1、2023-2-812-52-5 离心泵装置的总扬程离心泵装置的总扬程v离心泵基本方程揭示了决定水泵本身扬程的一些内在因素。这对于水泵的设计，选型以及深入分析各个因素对泵性能的影响是很有用处的。在下面的讨论中，把水泵配上管路以及一切附件后的系统称为水泵装置。v对于任意两个端面11和22由水力学方程可得：2gvvPP)Z(ZH)2gP(Z2gPZEEH121212121122222122vv压头和流速水头2处得位置水头，绝对相应于端面2，vP，Z流速水头位置水头，绝对压头和相应于端面11处得v,P,Z2221112023-2-822023-2-832023-2-84液体高度来计算失之和。水泵装置管
2、路中水头损h/PZH/）以泵轴为原点。P（ZHHHHhHHhhHHH:代入上式得失之和路和压水管路的水头损水泵装置的吸水管hh高度水泵的吸水和压水地形HH2Z2gvhHHd2Z2gvhHHvBBSdAASSsdssSTSTdssssdds，sdss,2dsd1sss222023-2-85 由上式可知，水泵装置的扬程等于压力表和真空表读数之和。另外，水泵的扬程也可以用管道中水头损失和扬升液 体高度计算。多多少或少多少)Hv(即比一个大气压HH以忽略Z较小，在实际中可2gvvZ2gvvHvHH2gvvPPZ由以上得H数真空表和压力表读PP大气压力PPPP,PPPd1212d12dvdv，ada2v
3、a12222222023-2-86水头损失的计算可由水力学公式求得：管径(m).d 管道长度（m）.l 系数分别为沿程和局部阻力,2gv局部水头损失h2gvdl沿程水头损失h22212023-2-872 26 6 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线 在离心泵的六个性能参数中，通常选定转速(n)，然后 列出扬程（H），轴功率（N）,效率()以及允许吸上真空 高度（Hs）而变化的函数：当n常数时 Hf(Q)NF（Q）H(Q)（）如果把这些关系式用曲线的方式来表示，就称这些曲 线为离心泵的特性曲线。一、理论特性曲线定性分析 由离心泵的理论扬程公式：2023-2-88222222222222222222
4、22,QQ*,FQQFQuTurTrTTrrTrTTTTu CHCuC ctgguHuC ctggFCCFCuHuctggHAB中，将代入：则叶轮中通过的水量为：即：泵的理论流量。叶轮的出口面积。叶轮出口处水的绝对速度的径向分量。代入基本方程：当转速一定时：2023-2-89对径向叶片，泵的理论压头与流量无关；对于前弯叶片，泵的理论压头随流量增加而增大；对于后弯叶片，泵的理论压头随流量增加而减少。上式为一直线方程。当叶片为后弯式时：1p1gu降，它与纵轴交于H直线的纵坐标值应该下因此，在图中,1pH的影响H叶槽中液体流动不均匀先考虑扬程是需要修正的，首我们知道，水泵的理论guH在纵坐标H轴的截
5、距为的增加而减小。将随着Q时，H90即22TTT22TTT。22023-2-810 其次要考虑水泵内部的水头损失，要从直线上减去 相应流量下的水泵内部的水头损失，可以得出水泵实际扬 程和理论流量之间的关系曲线。离心泵内部的水头损失可分为两类：1.摩阻损失等h1:在吸水室，叶槽中和压水室中产生的 摩阻损失。2.冲击损失h2:当流量不同于设计流量时，在叶轮进口 导水器，蜗壳压水室的进口处就会发生冲击损失。流量与 设计值相差越大，冲击损失就越大。为比例系数其中k,Qkh12T11为比例系数，其中k,QQkh220T22为设计流量Q02023-2-811 泵体内的水力损失要消耗一部分功率，使水泵的总效
6、率下降 另外在水泵工作过程中存在着回流和泄漏的问题，这也会导 致能量损失，成为容积损失。除此以外还有机械损失，包括轴承内的摩擦损失，填料轴 封装置内的摩擦损失以及叶轮封盖板旋转时与水的摩擦损 失，这些机械性的摩擦损失也会消耗一部分功率，使水泵 的总效率下降。来表示HH其值可用水力效率Th量分别为实际和理论的流Q和Q来表示QQ其值可用TTv2023-2-812 其值可以用机械效率 水泵的总效率 总效率是3个局部效率之积要提高水泵的效率，必须尽 量减小机械损失和容积损失，同时力求改善泵壳内的水力 条件，以减小水力损失。部功率，也称水功率。叶轮传递给水的全N来表示。NNhhmmvh2023-2-81
