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1、水泵及水泵站复习总结第 1 章 水泵的类型与构造 1.1 水泵的分类 1.抽水用的泵就叫做水泵。水泵就是把动力机的能量传送给水，达到提水和增大水的压力的机械。 2.水泵的分类：叶片泵、容积泵和其他类型泵。 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的。分为离心泵、混流泵和轴流泵。 容积泵是依靠周期性改变密闭工作室的容积来传递能量的。分为往复泵和回转泵。 单级单吸离心泵离心泵的分类 单级双吸离心泵离心泵按叶轮进水方式分 多 级 离 心 泵蜗壳式混流泵单吸泵 水流从叶轮一个方向进入 混流泵导叶式混流泵叶 片 泵双吸泵 水流从叶轮两侧进入叶轮 立式泵轴流泵斜式泵按泵内叶轮个数分 卧式
2、泵单级泵 泵内装有1个叶轮 往复泵容 积 泵水泵多级泵 泵内装有2个以上叶轮 回转泵水锤泵 其他类型泵射流泵水轮泵 按泵轴安装方式分：立式轴流泵、卧式轴流泵、斜式轴流泵 按叶片是否可调节:固定叶片式轴流泵、半调节叶片式轴流泵、全调节叶片式轴流泵 混流泵的分类：、蜗壳式混流泵导叶式混流泵 1.2 水泵的构造 1.水泵的主要零件 泵轴是把动力机的功率传递给转轮的零件。 作用：传递动力，将动力机的功率传给水泵。 叶轮作用：传递能量 种类：封闭式、半封闭式、开敞式 密封圈(减漏环、口环、承磨环)作用：减少漏水、承受磨损 安装部位：叶轮进口 轴封装置：连接泵轴与泵体。 轴承作用：定位、减少磨擦 种类：滚
3、动轴承、滑动轴承 泵壳作用：汇流、减速增压、构成定子 材料：多用铸铁 2.水泵的结构 1. 离心泵 单级单吸离心泵、单级双吸泵、多级离心泵 2. 混流泵蜗壳式混流泵导叶式混流泵 3. 轴流泵 1.3 抽水装置 1.抽水装置：水泵装置由水泵及进、出水管道组成，抽水装置由水泵、动力机、传动机构、管道和各种附件组成。 2.管道：泵装置中除了泵机组及进、出水池等水工建筑物以外的部分，称为管道系统。 3.弯头：用于改变管道和水流方向。 4.闸阀：利用闸板改变过流断面积来控制流量。 5.拍门：装在管道出口的单向阀门。 6.底阀 7.穿墙管和软接着 8. 变径接管 1.4 水泵的工作参数：泵的流量、扬程、转
4、速、轴功率及效率、汽蚀余量等。 1.流量体积流量Q和质量流量q 体积流量和质量流量的关系：Q=q/液体的密度 2.扬程的定义：单位重量的液体流过水泵厚能量的增量。 扬程的物理意义扬程单位(m)水泵扬程包括动扬程和势扬程扬程包括了吸水高度、压力高度及管路损失按水泵扬程高低，泵站可为:高扬程泵站 H30m、中扬程泵站 10mH30m、低扬程泵站 H10m、净扬程：出水池水位与进水池水位差 需要扬程：H需=H净+h损 3.功率 轴功率：原动机传递给泵轴的功率。用符号Na表示，单位kW或W。 输出功率：液体流过水泵时由泵传递给它的有效功率。用符号Ne表示，单位kW或W。 rgQHNe=9.8QHNe=
5、用公式表示： 1000泵内损失功率=输入功率-输出功率 4.效率：有效功率与轴功率的比值。反应了水泵传递功率的有效程度。 NergQH h=100%100%Na1000Na 5.转速：水泵转子每分钟旋转的转数。用符号n表示，单位是r/min。 6.允许吸上真空高度或汽蚀余量 第2章 水泵基本理论 2.1 泵内水流分析 2.2 叶片泵的能量方程式欧拉方程 2.4 相似律 2.5 比转速(比转数 比速)用符号ns表示。 比转数特指产生扬程为1m，有效功率为1HP，流量是0.075m/s时的水泵的叶轮的转速。 nQ ns=3.65 H3/4 第3章 水泵能量性能 3.1 水泵的理论性能 水泵的性能指
6、一定转速下，水泵的流量与扬程、流量与轴功率、流量与效率流量与吸上真空高度或汽蚀余量的关系。 1.扬程流量曲线 2.功率流量曲线 3.效率流量曲线 3.2 水泵的实际性能 1.离心泵性能曲线 2.轴流泵性能曲线 3.混流泵性能曲线 3.3 水泵全工况性能曲线 3.4水泵的装置性能 水泵： 水泵机组：水泵、动力机、传动设备 水泵装置：水泵机组、进水管、出水管 水泵站：水泵装置、进水建筑物、出水建筑物 动力系统等。 第4章 泵的运行工况点及调节 4.1 水泵运行工作点 1.抽水系统的管路特性：由于水的粘滞性及固体边壁对水流的影响，使得水流在通过管路时要消耗能量，这一部分能量的损失，称之为管路水力损失
