1、第九章第九章 排灌机械排灌机械第一节第一节 概概 述述一、排灌机械化意义一、排灌机械化意义 排水、灌水、抗御水旱灾害排水、灌水、抗御水旱灾害 节水灌溉、淡水灌溉节水灌溉、淡水灌溉 合理利用水资源合理利用水资源 我国总水量占世界我国总水量占世界6位、人均位、人均88位位二、灌溉的方式二、灌溉的方式 1沟灌：应用最广、主要设备是农用水泵沟灌：应用最广、主要设备是农用水泵 2喷灌：省水喷灌：省水50，各种喷灌机，各种喷灌机 3滴灌：滴水灌溉，比喷灌省水滴灌：滴水灌溉，比喷灌省水3050第二节第二节 农用水泵农用水泵 一、分类一、分类 离心水泵：靠叶轮旋转的离心力离心水泵：靠叶轮旋转的离心力 轴流泵：
2、靠叶轮旋转和推力、大流量泵站轴流泵：靠叶轮旋转和推力、大流量泵站 混流泵：靠叶轮旋转的，推力和离心泵混流泵：靠叶轮旋转的，推力和离心泵 潜水泵：井泵、多级泵潜水泵：井泵、多级泵 BA单级单吸水从一侧进入单级单吸水从一侧进入 SH单级双吸水叶轮两侧进入单级双吸水叶轮两侧进入 二、离心水泵组成二、离心水泵组成 水泵机组：水泵机组：动力机、水泵、动力机、水泵、吸水管、出水管，吸水管、出水管，如图：如图：水泵构造：水泵构造：固定部分：泵壳、填料室、托架、出水口固定部分：泵壳、填料室、托架、出水口 回转部分：叶轮、泵轴、皮带轮回转部分：叶轮、泵轴、皮带轮 1 1、叶轮、叶轮 水泵利用叶轮的旋转使被抽送的
3、水获得能量并具水泵利用叶轮的旋转使被抽送的水获得能量并具有一定的流量和扬程。有一定的流量和扬程。2 2、泵轴、泵轴 在它的一端安装有叶轮，另一端安有皮带轮或联在它的一端安装有叶轮，另一端安有皮带轮或联轴器，其作用是把动力轴器，其作用是把动力 机的机械能传给叶轮。机的机械能传给叶轮。3 3、泵体、泵体 泵体的外形似泵体的外形似 蜗牛壳，内腔有蜗旋形蜗牛壳，内腔有蜗旋形 流道，出口处断面逐渐流道，出口处断面逐渐 增大。增大。4 4、填料室和填料、填料室和填料 在泵轴穿出泵体的地方在泵轴穿出泵体的地方 用填料密封泵体与泵轴用填料密封泵体与泵轴 之间的空隙，防止漏水和漏气。之间的空隙，防止漏水和漏气。
4、三、离心水泵的工作原理三、离心水泵的工作原理 1压水过程压水过程叶轮随泵轴速旋转，带动泵壳内的水作高速转运动产生离心力，使叶轮槽内叶轮随泵轴速旋转，带动泵壳内的水作高速转运动产生离心力，使叶轮槽内的水甩向四周、并在叶轮外缘沿切线方向甩离叶轮，沿泵壳内蜗旋形流道，的水甩向四周、并在叶轮外缘沿切线方向甩离叶轮，沿泵壳内蜗旋形流道，顺出水管把水压送到高处。顺出水管把水压送到高处。2吸水过程吸水过程当叶轮内的水被甩出后，叶轮中心当叶轮内的水被甩出后，叶轮中心处，原被水所占的空间便形成低压处，原被水所占的空间便形成低压区，而在吸水管口的水面上被大气区，而在吸水管口的水面上被大气压力的作用，形成压力差，因
5、此水压力的作用，形成压力差，因此水会沿吸水管吸入会沿吸水管吸入引水？引水？由于轮旋转使水产生离心力而压水，由于轮旋转使水产生离心力而压水，同时在叶轮中心形成低压区而吸水。同时在叶轮中心形成低压区而吸水。第三节第三节 离心水泵的工作性能离心水泵的工作性能一、离心水泵性能参数一、离心水泵性能参数1 1流量流量 又称出水量，是指水泵出口断面在单位时间内输出多少体积又称出水量，是指水泵出口断面在单位时间内输出多少体积（或重量）的水。以符号（或重量）的水。以符号Q Q表示，单位为表示，单位为m m3 3/s/s、m m3 3/h/h、kg/skg/s和和t/ht/h。Q=FQ=FVmVm3 3/h/h2
6、 2总扬程总扬程 反映水泵从吸水面到反映水泵从吸水面到压水管口中心线之间的垂直距离加压水管口中心线之间的垂直距离加上各项损失扬程之和。以符号上各项损失扬程之和。以符号H H表表示，单位为示，单位为m m。总扬程总扬程 H=h+hH=h+h损损h h损损包括吸水管路和压水管路的包括吸水管路和压水管路的损失扬程。一般损失扬程占总扬程损失扬程。一般损失扬程占总扬程的的10102020。h=hh=h吸吸+h h压压h h吸吸实际吸水扬程，实际吸水扬程，h h压压实际压水扬程，实际压水扬程，3 3功率功率 是指水泵在单位时间内所作功的大小。水泵功是指水泵在单位时间内所作功的大小。水泵功率可分为有效功率，
