1、第三章第三章 泵的工作原理、构造、运行维护泵的工作原理、构造、运行维护 与水泵站的管理与水泵站的管理 第一节第一节 泵的定义和分类泵的定义和分类 第二节第二节 抽水装置及抽水过程抽水装置及抽水过程 第三节第三节 叶片泵的构造与工作原理叶片泵的构造与工作原理 第四节第四节 水泵的选择水泵的选择 第五节第五节 离心泵并联及串联运行工况离心泵并联及串联运行工况 第六节第六节 叶片泵的气蚀及安装高度的确定叶片泵的气蚀及安装高度的确定 第七节第七节 离心泵机组的使用、维护及更新改造离心泵机组的使用、维护及更新改造 第八节第八节 泵站中的辅助设施泵站中的辅助设施 第九节第九节 泵站噪声及其消除泵站噪声及其
2、消除 . . .v水泵定义水泵定义:水泵是输送和提升液体的机器。它把原动机的机械能水泵是输送和提升液体的机器。它把原动机的机械能转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能。转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能。 电能电能 机械能机械能 压能（势能）压能（势能）v水泵分类水泵分类：水泵按其作用原理可分为以下三类：水泵按其作用原理可分为以下三类： (1)叶片式水泵叶片式水泵：它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋：它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。属于这一类的有转而完成的。属于这一类的有离心泵、轴流泵、混流泵离心泵、轴流泵、混流泵(2)容积式水泵容积式水泵：它对液体的压送
3、是靠泵体工作室容积的改变：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的。一般使工作室容积改变的方式有往复运动和旋转来完成的。一般使工作室容积改变的方式有往复运动和旋转运动两种。运动两种。(3)其它类型水泵其它类型水泵：这类泵是指除叶片式水泵和容积式水泵以：这类泵是指除叶片式水泵和容积式水泵以外的特殊泵。属于这一类螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵外的特殊泵。属于这一类螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及气升泵。以及气升泵。第一节第一节 泵的定义和分类泵的定义和分类. . .叶片式叶片式水泵分类水泵分类：根据叶轮出水的水流方向可将叶：根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流片式
4、水泵分为径向流、轴向流和斜向流3种；种；径向流的叶轮称为径向流的叶轮称为离心泵离心泵，液体质点在叶轮中，液体质点在叶轮中流动时主要受到的是离心力作用。特点：小流流动时主要受到的是离心力作用。特点：小流量、高扬程。量、高扬程。轴向流的叶轮称为轴向流的叶轮称为轴流泵轴流泵，液体质点在叶轮中，液体质点在叶轮中流动时主要受到的是轴向升力的作用。特点：流动时主要受到的是轴向升力的作用。特点：大流量、低扬程。大流量、低扬程。斜向流的叶轮称为斜向流的叶轮称为混流泵混流泵，它是上述两种叶轮，它是上述两种叶轮的过渡形式，液体质点在这种水泵叶轮中流动的过渡形式，液体质点在这种水泵叶轮中流动时既受离心力的作用，又有
5、轴向升力的作用。时既受离心力的作用，又有轴向升力的作用。混流泵的特点界于离心泵和轴流泵之间。混流泵的特点界于离心泵和轴流泵之间。 . . .叶片式水泵图叶片式水泵图. . .水锤泵的原理图水锤泵的原理图. . .水锤泵的原理水锤泵的原理 利用流动中的水被突然制动时所产生的能量，利用流动中的水被突然制动时所产生的能量，使其中一部分水压升到一定高度的一种泵。使其中一部分水压升到一定高度的一种泵。图为水锤泵的工作示意。沿进水管向下流动图为水锤泵的工作示意。沿进水管向下流动的水流至单向阀的水流至单向阀A(静重负载阀静重负载阀)附近时，水流附近时，水流冲力（只要流动速度足够大，就有足够的冲冲力（只要流动
6、速度足够大，就有足够的冲力）使阀迅速关闭。水流突然停止流动，水力）使阀迅速关闭。水流突然停止流动，水流的动能即转换成压力能，于是管内水的压流的动能即转换成压力能，于是管内水的压力升高，将单向阀力升高，将单向阀B 冲开，一部分水即进入冲开，一部分水即进入空气室中并沿出水管上升到一定的高度。随空气室中并沿出水管上升到一定的高度。随后，由于进水管中压力降低，阀后，由于进水管中压力降低，阀A在静重作用在静重作用下自动落下，回复到开启状态。同时空气室下自动落下，回复到开启状态。同时空气室中的压缩空气促使阀中的压缩空气促使阀 B关闭，整个过程遂又关闭，整个过程遂又重复进行。利用水锤泵可以使进水管中流动重复