7、32023-2-8142023-2-815二二 、实测特性曲线的讨论：、实测特性曲线的讨论：2023-2-816H等曲线Q,QN,QH,图中包含有Q每一个流量都相应于一定的扬程，轴功率，效率和允许吸上真空高度。扬程随流量的增大而下降。v Q-H曲线是一条不规则曲线，效率最高点的各参数为铭牌上所列出的各数据。高效段：在效率最高点正负10处之间的部分，称之高效段。泵在高效段工作时，最经济。v 在图中，Q0时，相应的轴功率并不等0，此功率主要消耗于水泵的机械损失上。在给排水泵站中，离心泵通常使用闭闸启动，即：水泵启动前，压水管上的闸阀是全闭的，等电机运转正常后，压力表达到预定的数值后，再逐步打开闸阀
8、，使水泵正常运转。2023-2-817v 在Q-Hs曲线上，各点的纵坐标表示相应流量下水泵所允许的最大真空高度，它并不代表水泵在某点工作时的实际吸水真空值。水泵的实际吸水真空值必须小于曲线上的相应值。否则将会产生气蚀现象。从能量传递角度上看:扬程表示：当流量为Q时，每1kg水通过水泵后能量的增值。功率表示：当流量为Q时，泵轴所消耗的功率。2023-2-8182 27 7 离心泵装置定速运行工况离心泵装置定速运行工况 从离心泵的特性曲线上可以看出，每台水泵在一定 下，有自己的特性曲线，它反映了水泵的潜在工作能 力。在实际运行中，就表现为瞬时流量、扬程、轴功 率、和效率等。我们把这些值在特性曲线上
9、的具体位 置，称为水泵装置的瞬时工况。它反映了水泵的实际工 作能力。一、管道系统特性曲线一、管道系统特性曲线 水流经过管道时，存在一定的水头损失，其值为：局部损失之和。分别是管道摩阻损失和h,hhhhlflf2023-2-819 在泵站计算中，为计算水泵装置的工况点，常把此曲线和 外界条件联系起来考虑。注：管道水头损失特性曲线和系统特性曲线是两个不同的 概念。它们是由不同的函数表达式作出的。合阻力系数。系数。常称作摩阻或综和的沿程摩阻和局部摩阻之代表长度，管径一定的SSQh最后得出：将相关公式代入上式,2消耗的能量。管道中单位重量液体所时，将水提升高度为H表示水泵输送流量为Q纵坐标h一点k的性
10、曲线。该曲线上任意水泵装置的管道系统特线，我们称之为可以作出相应的函数曲hHHSTkkST2023-2-820二、图解法求水箱出流的工况点二、图解法求水箱出流的工况点 有直接法和折引曲线法两种：v前者主要根据当管道中的流量为Qk时，系统耗于水 力损失上液体的比能恰好等于水箱所能够提供的液体比 能，即为系统的能量平衡点。v后者则是用系统能够提供的总能量减去在任意流量 下的系统的水力损失，直至剩余能量为0时的那个点即 为系统的工况点。即此时的工况点为系统所提供的总能 量被全部消耗的情况。从实质上看，两种方法是一样的。都是利用能量的 供给与消耗平衡的原理，来求得工况点。2023-2-8212023-
11、2-822三、图解法求离心泵装置的工况点三、图解法求离心泵装置的工况点 把泵特性曲线和装置特性曲线画在同一张图上，装 置特性曲线和泵特性曲线的交点(图中的M点)就是泵的运 转工况点。如右图所示，假设工况 点不在M点，而在B点，水泵所能提供的总比能 大于管道所消耗的总比 能，即供给需要，富 裕了一部分能量，此富 裕能量将以动能的形式2023-2-8232023-2-824 使管道中的流速变大，流量加大，由此，使水泵的工况 点自动向流量增大的一侧移动，直至到达M点为止。反之，假设水泵的工况点不在M点而在A点，那么水 泵供给的总比能将小于管道所要求的总比能，即供给需 要，管道中水流的能量不足，流速减
12、小，水泵装置的工 况点将沿着流量减小的一侧移动，直至到达M点为止。同理，也可以用折引曲线的方法来求解。四、离心泵装置工况点的改变四、离心泵装置工况点的改变 离心泵装置的工况点，是建立在水泵和管道系统能 量供求平衡；那么只要两者之一的情况发生改变，其工 况点就会发生移动。这种暂时的平衡点就会被新的平衡 点所代替。2023-2-8252023-2-8262023-2-827 在城市给水中，平衡点是随时改变的。当管网用水量减 小时，对水泵而言，其静扬程不断增高，水泵的工况点势必 沿着流量减小的一侧移动（如下图中的a所示）；相反，当 城市用水量增大，管网内静压下降，水泵装置就会自动沿着 流量增大的一侧
