虹吸泵安裝高度

1、6 6 有壓管道的恒定流有壓管道的恒定流 虹吸管是一種壓力輸水管道，頂部彎曲且其高程高于虹吸管是一種壓力輸水管道，頂部彎曲且其高程高于上游供水水面。在虹吸管內(nèi)造成真空，使作用虹吸管內(nèi)上游供水水面。在虹吸管內(nèi)造成真空，使作用虹吸管內(nèi)產(chǎn)生真空，水流則能通過虹吸管最高處引向其他處。產(chǎn)生真空，水流則能通過虹吸管最高處引向其他處。6.3 6.3 虹吸管及水泵的水力計算虹吸管及水泵的水力計算 6.3.1 6.3.1 虹吸管的水力計算虹吸管的水力計算 虹吸管的優(yōu)點在于能跨越高地，減少挖方。虹吸管的優(yōu)點在于能跨越高地，減少挖方。 虹吸管虹吸管長度一般不長，故按照短管計算。長度一般不長，故按照短管計算。pa11

2、22zzs虹吸管頂部虹吸管頂部 虹吸管頂部的真空壓強理論值不能大于虹吸管頂部的真空壓強理論值不能大于最大真空值最大真空值（10mH2O10mH2O）。 當(dāng)虹吸管內(nèi)壓強接近該溫度下的汽化壓強時，液體當(dāng)虹吸管內(nèi)壓強接近該溫度下的汽化壓強時，液體將產(chǎn)生汽化，破壞水流連續(xù)性，可能產(chǎn)生空蝕破壞，將產(chǎn)生汽化，破壞水流連續(xù)性，可能產(chǎn)生空蝕破壞，故一般虹吸管中的真空值故一般虹吸管中的真空值7 78mH2O8mH2O。 例例 有一渠道用兩根直徑為有一渠道用兩根直徑為1.0m的混凝土虹吸管來跨的混凝土虹吸管來跨越山丘，越山丘， 渠道上游水位為渠道上游水位為1100.0m，下游水位為，下游水位為299.0m，虹吸管

3、長度，虹吸管長度l1 = 8m l2= 15m；l3 = 15m，中間，中間有有60的折彎兩個，每個彎頭的局部水頭損失系數(shù)為的折彎兩個，每個彎頭的局部水頭損失系數(shù)為0.365，若進口局部水頭損失系數(shù)為，若進口局部水頭損失系數(shù)為0.5；出口局部水頭；出口局部水頭損失系數(shù)為損失系數(shù)為1.0。試確定：。試確定： 當(dāng)虹吸管中的最大允許真空度為當(dāng)虹吸管中的最大允許真空度為 7mH2O時，虹吸管時，虹吸管最高安裝高程最高安裝高程 zs為多少？為多少？ 00BBzszl1l3l2 虹吸管為淹沒出流虹吸管為淹沒出流00BBzszl1l3l2s/.gHAQ.)dl(.Cg.RnC.zgzAvAQcicc3222

4、616121985116191143250571025710136502501350240110240756898875641014011010099001002mm ）（求流量求流量 00BBzszl1l3l2虹吸管中最大真空一般發(fā)生在管道最高位置。虹吸管中最大真空一般發(fā)生在管道最高位置。本題最大真空發(fā)生在第二個彎頭前的本題最大真空發(fā)生在第二個彎頭前的B-B B-B 斷面。斷面?？紤]考慮0-00-0斷面和斷面和B-B B-B 斷面的能量方程，則斷面的能量方程，則 00BBzszl1l3l2m246222222002212122122122200.gv)dll(hzhgv)dl(zpgv)dl

5、(gvpzhgvpzgvvsvBsBBBswBs 00BBzszl1l3l2vm246222222002212122122122200.gv)dll(hzhgv)dl(zpgv)dl(gvpzhgvpzgvvsvBsBBBswBs d1154d22232l1h1Hl200h211 一個抽水系統(tǒng)通過水泵轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪的作用，在水泵一個抽水系統(tǒng)通過水泵轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪的作用，在水泵進水口形成真空，使水流在池面大氣壓強的作用下沿進水口形成真空，使水流在池面大氣壓強的作用下沿吸水管上升，流經(jīng)水泵時從水泵獲得新的能量，進入壓吸水管上升，流經(jīng)水泵時從水泵獲得新的能量，進入壓力管，再流入水塔。力管，再流入水塔。 6.3