7、进行。利用水锤泵可以使进水管中流动的水大约的水大约15压升到相当于压升到相当于5倍进水管落差的倍进水管落差的高度。高度。. . .水轮泵的原理水轮泵的原理 水轮机水轮机与与离心泵离心泵结合为一体的中、小型输水泵结合为一体的中、小型输水泵（见图），又称水力抽水机。它直接利用水的下（见图），又称水力抽水机。它直接利用水的下落作为动力推动水轮运转。在落差大于落作为动力推动水轮运转。在落差大于1 米、流米、流量大于量大于 0.1立方米秒的河流、水库和渠道上均立方米秒的河流、水库和渠道上均可安装水轮泵提水。占水轮泵绝大多数的低、中可安装水轮泵提水。占水轮泵绝大多数的低、中水头水轮泵（水头为水头水轮泵（水
8、头为20米以下）一般采用立式结米以下）一般采用立式结构。水轮机一般为轴流式，离心泵的压出室一般构。水轮机一般为轴流式，离心泵的压出室一般采用蜗壳式。泵设在水轮机之上，整机全部淹没采用蜗壳式。泵设在水轮机之上，整机全部淹没在水中运转，因此无需吸水管。泵和水轮机之间在水中运转，因此无需吸水管。泵和水轮机之间采用水润滑轴承。水轮泵结构简单，制造容易，采用水润滑轴承。水轮泵结构简单，制造容易，操作方便，维修费用很低，不抽水时接动力输出操作方便，维修费用很低，不抽水时接动力输出轴可带动加工机械或小型发电机，特别适合于山轴可带动加工机械或小型发电机，特别适合于山区农村使用。据统计，中国农村到区农村使用。据
9、统计，中国农村到1980年为止已年为止已建成水轮泵站建成水轮泵站4万多座，装机万多座，装机6.3万台。沿海还建万台。沿海还建有利用潮汐能的水轮泵站。有利用潮汐能的水轮泵站。 . . .射流泵的原理射流泵的原理 依靠一定压力的工作流体通过喷嘴高速依靠一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出带走被输送流体的泵。（大气压可以把喷出带走被输送流体的泵。（大气压可以把水注压倒水注压倒10.33米高）米高）图为射流泵的工作原理。工作流体图为射流泵的工作原理。工作流体Qo从从喷嘴高速喷出时，在喉管入口处因周围的空喷嘴高速喷出时，在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空，被输送的流体气被射流卷走而形成真空，被输
10、送的流体QS即被吸入。两股流体在喉管中混合并进行动即被吸入。两股流体在喉管中混合并进行动量交换，使被输送流体的动能增加，最后通量交换，使被输送流体的动能增加，最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能。过扩散管将大部分动能转换为压力能。1852年，英国的年，英国的D.汤普森首先使用射流泵作为实汤普森首先使用射流泵作为实验仪器来抽除水和空气。验仪器来抽除水和空气。20世纪世纪30年代起，年代起，射流泵开始迅速发展。按照工作流体的种类射流泵开始迅速发展。按照工作流体的种类射流泵可以分为液体射流泵和气体射流泵，射流泵可以分为液体射流泵和气体射流泵，其中以水射流泵和蒸汽射流泵最为常用。射其中以水射流泵和蒸
11、汽射流泵最为常用。射流泵主要用于输送液体、气体。它还能与离流泵主要用于输送液体、气体。它还能与离心泵组成供水用的深井射流泵装置，由设置心泵组成供水用的深井射流泵装置，由设置在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以工作流体来抽吸井水。射流泥浆泵用于河道工作流体来抽吸井水。射流泥浆泵用于河道疏浚、水下开挖和井下排泥。疏浚、水下开挖和井下排泥。. . .电磁泵的原理电磁泵的原理处在磁场中的通电流体在处在磁场中的通电流体在电磁力电磁力作用下向一定方向流作用下向一定方向流动的动的泵泵。利用磁场和导电流体中。利用磁场和导电流体中电流电流的相互作用，使的相互作用，使流体受
12、电磁力作用而产生压力梯度，从而推动流体运流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动流体运动的一种装置。实用中大多用于泵送液态金属，所以动的一种装置。实用中大多用于泵送液态金属，所以又称液态金属电磁泵。又称液态金属电磁泵。 电磁泵没有机械运动件，结构简单，密封性好，运电磁泵没有机械运动件，结构简单，密封性好，运转可靠，不需要轴密封，因此在转可靠，不需要轴密封，因此在化工化工、印刷印刷行业中用行业中用于输送一些有毒的于输送一些有毒的重金属重金属，如，如汞汞、铅铅等，用于核动力等，用于核动力装置中输送作为载热体的液态金属（装置中输送作为载热体的液态金属（钠钠或或钾钾、钠钾合、钠钾合金），也用于金），也