13、移动（如下图中的b所示）。2023-2-828 因此，泵站在整个工作过程中，只要城市管网中用水量 是变化的，水泵装置的工况点就会相应的变动，不断建立能 量供求平衡。为了不使水泵的工况点移出高效段，在泵站的运行管理 中，常需要人为地改变水泵工况点。常见的调节方式是用闸 阀来控制，也就是改变水泵出水闸阀的开启度来进行调节 的。（改变需能曲线，达到改变水泵工况点的目的）管路特性曲线变陡，浪费的功率为这种方式能量有浪费，但向左移，安全。主要用于离心泵变速调节 适合所有叶片泵，变径可用于低比转速混流泵，变角（全调试）大中型轴流泵 五五 数解法求离心泵装置的工况点：数解法求离心泵装置的工况点：2023-2
14、-8292023-2-8302-82-8 离心泵装置调速运行工况离心泵装置调速运行工况一、叶轮相似定律一、叶轮相似定律 水泵相似定律是基于几何相似和运动相似的基础的。凡 是两台水泵能满足几何相似和运动相似的条件，称工况相似 水泵。v几何相似：两叶轮主要过流部分一切相应尺寸成一定比 例，所有对角相等。v运动相似：两叶轮对应点上水流的同名流速方向一致，大小互相成比例。即在相应点上水流的速度三角形相似。在 几何相似的条件下，运动相似就是工况相似。2023-2-831 mmvv322222m22m2r2rmvv2r2vTvmm22m22m2r2r2u2um2mm22m22m2nnQmQ代入：排挤系数为
15、考虑出口截面减小的bD由FFFCCQmQCFQQ水泵水量Q相似定律有三个方面：nnnDnD)(uuCCmCC即：nnDnnDuuCC上式表明两台水泵的流量：与转速与容积效率的乘积成正比，与线性比例的三次方成正比。2023-2-832第二相似定律：第二相似定律：第三相似定律第三相似定律：比。水力效率的一次方成正例的平方及的扬程与转速及线性比上式表明两台相似水泵nnHmHmhh222定律可简化为：都不随尺寸变化，相似近似认为三种局部效率且工况相似，可模型泵尺寸相差不大，在实际中，若实际泵与和机械效率成正比。线性比例的5次方功率与转速的3次方，表明两台相似水泵的轴泵的机械效率。分别表示实际泵和模型，
16、nnNmNmmmmmm3m352023-2-833二、相似定律的特例比例律二、相似定律的特例比例律 把相似定律应用于不同转速的同一台叶片泵，可得：上面三个式子表示同一台水泵，当转速n变化时，其它性 能参数将按照上面的比例关系变化，它们是相似定律的特殊 形式，称为比例率。1.比例律应用的图解方法：比例律在泵站设计和运行中，常遇到下列两种情况：3m52m2m3mnnNmN;nnHmH;nnQQ32121221212121nnNN;nnHH;nnQQ2023-2-834 1）已知水泵在转速n1时的特性曲线，而所需要的工况点 A2（Q2，H2）不在该特性曲线上，求如果需要水泵在A2点 工作时泵的转速n
17、2：2)已知水泵转速为n1时的（Q-H）1曲线，试用比例率求转 速为n2时的（Q-H）2。2023-2-835 采用图解法求转速n2值时，必须在转速为n1的曲线 上找出与A2（Q2,H2）点工况相似的点A1(Q1,H1)可采用 相似工况抛物线来求A1点。由上式可以看出，凡是符合比例律的工况点，均分别 在一条以坐标原点为定点的抛物线上，该抛物线即为相似 工况抛物线。将A2（Q2,H2）代入，可求出k，再找出与 A2点工况相似的抛物线方程。由此可以作出曲线，该线 与转速为n1的特性曲线的交点A1即为所要求的与A2点工 况相似的点。把A1，A2点的坐标值代入比例律，即可求 出n2。再利用比例律，可以