7、，用水柱高表示时，又叫管路水头损失。 2.需要扬程曲线：把单位重量的水从进水池液面送到出水池液面或压力水管中心需要的能量称为需要扬程，用Hr表示。 4.2 水泵的并联运 1.水泵并联工作特点 优点：节省管材、降低投资、提高泵站运行调度的灵活性。 缺点：附件多 适用条件：多机组、高扬程、长管路、地形受到限制 4.3 水泵的串联运行 水泵串联工作是指几台泵顺次连接，前一台水泵的压水管作为后一台水泵的进水管，水以同一流量依次通过各台水泵加压。 第6章 水泵汽蚀性能 6.1 水泵的汽蚀 1.汽蚀又叫空化、空蚀，是液体的特殊物理现象。 2.水从液态转为气态的过程叫汽化，此时相应的压力称为汽化压力，不同的
8、水温有不同的汽化压力。 3.汽蚀现象 4.汽蚀的危害 A.引起部件的剥蚀和破坏(1) 机械剥蚀作用(2) 化学腐蚀作用(3) 电化学作用 B.影响水泵的运行，改变性能曲线(1) 破坏了水泵的正常运行规律，过流面积改变，改变流速方向(2) 汽蚀对不同类型泵的影响，低比转数离心泵的影响，中高比转数离心泵和混流泵，高比转数轴流泵的影响(3) 产生振动、噪音、共振 6.2 汽蚀余量和汽蚀基本方程 1.有效汽蚀余量 6.3 允许汽蚀余量 NPSH=(1.1-1.3)(NPSH)cNPSH=(NPSH)c+0.36.4 水泵吸上真空高度Hs 1.水泵吸上真空高度是指水泵进口处的压强低于大气压强的数值。 通
9、常在S-S断面处安装真空表，真空表上的读数就是水泵的真空度，用米水柱高做单位，则有： Hs为水泵的吸上真空高度，m； 2PPvassH s-=Hsz+hs Pa/pg为进水池液面上的大气压力，m； rgrg2g Ps/pg为泵进口S-S断面的压力，m。 6.5 汽蚀相似律与汽蚀比转数 6.6 水泵安装高程确定 1. 水泵的安装高度指水泵的基准面到进水池液面的垂直高度。水泵的安装高程指水泵基准面的海拔高程。 7.1.1 水泵选型的原则 1. 满足设计流量和扬程的要求2. 长期运行中效率最高3. 性能良好4. 便于维修管理5. 多级泵站选型要考虑级间流量配合。6. 建站投资小。 7.1.2 水泵选
10、型方法和步骤 1. 选型方法按流量过程线选泵根据设计扬程和设计流量选泵 2. 选泵步骤确定泵站设计流量和扬程 流量确定 扬程确定 根据设计扬程选择水泵，确定台数 选择34个方案进行线路 水泵工作点确定水泵工作点校核最后定确定方案，必要时进行工作点调节。 3. 水泵选型中应注意的问题水泵类型的选择 卧式泵：安装精度低，检修方便，占地面积大 立式泵：面积小，通风、采光好，安装精度要求高，检修不便。 斜式轴流泵：安装、检修方便，可安装在岸边斜坡上。 (2) 水泵台数的确定 从经济性考虑，少机组有利。从适应性、保证性考虑，多机组有利。 备用机组 高扬程梯级泵站选型中应注意的问题 同一灌区最好选用同一类
11、型水泵 要考虑各级泵站间的流量配合问题 7.3.1 直接传动1. 优点：结构简单，占地面积小，平稳、安全，效率高。 2. 缺点：不便于转速调节和综合利用。 7.3.2 间接传动 7.3.3 液压传动1. 液压联轴器组成：传动泵轮 传动透平轮 空腔 动力机轴 泵轴 2. 工作原理 7.3.4 电磁传动(磁力联轴器) 7.4 泵站辅助设备 泵站辅助设备分为: 油系统：包括压力油系统和润滑油系统 水系统：包括供水系统和排水系统 气系统：包括压缩空气系统和抽气系统 通风 起重 4. 自然通风 自然通风的种类：热压通风、风压通风两种，设计时按热压通风计算。 5. 机械通风(1) 机械通风方式：机械进风