13、用于铸造铸造生产中输送生产中输送熔融熔融的有色金属。的有色金属。流量流量可达可达13000米米3时，时，压力压力达达1.7兆帕，温度达兆帕，温度达1200。电磁泵按电磁泵按电源电源形式可分为形式可分为交流泵和直流泵交流泵和直流泵。按液态金属中电流馈给的方式可分为传导式（电导式）电磁泵和感应式电磁泵。电导按液态金属中电流馈给的方式可分为传导式（电导式）电磁泵和感应式电磁泵。电导式电磁泵用直流或式电磁泵用直流或交流交流电。它有一根非磁性难熔电。它有一根非磁性难熔金属金属制的管（见图），管周围是制的管（见图），管周围是磁铁磁铁，磁力线磁力线与管垂直。当通入与管和磁力线均垂直的电流时，根据与管垂直。当
14、通入与管和磁力线均垂直的电流时，根据左手定则左手定则，产生机械力，产生机械力把导电流体压送出管。电导式一般为小型泵，用于低压和小流量。传导式电磁泵中，把导电流体压送出管。电导式一般为小型泵，用于低压和小流量。传导式电磁泵中，电流由外部电源经泵沟两侧的电流由外部电源经泵沟两侧的电极电极直接传导给液态金属。感应泵中，感应式使用多相直接传导给液态金属。感应泵中，感应式使用多相交流电。电流则由交变磁场感应产生。最新式的感应式电磁泵是直线感应泵，装有布交流电。电流则由交变磁场感应产生。最新式的感应式电磁泵是直线感应泵，装有布置成扁平的、直线状的置成扁平的、直线状的定子定子绕组，感应力呈轴向，尺寸较大，大
15、流量泵均属这种类型。绕组，感应力呈轴向，尺寸较大，大流量泵均属这种类型。. . .蠕动泵的工作原理：蠕动泵的工作原理： 通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体。就象用两根手指夹挤软管一放来泵送流体。就象用两根手指夹挤软管一样样,随着手指的移动随着手指的移动,管内形成负压管内形成负压,液体随之液体随之流动流动. 蠕动泵就是在两个转辊子之间的一段泵蠕动泵就是在两个转辊子之间的一段泵管形成管形成“枕枕”形流体。拿转子直径相同的泵形流体。拿转子直径相同的泵相比较，产生较大相比较，产生较大“枕枕”体积的泵，其转子体积的泵，其转子每转一圈所输送的流体体积也
16、较大，但产生每转一圈所输送的流体体积也较大，但产生的脉动度也较大。这与膜阀的情形相似。而的脉动度也较大。这与膜阀的情形相似。而产生较小产生较小“枕枕”体积的泵，其转子每转一圈体积的泵，其转子每转一圈所输送的流体体积也较小；而且，快速、连所输送的流体体积也较小；而且，快速、连续地形成的小续地形成的小“枕枕”使流体的流动较为平稳。使流体的流动较为平稳。这与齿轮泵的情形相似。这与齿轮泵的情形相似。 蠕动泵的应用领域：蠕动泵的应用领域：化工行业；采矿、冶金行业；化工行业；采矿、冶金行业；造纸行业；油漆涂料行业；食造纸行业；油漆涂料行业；食品行业；陶瓷行业；石油行业；品行业；陶瓷行业；石油行业；水处理行
17、业；水处理行业； . . .容积式水泵容积式水泵 依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵。往复泵按往复元件不同分为输送液体或使之增压的容积式泵。往复泵按往复元件不同分为活塞泵活塞泵、柱塞柱塞泵泵和和隔膜泵隔膜泵3 3种类型。种类型。活塞泵活塞泵又叫电动往复泵，从结构分为单缸和多缸，其特点是扬程较高。又叫电动往复泵，从结构分为单缸和多缸，其特点是扬程较高。适用适用于输送常温无固体颗粒的油乳化液等于输送常温无固体颗粒的油乳化液等。用于油田、煤层注水、注油、采油；。用于油田、煤层
18、注水、注油、采油；膛压机水压机的动力泵，水力清砂，化肥厂输送氨液等。若过流部件为不锈膛压机水压机的动力泵，水力清砂，化肥厂输送氨液等。若过流部件为不锈钢时，可输送腐蚀性液体。另外根据结构材质的不同还可以输送高温焦油、钢时，可输送腐蚀性液体。另外根据结构材质的不同还可以输送高温焦油、矿泥、高浓度灰浆、高粘度液体等。矿泥、高浓度灰浆、高粘度液体等。轴向柱塞泵轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以达到很高的化来进行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以