18、画出n2时的（Q-H）2曲线。222221122121KQHKQHQHQQHH即：由比例率：222221122121KQ即：HKQHQHQQHH由比例律2023-2-836 例题：n1=950r/min,H=10+17500Q 2,Q以m3/s求（1）水泵装置的工况点；（2）保证静扬程为10m，流量降低33.3%,n2=?，（Q-H）2曲线相似准数相似准数比转数比转数N Ns s 在最高效率下，当有效功率N735.5W，扬程Hm 1m，流量Qm0.075 m3/s，这时模型泵的转速叫做与它相 似的实际泵的比转数Ns。转数。ni水泵的级数。2；为单吸m1，双吸m水泵的吸水口数目。若m)iH(mQ
19、3.65nn43s2023-2-8372023-2-8382023-2-839 对比转数的讨论：1.当转速n一定时，Ns越大，表明这种水泵的流量越大，扬 程越小。反之，表明这种水泵的流量小，扬程大。2.叶片泵叶轮的形状，尺寸，性能和效率随Ns的变化而变 化。低比转数的水泵扬程高，流量小；高比转数的水泵扬程 低，流量大。3.比转数不同，反映了水泵的特性曲线形状也不同。四、调速途径四、调速途径 一种方法是电机转速不变，通过中间偶合器达到调速的 目的；另一种方法时通过电机本身速度的改变来实现。五、比例律的数解法五、比例律的数解法2023-2-8402023-2-8412023-2-8422023-2
20、-8432023-2-844例题：清理仓库时，找到一台旧的BA型水泵，从其模糊的 铭牌上可看出，Q=32L/S,H=50米，n2900r/min，N 22.9kw，=68.5%，试绘制其QH，QN，Q-曲线。解：该泵的比转速100 由相对性能曲线可得多个点的Q,H,N,33443.653.65 29000.032100.750n QnsH33443.653.65 29000.032100.750n QnsH33443.653.65 29000.032100.750n QnsH2023-2-8452-92-9 离心泵装置的换轮运行离心泵装置的换轮运行 换轮运行就是将水泵的叶轮外径切削得小一些，（
21、大一 点的叶轮），再安装好运转。切削后的水泵的特性曲线将按 照一定的规律变化，这种方法即所谓的变径调节。一、切削律一、切削律 式中Q，H，N是叶轮外径为D是的流量，扬程和轴功率。二、切削律的应用二、切削律的应用 与比例律的应用类似。切削抛物线：凡是满足切削律的 任何工况点都分布在一条抛物线上，此抛物线称之切削抛物 32DDNN;DDHH;DDQQ下列关系：存在后，其性能参数的变化实践证明叶轮在切削前2023-2-846线。切削抛物线上各点的效率近似相等，故又称其为等效率曲线。2023-2-847 应用切削律，除要限定切削量以外，还要注意：1.低比转数叶轮，切削量对叶轮前后盖板和叶轮都是一样 的
22、；对于高比转数的离心泵叶轮，切削量不同，后盖板的切 削量大于前盖板。2.叶轮切削是解决水泵类型，规格的有限性与供水对象要 求之间矛盾的一种方法，它可以使水泵的使用范围变大。v高效方框图：将水泵的高效率段用直线连接起来得到的面 积，成为该水泵的高效方框图。v性能曲线图谱：将厂方所生产的某种型号的水泵的高效方 框图，成系列地绘制在同一张坐标纸上，称之性能曲线图 谱。2023-2-8482023-2-8492023-2-8502-102-10 离心泵并联与串联运行离心泵并联与串联运行 大中型水厂中，为了适应各种不同时段管网中所需水 量，水压的变化，常常需要多台泵联合工作。一一 、水泵并联、水泵并联
23、1.特点 可以增加供水量；可以开停水泵的台数来调节泵站的流 量和扬程；并联工作的水泵中的水泵有一台损坏时，其它水 泵还可以继续供水。2.特性曲线的绘制 在绘制水泵并联特性曲线时，先把并联的各水泵的（Q-H）曲线绘制在同一个坐标系中，然后把对应于同一扬程H下 的流量相加，即可得到并联后的特性曲线，这种等扬程下叠 加的方法，实际上是将管道水头损失视为零的情况下来求得 并联后的工况点。事实上，管道的水头损失是必须考虑的，2023-2-8512023-2-852所以寻求工况点的图解法就没有那么简单。3.同型号同水位的两台水泵的并联工作。a.绘制两台水泵并联后的（Q-H）曲线，由于两条支路的 水头损失和
