6排灌机械-现代农业机械与装备课件

第六章

排灌机械

第一节概况

第二节主要农用水泵构造特点与工作原理

第三节水泵的工作性能第四节农用水泵的选型、安装和使用1编辑ppt1.地面灌（

沟灌、畦灌、漫灌）

特点:简单,耗能低,投资少,费水50%,只改变土壤湿度,不改变小气候.

组成:进水管→水泵→排(压)水管2.喷灌

将高压水通过喷头与空气雾化成细小水滴洒在田间。特点:：可省水30%～50%，增产10%～

30%，水土流失降低，能调节小气候，对地形适应性好，机械化程度高，3～

4级风影响小，水中有泥沙时不适合，设备费高.

组成:进水管→水泵→排(压)水管→主管→支管→喷头农业生产上采用的排灌方式有：

地面灌（沟灌、畦灌、漫灌）、地下灌、喷灌、滴灌等。2编辑ppt漫灌淹灌

水浪费大

尽量少用

3编辑ppt沟灌畦灌

费工费水

渗漏严重

4编辑ppt

喷头喷灌现场5编辑ppt喷头喷灌现场---摇臂式喷头6编辑ppt喷灌系统的分类按运行方式可分定喷式、行喷式根据喷灌系统各组成部分可移动的程度，分成固定式、移动式和半固定式三种。7编辑ppt3.滴灌

将高压水毛细管从滴头中逐滴滴到各作物根部，滴头一般在地表，能看到滴水。特点:更省水，50%～70%，更增产，粮增产20%～50%，菜增产50%～100%，不受风力影响，适合缺水地区，高坡山区，但对水源洁净要求高，盐分多地区不宜采用，投资大。

组成:进水管→水泵→排(压)水管→总阀→过滤器→压力表→流量计→主管→支管→毛管→滴头4.地下灌（渗灌）

特点:与滴灌相似，渗头一般在作物根部土中埋、地表看不到渗管与渗头，渗头不堵，水不蒸发，最省水，增产，不受地形、环境影响，对水要求最严格，管子在土壤中影响中耕，投资大。8编辑ppt

滴灌系统基本组成9编辑ppt温室蔬菜、花卉微喷灌现场10编辑ppt各种微喷头悬挂、插地各种滴头、渗头11编辑ppt2

水泵的分类与特点2.1

离心泵（普通、自吸式）靠叶轮旋转产生的离心力泵水。特点:流量小，扬程高，应用广，属井用泵。2.2

轴流泵靠叶轮旋转时产生的轴向推力而工作。

特点:流量大，扬程低，河网用泵，排涝用。2.3

混流泵靠叶轮旋转时产生的离心力、轴向推力工作。性能特点介于轴流泵与离心泵之间。有井用泵、潜水泵

、水轮泵。12编辑ppt

水轮泵1.转轮2.导流轮毂3.泵壳4.泵盖5.滤器6.叶轮7.出水管8.主轴9.导流轮10.轮毂11.吸初管

JD型井泵Ⅰ.带有滤水管的泵体部分Ⅱ.输水管和传动轴部分Ⅲ.泵座和电动机部分1.滤水器2.泵体

3.传动轴4.输水管5.泵座6.电动机13编辑ppt

轴流泵1.进水喇叭2.出水弯管3.联轴器4.导水叶5.叶轮

14编辑pptZLB型轴流泵

1.进水喇叭

2.叶轮

3.导水叶

4.泵轴

5.出水弯管

6.橡胶轴承

7.注润滑水管

8.填料盒

9.填料

10.填料压盖

11.联轴器15编辑ppt水泵是重要的灌溉设备电机直联离心水泵效率高16编辑ppt各种单体离心水泵具有自吸功能17编辑ppt各种型号自吸离心水泵都具有自吸功能18编辑ppt离心水泵的类型离心泵按吸水方式分为：单吸泵、双吸泵；

水从叶轮一侧进入为单吸泵，两侧同时进入为双吸泵；按叶轮数目分为：单级泵、多级泵；只有一个叶轮的离心泵称单级泵，若几个串联称多级泵。扬程等于各个叶轮同一流量下扬程之和。单吸离心泵，水流沿轴向单侧吸入；双吸离心泵，水流沿轴向双侧吸入。按泵轴的位置分为：立式泵、卧式泵。19编辑ppt1离心水泵的构造1.1