19、达到很高的精度配合，因此容积效率高，运转平稳，流量均匀性好，噪声低，工作压力精度配合，因此容积效率高，运转平稳，流量均匀性好，噪声低，工作压力高等优点，但对液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。高等优点，但对液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。 隔膜泵隔膜泵是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵，其工作原理近似于柱是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵，其工作原理近似于柱塞泵塞泵 . . .隔膜泵. . .隔膜泵的原理隔膜泵的原理1、空气经由气阀压缩进入膜片、空气经由气阀压缩进入膜片A之背面，由膜片挤压液室。此种之背面，由膜片挤压液室。此种以空气驱动的方式可免除一般以空气驱动的方
20、式可免除一般活活塞塞驱动之机械应力，从而显著地驱动之机械应力，从而显著地延长膜片的寿命。在压缩空气将延长膜片的寿命。在压缩空气将膜片膜片A推离中心体时，另一端之推离中心体时，另一端之膜片膜片B同时被连结之中心轴拉向同时被连结之中心轴拉向中心体，此时，膜片中心体，此时，膜片B背面之空背面之空气由出口排放到泵体外。如此使气由出口排放到泵体外。如此使B室形成真空状态，因而能靠外室形成真空状态，因而能靠外面大气压力之作用将流体由入口面大气压力之作用将流体由入口支管将阀球推离阀座使流体能自支管将阀球推离阀座使流体能自由地进入由地进入B室直至填满。室直至填满。 . . .隔膜泵的原理隔膜泵的原理2、当受空
21、气挤压之膜片、当受空气挤压之膜片A达到其达到其位移极限时，空气位移极限时，空气 阀会将空气引阀会将空气引导至膜片导至膜片B之背面，同样形成挤之背面，同样形成挤压力而使其推离中心体，同时将压力而使其推离中心体，同时将连结的膜片连结的膜片A拉回中心体，此时拉回中心体，此时膜片膜片B之驱动所产生的之驱动所产生的液压液压将入将入口阀球推回阀座，同时将出口阀口阀球推回阀座，同时将出口阀球推离阀座使流体能被挤压而从球推离阀座使流体能被挤压而从出口排出泵体出口排出泵体 外。膜片外。膜片A被拉回被拉回中心体这个动作使中心体这个动作使A室形成真空室形成真空状态，因而能靠大气压力作用将状态，因而能靠大气压力作用将
22、流体由入口支管将阀球推离阀座流体由入口支管将阀球推离阀座而进入而进入A室直至填满。室直至填满。 . . .隔膜泵的原理隔膜泵的原理3、当膜片之运动完成时，空气、当膜片之运动完成时，空气阀再次引导空气至膜片阀再次引导空气至膜片A之背面，之背面，同时膜片同时膜片B做空气排放动作。在做空气排放动作。在泵回复到泵回复到 原启动状态时，泵内的原启动状态时，泵内的两个膜片各自完成了一个空气排两个膜片各自完成了一个空气排放或流体排放的过程。这构成了放或流体排放的过程。这构成了一个一个循环循环泵送过程。依使用状况，泵送过程。依使用状况，泵通过数次完全的循环泵送动作泵通过数次完全的循环泵送动作而使泵达到而使泵达
23、到 自吸状态。自吸状态。 . . .第二节 抽水装置及抽水过程v1、离心泵离心泵的抽水装置底阀底阀和莲和莲蓬头蓬头弯管弯管离心泵离心泵动力机动力机压力管道压力管道出水池出水池. . . . . . . . . . .v2、轴流泵喇叭管喇叭管弯管弯管轴流泵轴流泵动力机动力机压力管道压力管道出水池出水池. . . . .v 电动机装在水泵的上层，用联轴器与水电动机装在水泵的上层，用联轴器与水泵直接连接。水泵出水弯管与出水管路连接。泵直接连接。水泵出水弯管与出水管路连接。泵运行时电动机带动叶轮在水中旋转，进水泵运行时电动机带动叶轮在水中旋转，进水池的水从喇叭管进入叶轮后，经导叶体、出池的水从喇叭管进
24、入叶轮后，经导叶体、出水弯管和出水管流入出水池。轴流泵抽水装水弯管和出水管流入出水池。轴流泵抽水装置无需设置闸阀，停泵时断流设备采用拍门。置无需设置闸阀，停泵时断流设备采用拍门。管路附件仅有管路附件仅有 45o弯头一只。弯头一只。. . .第三节 叶片泵的构造与工作原理v一、离心泵一、离心泵v（一）离心泵的工作原理（一）离心泵的工作原理. . .（一）离心泵的工作原理（一）离心泵的工作原理v离心泵的离心泵的工作原理工作原理：离心泵在启动之前，应先用：离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸水管道，然后，驱动电机，使叶水灌满泵壳和吸水管道，然后，驱动电机，使叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心
25、力作轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在这的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转动叶源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水就形成了离心泵的连续输