24、流量均相同，两台水泵并联后的结果是在同一 扬程下流量的叠加，即横向叠加原理。b.绘制管道系统特性曲线，求并联的工况点。按照上一 节所介绍的方法即可求得。c.求每台水泵的工况点：过系统的工况点做横轴的平行 线，与单泵的特性曲线的交点即为单台水泵的工况点。由图可以看出：单泵工作时的功率大于并联时各泵的 功率，一台水泵单独工作时的流量也大于并联工作时每台 水泵的出水量，即多台水泵并联工作时，其流量并不是成 倍增加的。并联工作时，应考虑到各单台水泵的流量是减 少的。2023-2-8532023-2-854 4.不同型号的2台水泵在相同水位下的并联运行 这时的情况与上述的不同在于：两台水泵的特性曲线 不
25、同，管道中的水力不对称，所以两条支路的水头损失不 等。两台水泵并联后，每台水泵的工况点的扬程也不相 等。这样就不能在一开始就使用等扬程叠加原理来绘制并 联后的特性曲线。这时采用的方法是：将两条水泵折引到两条支路的交 点处（因为此处只可能有一个测压管水头）的扬程，这样 就扣除了两条不同支路的水头损失的因素，两台水泵就好 像是在公共点工作一样。然后在利用前边介绍的等扬程下 流量叠加的方法，即可得到并联后的特性曲线。5.两台同型号并联工作的水泵，其中一台为调速泵另一台 为定速泵。2023-2-8552023-2-8562023-2-8572023-2-858 6.一台水泵向并联的两个高位水池输水 注
26、：并联工作的数值解法不作要求。二、并联工作中调速泵台数的选定二、并联工作中调速泵台数的选定 泵站中如果有多台水泵并联工作时，调速泵与定速泵 配置台数的选定，应以充分发挥每台调速泵在调速运行时 仍然在高效段运行为原则。三、水泵串联工作三、水泵串联工作 串联就是将第一台水泵的压水管作为第二台水泵的吸 水管，水由第一台水泵压入第二水泵，水以同样的流量依 次经过各台水泵。在串联工作中，水流获得的能量为各台 水泵所供给的能量之和，即总扬程为各个水泵扬程之和。2023-2-859 例：请图示并详细说明四台同型号并联工作的水泵，采用一调三定，三调一定或采用两调两定方案做调速运行时，其节能效果各有何不同？20
27、23-2-860答：一调三定的并联的Q-H特性曲线及管路特性曲线如图，分析如下：1）若泵站所要求的流量为QA，当Q3QAQB，且QA很接近 于Q3时v 若用一调三定的方案，则调速泵流量QI很小，其效率很 低，节能效果不好。v若用二调二定的方案，则每台调速泵的流量，即为额定流 量的50%-100%的范围内工作，可基本保证泵在高效范围内 工作，节能效果较好。v若用三调一定，则每台调速泵的流量，即每台调速泵的流 量在额定流量的66.7%-100%的范围内工作，可完全保证泵 在高效段内工作，节能效果最好。2023-2-861 2）若Q2QAQ3，由QA接近于Q2时，v 若用一调三定的方案，则关掉一台定
28、速泵，调速泵Qi的流量 仍很小，其效率很低，v 用二调二定或三调一定的方案，则可关闭一台定速泵，使调 速泵的流量为（Qi+Q0）/2或（Qi+2Q0）/3，其节能效果的 分析同上。总之，从节能角度上看，采用三调一定的方案，其节能效 果最好了。（又考虑到调速设备的价格昂贵，兼顾减少设备投资和调速节能的效果。可选择二调二定的方案）2iQQQ2023-2-8622023-2-8632-112-11 离心泵吸水性能离心泵吸水性能 由离心泵工作原理可知，在离心泵叶轮中心附近形成 低压，这一压强的高低与泵的吸上高度密切相关。（吸水 管和轴处是真空状态）离心泵的正常工作是建立在对水泵 吸水条件正确选择的基础
29、上的。所谓正确的吸水条件，就 是指在抽水过程中，泵内不产生气蚀情况下的最大吸水高 度。为了掌握水泵的吸水条件，我们做以下讨论：一、吸水管中压力的变化和计算一、吸水管中压力的变化和计算 在水泵运行中，由于叶轮的高速旋转，在其入口造成了真空，水自吸水管端流入叶轮的进口。吸水池水面大气压与叶轮进口处的绝对压力之差转化为位置水头，流速水头，并克服各项水头损失。在图中，以吸水管轴线为相对压力零线，则管轴线与压力线之间的高差表示了真空值的大小。绝对压力沿水流减小，到进入叶轮后，在叶轮背水面靠近吸水 口的K点处压力达到最低值，Pk=Pmin。2023-2-8642023-2-8652023-2-866 最低