叶轮有封闭式、半封闭式、敞开式。

功用：将动力机的机械能传给水→使水具有一定的流量和扬程。只有一个叶轮的离心泵称单级泵，若几个串联称多级泵。扬程等于各个叶轮同一流量下扬程之和。单吸离心泵，水流沿轴向单侧吸入；双吸离心泵，水流沿轴向双侧吸入。第二节

离心水泵的构造与原理20编辑ppt离心泵叶轮水流方向21编辑ppt1.2

泵壳、蜗壳作用：收集来自叶轮的高压水，汇向出口。1.3

进出水管滤网→单向阀→进水管→叶轮→出水管→接喷头或其它管道。1.4

填料密封装置密封泵轴，防止空气进入叶轮。

22编辑ppt水泵的一般构造1．叶轮2．泵壳3．填料函密封装置

混流泵叶轮

离心泵叶轮ａ.封闭式ｂ.半封闭式ｃ.敞开式轴流泵叶轮

蜗壳形泵壳1.蜗道2.叶轮3.出水口

填料函示意图1.填料盒2.填料座3.填料4.水封管5.水封环6.压盖23编辑ppt单级、多级离心泵，单吸双吸离心泵例如:单级单吸悬臂式离心泵（BA型泵）单级双吸式离心泵（Sh型泵）

ａ.单吸ｂ.双吸ｃ.混流泵ｄ.轴流泵水泵叶轮水流方向24编辑ppt普通离心泵的构造

单级离心泵

1.进水管2.叶片3.叶轮4.泵壳5.出水管25编辑ppt2

离心泵工作原理（普通离心泵）叶轮高速转动→叶道中的水离心甩出→射向四周→汇集泵壳→速度降低→压力增高→压向出水管；叶轮中心负压吸水→水源水面在大气压力作用下→由进水管进入泵内；叶轮不断转动，水源不断地从低处抽送到高处。26编辑ppt自吸离心泵的构造自吸离心泵1.泵舌进水管2.涡（泵）壳3.叶轮4.内通道5.外通道

6.隔板7.气液分离室8.排液口27编辑ppt自吸离心泵的工作原理先加满引水。叶轮高速转动→叶道中的水和空气混合后形成泡沫水→离心甩出→大部分通过内通道→汇入气液分离室→流度降低→气、液分离→气体排出、液体通过外通道流回叶轮进口处→再次形成泡沫水循环→可将吸液管中的空气逐渐排出→液面在大气压力作用下逐步上升。

当吸液管中的空气排净后→内外通道均变为排液通过到道。工作过程同普通离心泵。28编辑ppt3

离心水泵的主要参数3.1

流量Ｑ水泵单位时间内的出水量,m3/h。3.2

总扬程Ｈ总

指水泵从吸水平面到压水管口中心线之间的距离，加上各损失扬程之和。

扬程：水泵能够扬水的高度。

Ｈ总＝Ｈ实＋h损＝Ｈ吸实＋Ｈ压实＋h吸损＋h压损

Ｈ实＝Ｈ吸实＋Ｈ压实.h损＝h吸损＋h压损吸水扬程：Ｈ吸＝Ｈ吸实＋h吸损

压水扬程：Ｈ压＝Ｈ压实＋h压损

压水扬程：

h损＝(10%～20%)Ｈ29编辑ppt30编辑ppt3.3

功率、效率

轴功率Ｎ轴

水泵从动力机获得的功率。（输入功率）

有效功率Ｎ效

指水泵中水得到的净功率。（输出功率）

配套功率Ｎ配

选用动力机的功率。

效率

＜131编辑ppt3.4

转速n水泵叶轮每分钟转数,r/min。3.5

允许吸上的真空高度HsHs＝10m，实际上只有5.5～8.5m，其余为损失扬程。

水泵的最大吸水高度:

即水泵不产生汽蚀现象的吸水性能，理论上等于实际吸水扬程与实际吸水损失扬程之和。

汽蚀现象:叶轮真空度达到某一数值（等于或小于汽化压力）时，水汽化→气泡→随水到高压区→气泡受压→冲击叶轮（高频冲击）→使叶轮金属表面疲劳→剥落→呈蜂窝状。32编辑ppt3.6