26、水 。. . .离离心心泵泵的的工工作作原原理理. . .（二）离心泵的构造（二）离心泵的构造v1、按叶轮进水方式分：v单吸泵：单面进水悬臂式离心泵；v双吸泵：双面进水离心泵。. . .IS型单级单吸离心泵 . . .IS型单级单吸离心泵v IS型水泵系单级单吸离心水泵，供输送清水及物理化学性质类似于水的液体之用。 主要用于工业及城市给水之用，也可用于农业灌溉。1、水温不超过80。2、被抽送液体的PH值为6-8。. . .IS型图. . .S型单级双吸离心泵型单级双吸离心泵 产品概述产品概述 S型泵是单级双吸，卧型泵是单级双吸，卧式中开离心泵，供输送清式中开离心泵，供输送清水或物理化学性质类似
27、于水或物理化学性质类似于水的其它液体之用。输送水的其它液体之用。输送液体的温度不超过液体的温度不超过80，适合于工厂、矿山、城市、适合于工厂、矿山、城市、电站、农田排灌和各种水电站、农田排灌和各种水利工程。利工程。 型号意义：型号意义： 200S63A 200 泵吸入口直泵吸入口直径为径为200mm； S单级双吸离心泵；单级双吸离心泵； 63 扬程为扬程为63m； A 叶轮外径第一叶轮外径第一次切割。次切割。. . .S型图型图. . .（三）离心泵的组成（三）离心泵的组成离心泵的离心泵的组成组成主要有：主要有： 叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封装置、叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封装置、减漏环、轴承
28、座、联轴器、轴向力平衡减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡装置。装置。. . .1、叶轮叶轮叶轮是离心泵的主要零件，叶轮的形状和尺寸是通过水力计算来决定的。叶轮是离心泵的主要零件，叶轮的形状和尺寸是通过水力计算来决定的。选择叶轮材料时，除了要考虑离心力作用下的机械强度以外，还要考虑选择叶轮材料时，除了要考虑离心力作用下的机械强度以外，还要考虑材料的耐磨和耐腐蚀性能。目前多数叶轮采用材料的耐磨和耐腐蚀性能。目前多数叶轮采用铸铁、铸钢和青铜铸铁、铸钢和青铜制成。制成。叶轮一般可分为叶轮一般可分为单吸式单吸式叶轮与叶轮与双吸式双吸式叶轮两种。单吸式叶轮是单边吸水，叶轮两种。单吸式叶轮是单边吸水，叶轮的
29、前盖板与后盖板呈不对称状。双吸式叶轮两边吸水，叶轮盖板呈叶轮的前盖板与后盖板呈不对称状。双吸式叶轮两边吸水，叶轮盖板呈对称状，一般大流量离心泵多数采用双吸式叶轮对称状，一般大流量离心泵多数采用双吸式叶轮 。双吸式叶轮双吸式叶轮 1-吸入口；吸入口；2一轮盖；一轮盖； 3一叶片一叶片 4一轮毂；一轮毂；5一轴孔一轴孔单吸式叶轮单吸式叶轮 1-前盖板；前盖板；2一后盖一后盖板；板；3一叶片一叶片 4一叶槽；一叶槽；5一吸入一吸入口；口；6轮毂；轮毂； 7泵轴泵轴. . . . .2、泵、泵 轴轴v泵轴是用来旋转泵叶轮的，常用材料是碳素泵轴是用来旋转泵叶轮的，常用材料是碳素钢和不锈钢。泵轴应有足够的
30、抗扭强度和足钢和不锈钢。泵轴应有足够的抗扭强度和足够的刚度，其挠度不超过允许值；工作转速够的刚度，其挠度不超过允许值；工作转速不能接近产生共振现象的临界转速。不能接近产生共振现象的临界转速。. . . 泵壳通常铸成蜗壳形，其泵壳通常铸成蜗壳形，其过水部分要求有良好的水过水部分要求有良好的水力条件。泵壳顶上设有充力条件。泵壳顶上设有充水和放气的螺孔，以便在水和放气的螺孔，以便在水泵起动前用来充水及排水泵起动前用来充水及排走泵壳内的空气。走泵壳内的空气。. . . 4、减漏环 （密封环）叶轮吸入口的外圆与泵壳叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处存在一个转内壁的接缝处存在一个转动接缝，容易发生水的回动
31、接缝，容易发生水的回流。产生容积损失。流。产生容积损失。. . .5、轴封装置 v泵轴穿出泵壳时，在轴与壳之间存在着间隙，如不采取措施，间隙处就会有泄漏。当间隙处的液体压力大于大气压力(如单吸式离心泵)时，泵壳内的高压水就会通过此间隙向外大量泄漏；当间隙处的液体压力为真空(如双吸式离心泵)时，则大气就会从间隙处漏入泵内，从而降低泵的吸水性能。为此，需在轴与壳之间的间隙处设置密封装置，称之为轴封。目前，应用较多的轴封装置有填料密封、机械密封。. . .五、轴封装置叶轮叶轮水泵水泵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. . .轴流泵的基本组成轴流泵的基本组成v1、轴流泵的、轴流泵的