12、机械抽风 机械进风、机械抽风。 (2) 机械通风设计： 风速的选择 风管的选择。 管道阻力计算 7.4.5 拦污及清污设施 7.4.6 其他设施1.供水系统2.排水系统3.消防4.防雷设施5.通信 7.5 泵站自动化系统 8.1.1 泵站工程规划的任务 1.查勘地形、地质、水文、气象等情况 水源情况 电源、交通等基础设施社会经济条件行政区划已有的工程设施及规划本地区作物种植情况 2. 站工程规划的任务：(1) 确定工程规模及其控制范围。(2) 灌溉、供水、排涝标准。 (3) 确定工程的总体布置方案。(4) 泵站站址的选择。(5) 流量、扬程确定。(6) 机组选型及配套、辅助设备的选型。(7)
13、运行方案确定。(8) 技术经济论证及经济效益分析 8.1.2 泵站工程规划的原则 (1) 泵站工程是整个国民经济建设的一部分。 (2) 泵站工程是整个水利工程的一部分。 (3) 合理规划，全面考虑。 (4) 考虑上下游、左右岸的关系。 (5) 近期规划与长远相结合。 (6) 经济分析及评价。 8.4.1 有引渠泵站建筑物组成及布置 1. 适用条件：灌区离水源较远 2. 优点：减小管长，降低投资，机组运行平稳，防洪问题易解决。3. 缺点：引渠淤积问题突出 进水池水位确定及作用 设计最高水位 确定：从河流、湖泊、水库取水按设计保证率确定 作用：确定挡水墙、电机层等高程、校核工作点 设计水位 确定：
14、从河流、湖泊、水库取水按设计保证率确定 作用：确定泵站设计扬程设计最低水位 确定：从河流、湖泊、水库取水按设计保证率确定 作用：确定水泵安装高程、校核工作点 4.防止泥沙淤积的措施沉沙池冲沙廊道环形引渠 8.4.2 无引渠泵站建筑物组成及布置 1. 使用条件：灌区离水源较近 2. 优点：淤积问题好解决 3. 缺点：机组受水源变幅影响大，防洪问题突出 第9章 泵房 固定式泵房：分基型 干室型 湿室型 块基型 移动式泵房：船型 车型 泵房设计原则：1、在满足设备安装、检修及安全运行的前提下，尺寸最小。2、在各种工件条件下应满足稳定、强度、刚度要求，抗震性能良好。3、泵房应座落在稳定的地基基础上。4
15、、满足通风、采光等要求。5、水下部分要满足防渗等要求。6、美观大方。 9.1.1分基型泵房 1.结构特点:(1)基础分开(2) 结构简单(3)施工容易(4)造价较低(5)通风采光好(6)防潮条件 2. 适用场合 (1)水源水位变幅小于水泵的有效吸程 (2)安装卧式离心泵或混流泵。 (3)站址基础良好。 9.1.2干室型泵房 1. 结构特点:(1)地下为钢筋混凝土封闭结构 (2) 机组基础与泵房基础为整体 (3) 通风采光条件差 (4) 泵房抗浮稳定性差 2. 适用条件 (1) 水位变幅较大，采用分基型泵房不经济 (2) 安装卧式机组，立式机组多采用圆筒型泵房 (3) 地下水位较高，好的或比较好
16、的地基条件 3. 干室型泵房的种类 (1)矩形干室型 (2)圆筒形干室型 (3)潜没干室型 9.1.3 湿室型泵房 1.结构特点：(1) 泵房下面为进水池 (2) 泵房为多层 2. 适用场合 (1) 安装口径900mm的立式泵 (2) 水源水位变幅较大 3.优点 (1) 泵房通风采光条件好 (2) 立式泵吸水条件好 (3) 泵房占地面积小 4. 缺点 (1)机组安装要求精度高 (2)安装检修条件差 9.1.4 块基型泵房 1. 结构特点：水泵进水流道与基础整体浇筑 2. 适用条件 (1)水泵口径大于1200mm (2)软基上修建 (3)泵房直接挡水 9.1.5 影响泵房结构的因素 (1) 水源
17、水位变幅(2) 站址地质条件(3) 机组类型(4) 枢纽布置 9.2 泵房内部布置与尺寸确定 双列交错式布置 卧式机组一列式布置 9.2.1 卧式泵房机组设备布置及尺寸确定 1. 泵房内部布置 主机组布置 1）一列式布置 优点：美观整齐，泵房跨度小。 适用于：机组台数较少，安装立式机组。 2）双列交错式布置 优点：减小泵房长度，面积减小。 适用于：机组台数较多 3）平行一列式布置 适用于：单级单吸泵、卧式混流泵 2. 泵房尺寸确定泵房的长度L=nL0+(n-1)L1+2L2+L3+L4 3、泵房的高度 2）泵房的跨度B=b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7 泵房地面高程 地= 安+h1+h2 (2)检修间高程 检= 高+安全超高 (3)吊车轨道的高程 检=h1+h2+h3+h4+h5+h6 (4)屋面大梁的高程 （ (1)