7、轴功率和配套功率三种。率可分为有效功率，轴功率和配套功率三种。有效功率（有效功率（N N效效）指水泵中水流得到的净功率，即水泵的输出功率，用公指水泵中水流得到的净功率，即水泵的输出功率，用公式式 表示为：表示为：N N效效=QH/102QH/102（kWkW）式中：式中：水的容重（水的容重（kg/mkg/m3 3）;Q Q水泵的流量（水泵的流量（m m3 3/s/s）;H H水泵的扬程（水泵的扬程（m m）。）。轴功率（轴功率（N N轴轴）指动力机传给水泵轴的功率，即水泵的输入功率。通常指动力机传给水泵轴的功率，即水泵的输入功率。通常所说的水泵功率，就是指水泵的轴功率。所说的水泵功率，就是指水
8、泵的轴功率。配套功率（配套功率（N N配配）选配的动力机的额定功率选配的动力机的额定功率 在一般情况下，对于中、小型水泵与动力机直接传动在一般情况下，对于中、小型水泵与动力机直接传动时，配套功率应大于轴功率时，配套功率应大于轴功率1010 2020。K1安全系数安全系数:N轴轴40kw K1取取1.05。传传传动效率传动效率:直接传动直接传动 传传取取0.981 三角皮带三角皮带 传传取取0.950.97 平皮带平皮带 传传取取0.850.95 4 4效率效率 水泵的有效功率与水泵轴功率之比，称为水水泵的有效功率与水泵轴功率之比，称为水泵的效率，以符号泵的效率，以符号 表示。表示。一般农用泵的
9、效率在一般农用泵的效率在6060 8080之间，有些大型轴流之间，有些大型轴流泵效率可达泵效率可达9090。传轴配11KNN轴水100NN5转速转速 指水泵叶轮每分钟转数，用符号指水泵叶轮每分钟转数，用符号n表示，单位为表示，单位为r/min。各种水泵都有一定的设计转速（即额定转速）。各种水泵都有一定的设计转速（即额定转速）。要求匹配，否则应改变传动比要求匹配，否则应改变传动比i6比转速：是水泵的综合特征指标比转速：是水泵的综合特征指标假想叶轮与该水泵叶轮全完几何相似假想叶轮与该水泵叶轮全完几何相似H=1m N水水1马力马力 Q0.075m3/S 时具有转速时具有转速由相似定律导出由相似定律导
10、出由此：由此：h一定时，一定时，hS Q H hS Q H7.允许吸上真空高度允许吸上真空高度指水泵的最大吸水高度，指水泵的最大吸水高度，h实吸实吸+h吸损吸损 8.5m左右。左右。是用来确定水泵安装高度的重要数据其单位均以米计。是用来确定水泵安装高度的重要数据其单位均以米计。432165.3HQnnS二、离心水泵性能曲线二、离心水泵性能曲线水泵性能曲线是水泵运行在水泵性能曲线是水泵运行在额定转速下，通过实验方法额定转速下，通过实验方法测得流量与扬程、轴功率、测得流量与扬程、轴功率、效率和吸上真空高度之间的效率和吸上真空高度之间的关系曲线，或叫特性曲线。关系曲线，或叫特性曲线。1、流量、流量扬
11、程曲线（扬程曲线（QH）它表示离心泵的扬程随流量它表示离心泵的扬程随流量而变化的流量关系曲线。而变化的流量关系曲线。2、流量、流量功率曲线（功率曲线（QN）它表示离心泵的轴功率随流量它表示离心泵的轴功率随流量而变化的情况。而变化的情况。3、流量、流量效率曲线（效率曲线（Q）水泵效率随流量而变化的关系曲线。水泵效率随流量而变化的关系曲线。4、流量、流量允许吸上真空高度曲线（允许吸上真空高度曲线（QHs）表示离心泵允许吸上真空高度与流量之间的变化情况，表示离心泵允许吸上真空高度与流量之间的变化情况，反映水泵的吸水性能与汽蚀性能。反映水泵的吸水性能与汽蚀性能。第四节第四节 离心水泵的选型、使用和维护