32、工作原理工作原理：轴流泵是利用叶轮：轴流泵是利用叶轮在水中旋转时产生的在水中旋转时产生的推力推力将水推挤上升的。将水推挤上升的。v2、轴流泵的、轴流泵的组成组成：喇叭管、叶轮、导叶体、：喇叭管、叶轮、导叶体、出水管、泵轴、轴承、填料函。出水管、泵轴、轴承、填料函。. . .立立式式轴轴流流泵泵结结构构图图. . .v3、写出下面混流泵各组成部分的名称及作用。、写出下面混流泵各组成部分的名称及作用。. . .答 案. . . 1、流量流量(抽水量抽水量)水泵在单位时间内所输水泵在单位时间内所输送的液体的体积或质量。送的液体的体积或质量。以字母以字母Q表示，常用单位是表示，常用单位是m3/s、Ls
33、、t/h。 水泵铭牌上的流量是指设计流量，又称额定流水泵铭牌上的流量是指设计流量，又称额定流量，水泵在此流量下运行效率最高。量，水泵在此流量下运行效率最高。（四）水泵的性能参数（四）水泵的性能参数. . .2、扬程扬程（水头）（水头）水泵对单位重量（水泵对单位重量（1kg）液体所）液体所做的功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。做的功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。以字母以字母H表示，常用液柱高度表示，常用液柱高度m表示。表示。其它单位：其它单位：Pa (kPa)、atm(1个工程大气压个工程大气压) 1atm=98.0665 kPa 0.1 MPa扬程计算为扬程计算为H=E2
34、-E1. . .扬程扬程总扬程总扬程实际扬程实际扬程吸程吸程压程压程. . .扬程扬程总扬程总扬程压力表压力表的读数的读数. . .3、功、功 率率（1）轴功率轴功率（输入功率）（输入功率） (P)泵轴得自原动机泵轴得自原动机所传递过来的功率称为轴功率，以所传递过来的功率称为轴功率，以P表示，单位以表示，单位以KW表示，水泵铭牌上为轴功率，即表示，水泵铭牌上为轴功率，即额定功率额定功率。 （2）有效功率（输出功率）有效功率（输出功率）单位时间内单位时间内水泵对液体所做的功，以水泵对液体所做的功，以Pu表示。表示。. . .v4、效率、效率()v效率水泵的有效功率与轴功率的比值，以表示。 水泵铭
35、牌上效率为对应于通过设计流量时的最高水泵铭牌上效率为对应于通过设计流量时的最高效率。效率。. . .v4、效率、效率() 水泵内的能量损失分三部分：水力损失、容积损失、机水泵内的能量损失分三部分：水力损失、容积损失、机械损失械损失: （1）水力损失）水力损失 水流在水泵内摩擦、局部、冲击损失水流在水泵内摩擦、局部、冲击损失 水力损失的大小决定于过流部件的形状尺寸、壁面水力损失的大小决定于过流部件的形状尺寸、壁面粗糙度和泵的工作情况。水力损失越大，泵扬程越小。粗糙度和泵的工作情况。水力损失越大，泵扬程越小。. . . （2）容积损失）容积损失 水流流经叶轮之后，有一小部分高压水水流流经叶轮之后，
36、有一小部分高压水经过泵体内间隙（如减漏环）和轴向力平衡经过泵体内间隙（如减漏环）和轴向力平衡装置（如平衡孔、平衡盘）装置（如平衡孔、平衡盘）泄漏泄漏到叶轮的进到叶轮的进口，以及从轴封处泄漏到泵外，因而口，以及从轴封处泄漏到泵外，因而消耗了消耗了一部分能量一部分能量。漏损流量。漏损流量 q 的大小与泵的结构的大小与泵的结构形式、比转速及泵的流量大小有关。在吸入形式、比转速及泵的流量大小有关。在吸入口径相同的情况下，比转速大的泵漏损流量口径相同的情况下，比转速大的泵漏损流量小。对给定的泵，要降低漏损量小。对给定的泵，要降低漏损量 q ，关键在，关键在于控制密封环与叶轮间的运转间隙量。漏损于控制密封
37、环与叶轮间的运转间隙量。漏损量量 q 越大，泵的出水量越大，泵的出水量 Q 越小。越小。. . .（3）机械损失）机械损失v叶轮在泵体内的液流中旋转时，叶轮盖板外侧与液体产生摩擦，泵轴转动时轴和轴封、轴承产生摩擦，因而消耗了一部分能量。. . .5、转速、转速水泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动的次数来表示，以字母n表示。常用单位r/min。6、允许吸上真空高度或必需气蚀余量、允许吸上真空高度或必需气蚀余量(HPSH)： 允许吸上真空高度允许吸上真空高度指水泵在标准状况下指水泵在标准状况下(即水温为即水温为20、一个标准大气压一个标准大气压)运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度。运转时，水泵