30、压力Pk由以下方法确定（在本例中吸水地形高度及安 装高度）a.写出吸水池水面和水泵进口安装真空表处1-1断面处的 绝对压力的能量方程（以吸水池水面为基准面且忽略行进 流速水头）：对吸水池水面及叶片入口稍前处00端面：之和1断面的全部水头损失1自吸水管进口至h安装高度）；吸水池地形高度（也即H1断面的绝对压力;分别为吸水池水面和1P，P其中（1）h2gvHPPsss1as2ss1a点写面靠近吸水口的断面K0断面中心点O与背水再对0力。0断面的流速与绝对压分别为0，P其中C（2）2gChHPP0020sss0a2023-2-867能量方程：。2gW压力下降值和供应叶片背面K点的2gvC流速水头差；
31、2gv；产生流速水头h水头损失高度；克服吸水管路中把液体提升H之差用来支付;P和泵壳内最低压头Pa上的压头上式表明：吸水池水面（5）2gW2gvCh2gvHPPa上式改写为：2gW2gChHPPa：将(4)代入(2)得(4)2gWPP则有1，WW若令,1WW2gWPP上式又可写成：(3)2gWP2gWP20212021sssK202120s21ssK2020sssK20K0202K202K20K02KK2002023-2-868头差。进口附近叶片背面的压是叶轮进口和2gW压力下降值，此值中的反映了泵壳进口内部的2gW2gvCv，而点的实际压头下降值H，它反映了真空表安装h2gvH的压力降低值壳
32、进口外部真空表所指示的，是泵两项压力水头的降落。以分为泵壳外和泵壳内实际上可力。式子的右边各项，于该水温下饱和蒸汽压是个条件值，它不能低P大气压，一般情况下就是当地的Pa裕值，表示吸水井中能量的余PPa式子中，20202120s21ssKK2023-2-869二二、气穴与气蚀气穴与气蚀 水泵最低压力Pk如果降到被抽升液体工作速度下的饱 和蒸汽压力（即气化压力）Pvs时，泵壳内即发生了气穴与 气蚀现象。水的饱和蒸汽压就是在一定温度下防止水气化 的最小压力。其值与温度有关，水的气化现象随泵壳内压 力的下降和温度的升高而加剧。当叶轮出口低压区的压力 Pk=Pvs时，水就会大量气化，同时原先溶解在水中
33、的气体 也会自动逸出，出现“冷沸”现象，形成的气泡中充满了蒸 汽和逸出的气体。气泡随水流带入叶轮中压力升高的区域 时，气泡突然被四周水压压破，水流因惯性以高速冲向气 泡中心，在气泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象其瞬间 的局部压力可达几十兆帕，此时可以听到气泡冲破时炸裂 的噪声，这种现象称为气穴现象。2023-2-870 气蚀是气穴现象侵蚀材料的结果，在气蚀开始时，表 现在水泵外部的是轻微的噪音，震动和水泵扬程功率开始 有些下降。如果外部条件促使气蚀更加严重时，气穴就会 突然扩大，这时H,N和效率就会急剧下降，最终导致停止出 水。气蚀影响对于不同类型的水泵是不同的。对Ns较低的 水泵，在出现气蚀
34、后，Q-H,Q-曲线迅速降落，对Ns较 高的水泵，由于其流槽较宽，不易被气泡堵塞，所以Q-H,Q-曲线先是逐渐下降,过一段才锐落,正常输水破坏.（噪声和振动，最好的判断方法）2023-2-871三、水泵最大安装高度 水泵泵轴与吸水井水面的高差称为安装高度（小泵）.在实 际工程中,正确计算水泵的最大安装高度,使水泵既能安全供水,又能节省土建造价,具有很重要的意义.2023-2-872 泵轴与开式吸水井水面的垂直距离即安装高度Hg，不 同于Hss(后者指吸水地形高度，吸水井处测压管的高度与 轴的垂直距离）一般情况）(sh-/2g21v-vHgHsh-/2g21v-vHgH)24.0()33.10(
35、vahahsHsH2023-2-873注意：离心泵的允许吸上真空度值越大，表示该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好。值大小与泵的结构、流量、被输送液体的性质及当地大气压等因素有关，通常由泵的制造工厂实验测定。实验值列在泵的样本或说明书的性能表上。该实验是在大气压为10mH2O柱（9.81104Pa）下，以20度清水为介质进行的。因此若输送其它液体，或操作条件与上述的实验条件不同时，应按上式进行换算：Hs-操作条件下，输送液体时允许吸上真空度，m液柱；Hs实验条件下，输送清水时的允许吸上真空度，m水柱；Ha当地大气压，mH2O；Hva操作温度下液体的饱和蒸气压，Pa；0.24实验条件下水的饱和蒸气