12、离心水泵的选型、使用和维护 一、离心水泵的选型一、离心水泵的选型 1流量的选择流量的选择 式中式中 Q所需水泵流量（所需水泵流量（t/h）w总灌溉面积（总灌溉面积（hm2）m每公顷最大需水量（每公顷最大需水量（t/hm2）J连续灌水天数（连续灌水天数（d）t每天水泵工作时间（每天水泵工作时间（h/d）输水渠道渗漏系数，一般输水渠道渗漏系数，一般=520)1(tJmwQ 2、杨程的选择、杨程的选择 H=h(1+20%)h损损H20 3、允许吸上真空高度、允许吸上真空高度 查表查表 4、选择匹配动力及传动比、选择匹配动力及传动比 二、正确安装二、正确安装 三、维护与保养三、维护与保养第五节第五节
13、喷灌机械喷灌机械 一、喷灌的优点一、喷灌的优点 1.1.喷灌可提高农作物产量，增产喷灌可提高农作物产量，增产10103030，水量分布均，水量分布均匀、水、土肥流失少匀、水、土肥流失少 2 2喷灌可节约用水量，比地面灌溉省水喷灌可节约用水量，比地面灌溉省水30305050 3 3喷灌具有很强的地形适应性喷灌具有很强的地形适应性 4 4喷灌可节省劳动力喷灌可节省劳动力 二、喷灌的主要缺点二、喷灌的主要缺点 l.l.受风的影响大受风的影响大 2 2蒸发损失大蒸发损失大 三、类型：三、类型：1.1.固定喷灌系统固定喷灌系统 2.2.半固定式喷灌系统半固定式喷灌系统 3.3.移动式喷灌系统移动式喷灌系
14、统四、喷灌系统的分类及组成四、喷灌系统的分类及组成 1管道式喷灌系统的组成管道式喷灌系统的组成（1）水源工程）水源工程（2 2）水泵及配）水泵及配 套动力机套动力机（3 3）管道系统）管道系统（4 4）喷头）喷头 五、喷头五、喷头 1.摇臂式喷头摇臂式喷头2旋转式微喷头旋转式微喷头 3缝隙式喷头缝隙式喷头4喷泉用喷头喷泉用喷头第六节第六节 微微 灌灌 一、微灌的种类、特点一、微灌的种类、特点 1.滴灌滴灌 滴水滴灌滴水滴灌 优点：优点：1.省水，水利用率省水，水利用率9095 2.省产省产 50100 3.不受风力的影响，边形适应性能强不受风力的影响，边形适应性能强 缺点：缺点：1.易堵塞滴头
15、，过滤较严格易堵塞滴头，过滤较严格 2.易积累积分易积累积分 3.设备投资高设备投资高 4.不便于机械作业不便于机械作业 2.2.微喷灌微喷灌 3.3.小管出流灌小管出流灌 4.渗灌渗灌 二、滴灌系统的组成二、滴灌系统的组成 压力表压力表 水源水源水泵水泵流量计流量计减压阀门减压阀门过滤器过滤器阀门阀门干管干管 肥药罐肥药罐 流量调节器流量调节器支管支管毛管毛管滴头滴头作物根部作物根部 三、微灌系统的维护保养三、微灌系统的维护保养（一）微灌系统的维护（一）微灌系统的维护 1 1管道维护管道维护 管网运行时若发现渗水，应在停机后按相应管网运行时若发现渗水，应在停机后按相应管材的维修方法进行维修。
16、对于金属管件，每年要涂防锈管材的维修方法进行维修。对于金属管件，每年要涂防锈漆二次。漆二次。2 2保护装置维护保护装置维护 保护装置如安全阀、过滤器等要经常进保护装置如安全阀、过滤器等要经常进行检查维修，保证其安全可靠的运行。行检查维修，保证其安全可靠的运行。3 3滴头的维护滴头的维护 滴头堵塞的原因有悬浮固体堵塞、化学沉滴头堵塞的原因有悬浮固体堵塞、化学沉淀堵塞和有机物堵塞等。淀堵塞和有机物堵塞等。（二）处理堵塞的方法（二）处理堵塞的方法 1 1酸液冲洗法酸液冲洗法 即在水中加入即在水中加入0.50.52 2的盐酸（其浓度的盐酸（其浓度为为3636），用），用1 1m m的水头压入滴灌系统中滞留的水头压入滴灌系统中滞留1010分钟，可以分钟，可以有效地清除管道中的碳酸钙，使局部堵塞的滴头恢复工作。有效地清除管道中的碳酸钙，使局部堵塞的滴头恢复工作。但完全堵塞的滴头用此法无效。但完全堵塞的滴头用此法无效。2 2压力疏通法压力疏通法 即用即用700 700 kPakPa的高压空气或水冲洗滴灌系的高压空气或水冲洗滴灌系统，对疏通有机物堵塞效果甚好。但因压力过大，薄壁的统，对疏通有机物堵塞效果甚好。但因压力过大，薄壁的滴头可能被压裂。这种方法对碳酸盐堵塞无效。滴头可能被压裂。这种方法对碳酸盐堵塞无效。