38、所允许的最大的吸上真空高度。单位为单位为mH2O。 必需气蚀余量必需气蚀余量(NPSH)指水泵进口处，单位重量液体指水泵进口处，单位重量液体所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。水泵厂一般常用汽蚀所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。水泵厂一般常用汽蚀余量来反映泵的吸水性能。单位为余量来反映泵的吸水性能。单位为m。吸程吸程= =标准大气压（标准大气压（10.3310.33米）米）- -汽蚀余量汽蚀余量- -安全量安全量 两者是从不同的角度来反映水泵吸水性能好坏的参数两者是从不同的角度来反映水泵吸水性能好坏的参数 ，可，可以以确定水泵的安装高程确定水泵的安装高程。. . .1、离心泵的特性曲线、离心泵的
39、特性曲线v水泵的性能参数，标志着水泵的性能。水泵各个性能参数之水泵的性能参数，标志着水泵的性能。水泵各个性能参数之间的关系和变化规律，可以用一组性能曲线来表达。对每一间的关系和变化规律，可以用一组性能曲线来表达。对每一台水泵而言，当水泵的转速一定时，通过试验的方法，可以台水泵而言，当水泵的转速一定时，通过试验的方法，可以绘制出相应的一组性能曲线，即水泵的基本性能曲线。绘制出相应的一组性能曲线，即水泵的基本性能曲线。v一般以流量一般以流量Q为横坐标，用扬程为横坐标，用扬程H、功率、功率P、效率、效率和允许和允许吸上真空度吸上真空度HsHs为纵坐标，绘为纵坐标，绘Q QH H、Q QP P、Q Q
40、、Q Q HsvHsv曲线。曲线。. . . . . .v结论：结论： Q QH H曲线是下降的曲线曲线是下降的曲线，即随流量，即随流量Q Q的增大，的增大，扬程扬程H H逐渐减少。相应与效率最高值的点的参数，即水泵逐渐减少。相应与效率最高值的点的参数，即水泵铭牌上所列的各数据。水泵的高效段（不低于最高效率铭牌上所列的各数据。水泵的高效段（不低于最高效率点点10%10%左右）左右）v离心泵的轴功率随流量增加而逐渐增加，曲线有上升的离心泵的轴功率随流量增加而逐渐增加，曲线有上升的特点。特点。v当流量为零时（闸阀关闭），轴功率最小。因此，为便当流量为零时（闸阀关闭），轴功率最小。因此，为便于离心泵
41、的启动和防止动力机超载，启动时，应将出水于离心泵的启动和防止动力机超载，启动时，应将出水管路上的闸阀关闭，启动后，再将闸阀逐渐打开，即水管路上的闸阀关闭，启动后，再将闸阀逐渐打开，即水泵的闭阀启动。泵的闭阀启动。v轴流泵与离心泵相反。轴流泵与离心泵相反。（1）流量和扬程曲线）流量和扬程曲线. . .v效率曲线为从最高点向两侧下降的变化趋势效率曲线为从最高点向两侧下降的变化趋势。v原因为：原因为：设计泵时，为了获得高效率，在设计流量时，设计泵时，为了获得高效率，在设计流量时，保证叶片进口处水流速度与叶片进口端相切，叶轮出口保证叶片进口处水流速度与叶片进口端相切，叶轮出口处水流速度与蜗壳扩散管内壁
42、相切。当偏离设计流量时，处水流速度与蜗壳扩散管内壁相切。当偏离设计流量时，水流方向发生变化，产生撞击和脱流现象，增加水利损水流方向发生变化，产生撞击和脱流现象，增加水利损失，效率降低。失，效率降低。（4）流量与气蚀余量曲线）流量与气蚀余量曲线v离心泵流量与气蚀余量（离心泵流量与气蚀余量（NPSHNPSH）曲线是一条上升的曲线。）曲线是一条上升的曲线。 （3）流量效率曲线）流量效率曲线. . .水泵的系列型谱图水泵的系列型谱图v离心泵的综合性能图：离心泵的综合性能图：把一种或多种泵型不同规把一种或多种泵型不同规格的一系列泵的格的一系列泵的QH性能曲线工作范围段综合性能曲线工作范围段综合绘入一张对
43、数坐标图内，即成为水泵的综合性能绘入一张对数坐标图内，即成为水泵的综合性能曲线图（水泵的系列型谱图）。曲线图（水泵的系列型谱图）。v在选用水泵时需要的工作点落在该区域内，则所在选用水泵时需要的工作点落在该区域内，则所选定的水泵型号是经济合理的。选定的水泵型号是经济合理的。 v 图为图为 BA 型泵的综合性能图型泵的综合性能图v图中每个注有型号和转速的四边形，代表一种泵图中每个注有型号和转速的四边形，代表一种泵在其叶轮外径允许车削范围内的在其叶轮外径允许车削范围内的Q 一一H ，用单线，用单线者表示叶轮外径未经车削，图中有三条线者，则者表示叶轮外径未经车削，图中有三条线者，则表示该泵还有两种叶轮
44、外径的规格表示该泵还有两种叶轮外径的规格. . .BA 型泵的综合性能图型泵的综合性能图. . .第四节水泵选择v一、选泵的原则v1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。2、必须满足介质特性的要求。、必须满足介质特性的要求。对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如不锈钢耐腐蚀泵，工程塑料磁力驱动泵。对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴封
