页/共183页第一百三十九页，共183页。第140页/共183页第一百四十页，共183页。Q-hQ-hB0B0Q-hQ-hA0A0H HSTSTH Q0ABCoIIIQ-HQ-HSTST+h+hococQpQHQI一定一定(ydng)一调一调:第

33、141页/共183页第一百四十一页，共183页。第142页/共183页第一百四十二页，共183页。第143页/共183页第一百四十三页，共183页。各水泵串联各水泵串联(chunlin)(chunlin)工作时工作时，其总和（，其总和（Q-HQ-H）性）性能曲线等于同一流能曲线等于同一流量下扬程的叠加。量下扬程的叠加。第144页/共183页第一百四十四页，共183页。第145页/共183页第一百四十五页，共183页。Q-hQ-hB0B0Q-hQ-hA0A0H HSTSTH Q0ABCoIIIQ-HQ-HSTST+h+hococQpQH第146页/共183页第一百四十六页，共183页。第147页

34、/共183页第一百四十七页，共183页。gWgvChgvHppssska22)2(20212021+-+-(2)克服吸水管中水头损失克服吸水管中水头损失 ；sh(1)把液体把液体(yt)提升提升Hss高度高度gv221(3) 流速水头流速水头gvC22120-(4)产生流速水头差值产生流速水头差值gW220(5)供应叶片背面足点压力下降值供应叶片背面足点压力下降值apkp吸水池水面上的压头吸水池水面上的压头 和泵壳内最低压头和泵壳内最低压头 之差用来支付：之差用来支付：第148页/共183页第一百四十八页，共183页。gWgvChgvHppssska22)2(20212021+-+-kapp-

35、+)2(21ssshgvHgWgvC22202120+-gW220第149页/共183页第一百四十九页，共183页。第150页/共183页第一百五十页，共183页。第151页/共183页第一百五十一页，共183页。第152页/共183页第一百五十二页，共183页。(3)(3)气蚀的危害气蚀的危害(wihi)(wihi) 水泵性能恶化甚至停止出水；水泵性能恶化甚至停止出水； 水泵过流部件发生破坏；水泵过流部件发生破坏； 产生噪音和振动；产生噪音和振动； (4) (4)气蚀影响对不同类型的水泵不同气蚀影响对不同类型的水泵不同n ns s较高较高n ns s较低较低第153页/共183页第一百五十三

36、页，共183页。-sssshgvHH221第154页/共183页第一百五十四页，共183页。第155页/共183页第一百五十五页，共183页。H Hs s修正后采用的允许吸上真空高度修正后采用的允许吸上真空高度(m)(m)H HS S水泵厂给定的允许吸上真空高度水泵厂给定的允许吸上真空高度(m)(m)h ha a安装地点的大气压安装地点的大气压( (即即 )(mH)(mH2 20)0)；h havav实际水温下的饱和蒸汽压力实际水温下的饱和蒸汽压力( (表表2 28)8)。ap)24. 0()33.10(-vaasshhHH第156页/共183页第一百五十六页，共183页。第157页/共183页第一百五十七页，共183页。而：Hv =Ha P1/代入上式中，并化简后就可以(ky)得到：P1+V122g Hva =Co22g+ Wo22gCo2-V122gWo22g第158页/共183页第一百五十八页，共183页。P1+V122g Hva =Co22g+ Wo22g第159页/共183页第一百五十九页，共183页。P1+V122g Hva = HSV而P1/=Ha Hv可得：Hv=Ha-Hva-Hsv +V122g第160页/共183页第一百六十页，共183页。第161页/共183页第一百六十一页，共183页。第162页/共183页第一百六