36、压，mH2O；10.33实验条件下的大气压（不同海拔大气压强见教材）气蚀余量：gWgC2220202023-2-874 在离心泵的入口处液体的静压头和动压头之和必须大 于操作温度下的液体饱和蒸汽压头某一数值加吸水管中的 流速水头，此数值即定义为离心泵的总气蚀余量，所有的 定义均有特定的含义或是粗糙的（有工程的概念）目前在国产泵样本的性能表中，离心油泵中的气蚀余 量用符号h表示，离心水泵的气蚀余量用NPSH表示，而 允许吸上真空度已被停止使用。临界汽蚀余量 m 当流量一定且流体流动进入阻力平方 区时，气蚀余量仅与泵的结构及尺寸有关，它是泵的抗气 蚀性能参数。离心泵的hc由泵制造厂实验测定，其值随
37、流量增大 而增大。为确保离心泵的正常操作，将所测得的临界汽蚀 余量hc加上一定的安全量后，称为必需气蚀余量hr，并且列入泵产品样本性能表中。离心水泵用（NPSH）r表 示，离心油泵用hr表示。在一些离心泵的特性曲线图上，也绘出hrQ曲线。也应注意在确定离心泵安装高度 时应取可能出现的最大流量为计算依据。2023-2-875 1.从前面的讨论中容易使人获得这样一种认识，即汽蚀 是由于安装高度太高引起的，事实上汽蚀现象的产生可以 有以下三方面的原因：离心泵的安装高度太高；被输送流体的温度太高，液体蒸气压过高；吸入管路的阻力或压头损失太高。允许安装高度这一物理量正是综合了以上三个因素对 汽蚀的贡献。
38、由此，我们又可以有这样一个推论：一个原 先操作正常的泵也可能由于操作条件的变化而产生汽蚀，如被输送物料的温度升高或吸入管线部分堵塞。2.有时，计算出的允许安装高度为负值，这说明该泵应 该安装在液体贮槽液面以下。3.允许安装高度Hg的大小与泵的流量有关。由其计算公 式可以看出，流量越大，计算出的Hg越小。因此用可能使 用的最大流量来计算Hg是保险的。2023-2-876 4.安装泵时，为保险计，实际安装高度比允许安装高度还 要小0.5至1米。（如考虑到操作中被输送液体的温度可能会 升高；或由于贮槽液面降低而引起的实际安装高度的升高）5.当液体的操作温度较高或其沸点较低时，应注意尽量减 小吸入管路
39、的压头损失（如可以选用较大的吸入管径，减少 管件和阀门，缩短管长等），或将离心泵安装在贮槽液面以 下，使液体利用势能自动流入泵体内。我的方法：1.固定流量：2.弄清流量的变化范围：取最大的流量下的允许真空高度 或气蚀余量，其它的按设计最大流量算一般情况）(sh-/2g21v-vHgHsh-/2g21v-vHgH2023-2-877例例1 1：书上：书上P88P88v 气蚀余量=吸水井表面大气压-该温度气化压力-吸水管道 的水损-安装高度（若为自灌式，加安装高度）v 气蚀余量+允许吸上真空高度=吸水井表面大气压-该温度 气化压力+吸水管道的速度水头（工程上0.24可忽略，但80 度 4.82 强
40、调计算）例2：.有一台离心泵，样本上规定的NPSHR4.5m，若分别 用在天津地区和兰州地区，抽送常温清水，它的最大允许 安装高度各位多少？吸水管路损失估计约0.5m水柱（天津 海拔3m，兰州海拔1517m）海拔0 500 1000 1500 2000 对应的大气压ha（mH2o）为10.33，9.7，9.2，8.6，8.4。解：气蚀余量4.5m，天津地区，不需修正，Hg最大值5.09 泵用于兰州地区，Hg3.36m。H2023-2-878离心泵机组的使用，维护及更新改离心泵机组的使用，维护及更新改造造n自学自学2023-2-8792-122-12 轴流泵和混流泵轴流泵和混流泵 轴流泵和混流泵