比转数ns-----表示水泵的特性用以水泵分类,与水泵转速是两个不同的概念。

比转数是一个假想的叶轮转数：这个假想叶轮与该水泵叶轮完全相似，它的扬程为1m，有效功率为1马力，流量为0.075m3/s时所具有的叶轮转速。

比转数ns是水泵设计的一个重要参数：

ns大的泵，Q大，H小，轴流泵，ns＞500;

ns小的泵，Q小，H大，离心泵，ns＜300;混流泵，ns＝300～500./H3/4

33编辑ppt1

水泵的性能曲线1.1

Ｑ－Ｈ曲线Ｑ增大，Ｈ降低；Ｑ降低，Ｈ增大。变化平坦。可采用降低Ｑ来增加Ｈ，关小阀门，提高Ｈ。1.2

Ｑ－曲线有一最高点，离心水泵要求在90％max工作，因此有一工作范围。a→

A→

b第三节

水泵的性能与调节34编辑ppt1.3

Ｑ－Ｎ曲线

Ｑ＝０，Ｎmin最小，可采用关闭闸阀起动。额定Ｑ、Ｈ下有一额定功率,但不宜过载。1.4

Ｑ－Ｈs曲线

Ｈs随Ｑ增加而下降，Ｑ降低Ｈs增大。35编辑ppt36编辑ppt2

水泵的性能调节2.1

变速调节

优点是基本无附加损失,当n变化不大时,变速后水泵的效率基本不变，一般只降速调节。Q2=Q1(n2/n1)H2=H1(n2/n1)2N2=N1(n2/n1)3

HS2=(10－HS1)(n2/n1)2n2不得小于n1的50％。

37编辑ppt2.2

变径调节

将叶轮外径车削变小，来改变水泵性能，车削后水泵的Q、H、N随之改变。车削叶轮只适用于ns＜350的离心泵、混流泵。Q2=Q1(D2/D1)H2=H1(D2/D1)2N2=N1(D2/D1)338编辑ppt2.3

变角调节

改变轴流泵叶轮叶片安装角来改变水泵性能，使水泵保持在高效率下工作。对轴流泵，安装角减小，其Q、H、N均降低。反之增加.39编辑ppt2.4

水泵的串并联工作

水泵串联：两台或多台相同性能水泵头尾相接，在相同流量下，扬程等于多台水泵扬程之和.

水泵并联：两台或多台相同水泵接到同一出水管，在扬程相同条件下，流量是多台水泵流量之和.40编辑ppt3水泵的选择3.1选择原则

＊

满足生产中提出的Ｑ、Ｈ;

＊

水泵效率高，常年工作稳定，且在高效区工作;＊

价格尽量低;

＊

台数不宜太多，尽量选用同一型号的泵;

＊充分利用水源，尽可能选用水轮泵。3.2

计算实际需要的Ｑ、Ｈ3.3确定型号3.4安装、使用41编辑ppt单嘴带换向机构的摇臂式喷头结构图1.空心轴套2.减磨密封圈.空心轴4.防沙弹簧5.喷体7.换向器8.反转钩9.摇臂调位螺钉10.弹簧座11.摇臂轴12.摇臂弹簧13.摇臂14.打击块15.喷嘴16.稳流器17.喷管18.限位环42编辑ppt摇臂式喷头的工作原理

喷头的工作过程，可分为5个阶段:a．启动b．外摆c．弹回d．入水e．撞击

垂直摇臂式喷头结构图1.空心轴套2.换向架3.喷体4.喷管5.反向摇臂6.摇臂7.喷嘴8.配重铁9.压力表10.挡块43编辑ppt缝隙式喷头的结构及工作原理

其有压水流经过固定不动的缝隙喷嘴喷出，形成一个扇形的薄水层，然后在空气阻力的作用下逐渐裂散成水滴，降落到地面.两种缝隙式喷头结构图

1.缝隙

2.喷头

3.管接头44编辑ppt折射式喷头的结构及工作原理

当喷头工作时，有压水流由喷嘴直接垂直射出后，遇到折射锥的阻拦，形成薄水层而向四周射出，在空气阻力作用下，伞形的薄水层就散裂为小水滴而降落到地面。

折射式喷头结构图

(a)内支架式;(b)外支架式;(c)整体式

1.折射锥；2.喷嘴；3.支架；4.管接头.45编辑ppt

水泵机组

1.底阀2.吸水管3.弯头4.变径接管5.真空表6.水泵

7.压力表8.逆止筏9.闸阀10.压水管46编辑ppt

手推直连式喷灌机

1.喷头；2.竖管；3.水泵；4.电动机；5.开关；

6.电缆；7.吸水管；8.底阀；9.机架；10.车轮47编辑ppt手