泵与泵站

泵与泵站1.3发展趋势1.2泵的定义及分类按作用原理分1、叶片式泵：离心泵、轴流泵、混流泵2、容积式泵：活塞式往复泵、转子泵等3、其它类型泵第二章叶片式水泵2.1离心泵的工作原理与基本构造2.2离心泵的主要零件2.3叶片泵的基本性能参数2.4离心泵的基本方程式2.5离心泵装置的总扬程2.6离心泵的特性曲线2.7离心泵装置定速运行工况2.8离心泵装置调速运行工况2.9离心泵装置换轮运行工况2.10离心泵并联及串联运行工况2.11离心泵吸水性能2.12离心泵机组的使用及维护2.13轴流泵及混流泵2.14给水排水工程中常用的叶片泵2.1离心泵的工作原理与基本构造2.1.1两个例子(1)在雨天，旋转雨伞，水滴沿伞边切线方向飞出，旋转的雨伞结水滴以能量，旋转的离心力把雨滴甩走，如图所示。2.2离心泵的主要零件离心泵是由许多零件组成的，离心泵的组成主要有：叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封装置、减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡装置。单级单吸卧式离心泵1-叶轮；2-泵轴；3-键；4-泵壳；5-泵座；6-灌水孔；7-放水孔，8-接真空表孔，9-接压力表孔，10-泄水孔，11-填料盒；12-减漏环；13-轴承座；14-压盖调节螺栓；15-传动轮1、叶轮叶轮：单吸式、双吸式1、叶轮叶轮：单吸式、双吸式2、泵轴3、泵壳4、泵座铸铁水泵配件、泵轴泵键5、轴封装置：泵轴与泵壳间(1)填料密封(2)机械密封(2)机械密封6、减漏环(承磨环)叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处7、轴承座ZHZ滑动轴承滚动轴承8、联轴器ZML膜片及连轴器9、轴向力平衡措施2.3叶片泵的基本性能参数水泵的6个性能参数：1、流量(抽水量)——水泵在单位时间内所输送的液体数量。用字母Q表示，常用的体积流量单位是m3／h或L／s。常用的重量流量单位是t／h。2.4离心泵的基本方程式2.4.1叶轮中液体的流动情况(1)相对速度W；圆周速度u(牵连速度)；绝对速度C(2)C与u的夹角α；C与W的夹角β离心泵叶片形状222222cotcosruCuCC222sinCCr叶轮出口速度三角形2.4.2基本方程式的推导三点假定：(1)液流是恒定流；(2)叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同名速度相等。(3)液流为理想液体，也即无粘滞性。单位时间里控制面内恒定总流的动量矩变化(流出液体的动量矩与流入液体的动量矩之矢量差)等于作用于该控制面内所有液体质点的外力矩之和。2.4.3基本方程式的讨论（1）为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，取α１＝90°，既Ｃ１u=0则（2）则增加转速(n)相加大轮径(D2)，可以提高水泵之扬程。gCuHuT226022Dnu(3)离心泵的理论扬程与液体的容重无关但当输送不同容重的液体时，水泵所消耗的功率将是不同的。(4)水泵的扬程由两部分能量组成，一部分为势扬程(H1)，另一部分为动扬程(H2)，它在流出叶轮时，以比动能的形式出现。21HHHT2.4.4基本方程式的修正假定1基本满足。假定2“反旋现象”。假定3有水力损耗pHHTT1'pHHHThTh1'ηh——水力效率;p——修正系数。2.5.1离心泵装置水泵配上管路及一切附件后的“系统”2.5.2水泵的总扬程基本计算方法：（1）进出口压力表表示（校核）（2）用扬升液体高度和水头损失表示（设计）§2.5离心泵装置的总扬程2.5.2水泵装置的工作扬程（1）基本计算公式Hd：以水柱高度表示的压力表读数（m）Hv：以水柱高度表示的真空表读数（m）vdHHHvvpHddpH（2）公式推导:ZgvvHHHvd22122)2(221112222gvpzgvpzHgvvppzzH2)(21221212vappp1dappp2ddpHvvpHvdHHH2.5.3水泵装置的设计扬程（1）基本计算公式:HST：水泵的静扬程（mH2O）Σh：水泵装置管路中水头损失之总和（mH2O）hHHST（2）公式推导:shgvpzgvpz)2(221112000svsshgvHzH220212221zgvhHHsssvdssdsssdhhHHHHHhHHST2222zgvhHHdsdd同理：思考：对于公式有没有简便的方法进行公式推导？hHHST注：本节中所介绍的求水泵扬程公式，对于其它各种布置形式的水泵装置也都适用，包括自灌式。P107习题：1、2、4§2.6离心泵的特性曲线2.6.1离心泵的特性曲线特性曲线：在一定转速下，离心泵的扬程、功率、效率等随流量的变化关系称为特性曲线。它反映泵的基本性能的变化规律，可做为选泵和用泵的依据。各种型号离心泵的特性曲线不同，但都有共同的变化趋势。2.6.2理论特性曲线的定性分析)cot(2222FQuguHTTgCuHuT22QT——泵理论流量(m3／s)。也即不考虑泵体内容积损失(如漏泄量、回流量等)的水泵流量；F2——叶轮的出口面积(m2)；C2r——叶轮出口处水流绝对速度的径向分速(m／s)。TTBQAH22FQCTrTTBQAH1、β２＜90°(1)直线QT-HT(2)直线I(3)扣除水头损失(Ⅱ)摩阻、冲击(4)扣除容积损失(Q-H线)guA22gpuA)1(22(1)水力效率ηh：泵体内两部分水力损失必然要消耗一部分功率，使水泵的总效率下降。(2)容积效率ηv：在水泵工作过程中存在着泄漏和回流问题，存在容积损失。(3)机械效率ηM：机械性的摩擦损失总效率ThHHNNhMTvQQMvhNQH2、(β２90°)从上式可看出，水泵的扬程将随流量的增大而增大，并且，它的轴功率也将随之增大。对于这样的离心泵，如使用于城市给水管网中，将发现它对电动机的工作是不利的。TTBQAH结论：目前离心泵的叶轮几乎一律采用后弯式叶片(β２＝20°-30°左右)。这种形式叶片的特点是随扬程增大，水泵的流量减小，因此，其相应的流量Q与轴功率N关系曲线(Q-H曲线)，也将是一条比较平缓上升的曲线，这对电动机来讲，可以稳定在一个功率变化不大的范围内有效地工作。2.6.2实测特性曲线的讨论(1)扬程H是随流量Q的增大而下降。(2)水泵的高效段：在一定转速下，离心泵存在一最高效率点，称为设计点。该水泵经济工作点左右的一定范围内(一般不低于最高效率点的10％左右)都是属于效率较高的区段，在水泵样本中，用两条波形线“”标出。(3)轴功率随流量增大而增大，流量为零时轴功率最小。(“闭闸启动”)(4)在Q—N曲线上各点的纵坐标，表示水泵在各不同流量Q时的轴功率值。电机配套功率的选择应比水泵轴率稍大。(5)水泵的实际吸水真空值必须小于Q—HS曲线上的相应值，否则，水泵将会产生气蚀现象。(6)水泵所输送液体的粘度越大，泵体内部的能量损失愈大，水泵的扬程(H)和流量(Q)都要减小，效率要下降，而轴功率却增大，也即水泵特性曲线将发生改变。