45、用采用清洁液体冲洗。3、机械方面可靠性高、噪声低、振动小。、机械方面可靠性高、噪声低、振动小。 4、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。的总成本最低。 . . .v二、选型的方法和步骤v1、确定水泵的流量和扬程；v2、泵型初选：根据“水泵的型谱图”；v3、工作点校核；v4、确定泵型。. . .v三、选泵的主要依据三、选泵的主要依据 选泵的主要依据是所需的流量、扬程以及其变化规选泵的主要依据是所需的流量、扬程以及其变化规律。律。确定一级泵站的设计流量，有两种可能的基本情况：确定一级泵站的设计流量，有两种可能的基本情况：1
46、 一级泵站一级泵站:泵站从水源取水，输送到净水构筑物。泵站从水源取水，输送到净水构筑物。为了减小取水构筑物、输水管道和净水构筑物的尺寸，为了减小取水构筑物、输水管道和净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，通常要求一级泵站中的节约基建投资，在这种情况下，通常要求一级泵站中的水泵水泵昼夜均匀工作昼夜均匀工作，因此，泵站的设计流量应为：，因此，泵站的设计流量应为：v式中式中:Qr 一级泵站中水泵所供给的流量（一级泵站中水泵所供给的流量（m3/h ) ; Qd 供水对象最高日用水量（供水对象最高日用水量（m “ / d ) ; 为计算输水管漏损和净水构筑物自身用水而加为计算输水管漏损和净水构筑
47、物自身用水而加的系数，的系数， 一般取一般取=1 .051 . 1 ; T 为一级泵站在一昼夜内工作小时数。为一级泵站在一昼夜内工作小时数。)h/m(TQQ3dr . . .三、选泵的主要依据三、选泵的主要依据v一级泵站中水泵的一级泵站中水泵的扬程扬程是根据所采用的给水系统的工作条件是根据所采用的给水系统的工作条件来决定的。来决定的。泵站所需的扬程按下式计算：泵站所需的扬程按下式计算： H =HsT+hs+ hdv式中式中H 泵站的扬程（泵站的扬程（m ) ; HsT 静扬程，采用吸水井的最枯水位（或最低动水位）静扬程，采用吸水井的最枯水位（或最低动水位）与净化构筑物进口水面标高差（与净化构筑
48、物进口水面标高差（m ) ; hs 吸水管路的水头损失（吸水管路的水头损失（m ) ; hd 输水管路的水头损失（输水管路的水头损失（m ）。）。此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，一般为此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，一般为1 2m 。. . .三三、选泵的主要依据、选泵的主要依据v2、二级泵站、二级泵站v 一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中水泵的分级供水线。v分级供水的优点：在于管网中水塔的调节容积远较均匀供水时为小。但是，分级不宜太多，因为分级供水需设置较多的水泵，将增大泵站面积，清水池的调节容积也要加大，此外，二级泵站的输水管直径也要相应加大，因为必须按最大一级供水
49、流量来设计输水管道的直径。通常对于小城市的给水系统，由于用水量不大，大多数采用泵站均匀供水方式，即泵站的设计流量按最高日平均时用水量计算。这样，虽然水塔的调节容积占全日用水量的百分比值较大，但其绝对值不大，在经济上还是合适的。. . . . .四、选泵要点v选泵就是要确定水泵的型号和台数。对于各种不同功能的泵站，选泵时考虑问题的侧重点有所不同，一般可归纳如下：1 、大小兼顾，调配灵活v给水系统中的用水量、所需的水压是逐年、逐日、逐时地变化。选泵时不能仅仅只满足最大流量和最高水压时的要求，还必须全面顾及用水量的变化。v2 、型号整齐，互为备用从泵站运行管理与维护检修的角度来看，如果水泵的型号太多
50、则不便于管理。一般希望能选择同型号的水泵并联工作，这样无论是电机、电器设备的配套与贮备，管道配件的安装与制作均会带来很大的方便。对于水源水位变化不大的取水泵站，管网中设有足够调节容量的网前水塔（或高地水池）的送水泵站以及流量与扬程比较稳定的循环水泵站，均可在选泵中采用本要点给予侧重考虑。当全日均匀供水时，泵站可以选2 3 台同型号的水泵并联运行。 . . .四、选泵要点v3、合理地用尽各水泵的高效段单级双吸式离心泵是给水工程中常用的一种离心泵（如Sh 型、SA 型）。它们的经济工作范围（即高效段），一般在0 . 85Qp 1. Qp之间（Qp为水泵铭牌上的额定流量值）。选泵时应充分利用各水泵的