41、都是叶片泵中比转数较高的一种泵.它 们的特点都是属于中大流量,中低扬程.在排水工程中轴流 泵和混流泵得到了广泛应用.一一.轴流泵轴流泵 1.基本构造 (1)吸入管:为改善水力条件,一般采用符合流线型的喇叭 管或做成流道形式.(2)叶轮:是轴流泵的主要部件,其性能直接影响到泵的性 能.按照叶轮调节的可能性,可以分为固定式,半调式和全调 式.固定式叶片安装角度不能调节.半调式轴流泵的叶片是 用螺母栓紧在轮毂上,在叶片的跟部上刻有基准线,叶片不 同的安装角度,其特性曲线也不同.全调式轴流泵就是该泵 可以根据不同的的扬程和流量要求,在停机或不停机的情况 下,通过一套油压调节机构来改变叶片的安装角度,2
42、023-2-880 从而改变其性能.(4)导叶:导叶固定在泵壳上不动，水流经过导叶时就消除 了旋转运动，把旋转的动能转化为压力能。(5)轴和轴承:泵轴是用来传递扭矩的.轴承的作用主要是 承受径向力及将力传递至基础的作用.(6)密封装置:一般采用压盖填料的密封装置.二、轴流泵的工作原理二、轴流泵的工作原理 轴流泵的叶片形状一般为翼形.当叶片在水中高速旋转 时,水流相对于叶片就产生了急速绕流,叶片对水产生压力 P,在此压力作用下,水流就被压升到一定高度上去.离心泵 的基本方程也叫叶片泵基本方程三、轴流泵的性能特点三、轴流泵的性能特点 1.扬程随流量的减小而剧裂增加,Q-H曲线陡降,并有转折点;2.
43、Q-N曲线也是陡降的;(1.2-1.4Nd，开闸启动，甚至不设 闸阀）2023-2-8812023-2-8822023-2-8832023-2-8842023-2-885M创压力表处2023-2-886 3.流量-效率曲线呈驼峰状;（采用闸阀调节是不利的）调 节叶片装置角（叶片安装方向与来流之间的夹角）所谓安装角，指轴流泵叶片外缘断面的弦（叶片切线）与叶片圆周速度方向之间的夹角。在调整时，一般以设计安装角度为0 安装角加大时为正，减小时为负。4.一般轴流泵的气蚀余量要求比较大.2023-2-887有拐点，出现在设计流量的有拐点，出现在设计流量的40-60%40-60%，主要原因，流，主要原因，
44、流量减少时，在叶片的进口和出口产生回流，水流量减少时，在叶片的进口和出口产生回流，水流多次重复得到提升，扬程急剧增加，水流回流阻多次重复得到提升，扬程急剧增加，水流回流阻力，轴功率增大的现象。力，轴功率增大的现象。改变安装角时，流量改变安装角时，流量-效率曲线几乎是水平移动的。效率曲线几乎是水平移动的。大型全调式轴流泵，先关小安装角，在轻载起动后大型全调式轴流泵，先关小安装角，在轻载起动后开启开启 .采用闸阀调节是不允许的采用闸阀调节是不允许的.在停泵时也是逐在停泵时也是逐渐调小。渐调小。变角，变角，变速是没问题。变速是没问题。四、混流泵四、混流泵2023-2-8882023-2-889202
45、3-2-8902023-2-8912023-2-8922023-2-8932023-2-8942-132-13 给排水常用的叶片泵给排水常用的叶片泵一、一、ISIS系列单级单吸离心泵系列单级单吸离心泵 IS100-65-250A型号意义:IS采用ISO国际标准单级单吸清水离心泵;100 水泵吸入口直径(mm);65水泵压出口直径(mm);250叶轮直径(mm);A叶轮第一次切削.二、二、D(DA)D(DA)系列分段多级式离心泵系列分段多级式离心泵 100D16A12 100 水泵吸入口直径(mm);D单级多吸分段式;16扬程(m);A同一台水泵叶轮被切削;12水泵的级数.2023-2-8952
46、023-2-8962023-2-897三、三、JD(J)JD(J)系列深水泵系列深水泵 6JD-2811型6适用井径为6in及 6in以上;JD深井多级泵;28额定流量为28m3/h;11表示叶轮的级数.2023-2-898四、潜水泵四、潜水泵 型号500ZQB-70的意义:500泵出口的名义直径(mm);Z轴流泵(如果是H代表混流泵);Q潜水泵;B泵叶轮的叶片是半可调式;70泵的比转数代号.深井泵，污水泵，杂质泵。（离心，轴流，混流）容积式的，其它类。总结：总结：叶片泵改变工况的方法：变速，变径，变角；叶片泵改变工况的方法：变速，变径，变角；改变阀门的开启度。改变阀门的开启度。2023-2-8992023-2-81002023-2-81012023-2-81022023-2-81032023-2-8104