6、6.3 虹吸管及水泵的水力計算虹吸管及水泵的水力計算 6.3.1 6.3.1 虹吸管的水力計算虹吸管的水力計算6.3.2 6.3.2 水泵的水力計算水泵的水力計算1100223344z測壓管水頭線測壓管水頭線zs吸水管吸水管壓水管壓水管水泵的水力計算水泵的水力計算 吸水管和壓力水管吸水管和壓力水管 吸水管吸水管: : 短管短管 壓力水管壓力水管: :長管長管 l吸水管的水力計算吸水管的水力計算確定管徑和水泵最大允許安裝高程確定管徑和水泵最大允許安裝高程 吸水管的管徑一般是根據(jù)允許流速計算，通常吸吸水管的管徑一般是根據(jù)允許流速計算，通常吸 水管的允許流速約為水管的允許流速約為0.81.25 m/

7、s，或根據(jù)有關(guān)規(guī)范，或根據(jù)有關(guān)規(guī)范 確定。確定。 流速確定后，管徑可按下式計算流速確定后，管徑可按下式計算允vQd4 水泵的最大允許安裝高程，取決于水泵的最大允水泵的最大允許安裝高程，取決于水泵的最大允 許真空度許真空度hv 以及吸水管水頭損失以及吸水管水頭損失hw 。計算方法和虹。計算方法和虹 吸管允許安裝高程的計算方法相同。吸管允許安裝高程的計算方法相同。1100223344z測壓管水頭線測壓管水頭線zs吸水管吸水管壓水管壓水管考慮斷面考慮斷面1-1和水泵進口斷面和水泵進口斷面2-2的能量方程，則的能量方程，則 gvdlhzvs2)(22 l 壓力管的水力計算壓力管的水力計算 確定管徑和水

8、泵裝機容量確定管徑和水泵裝機容量 壓力管管徑一般是根據(jù)經(jīng)濟流速確定，重要工程應(yīng)選壓力管管徑一般是根據(jù)經(jīng)濟流速確定，重要工程應(yīng)選擇幾個方案，進行技術(shù)經(jīng)濟比較。擇幾個方案，進行技術(shù)經(jīng)濟比較。 對于給排水管道可按公式確定對于給排水管道可按公式確定 80.xQd 式中，式中，x 為系數(shù)，一般取為系數(shù)，一般取x 0.81.2； d 為管徑（為管徑（m）；）； Q 為流量為流量(m3/s)?？紤]考慮1-1斷面和斷面和4-4斷面的能量方程，注意兩者之間存斷面的能量方程，注意兩者之間存在水泵?？紤]兩個斷面之間的能量方程時，應(yīng)考慮有在水泵?？紤]兩個斷面之間的能量方程時，應(yīng)考慮有水力機械對水流所作功。水力機械對水

9、流所作功。水泵的裝機容量水泵的裝機容量 1100223344z測壓管水頭線測壓管水頭線zs吸水管吸水管壓水管壓水管考慮考慮1-1斷面和斷面和4-4斷面的能量方程，注意兩者之間存斷面的能量方程，注意兩者之間存在水泵?？紤]兩個斷面之間的能量方程時，應(yīng)考慮有在水泵?？紤]兩個斷面之間的能量方程時，應(yīng)考慮有水力機械對水流所作功。水力機械對水流所作功。水泵的裝機容量水泵的裝機容量 1100223344z測壓管水頭線測壓管水頭線zs吸水管吸水管壓水管壓水管2001 41 41 23 40002(kW)1000twtwwwtPPvHzhgHzhzhhQHN 2001 41 41 2340002(kW)1000

10、twtwwwtPPvHzhgHzhzhhQHN 式中，式中，Ht 為水泵向單位液體所提供的機械能，稱為水為水泵向單位液體所提供的機械能，稱為水 泵的水頭或者揚程（泵的水頭或者揚程（m）；）； P 為水泵和動力機械的總效率。為水泵和動力機械的總效率。 上式表明：上式表明： 水泵向單位重量液體所提供的機械能水泵向單位重量液體所提供的機械能2001 41 41 2340002(kW)1000twtwwwtPPvHzhgHzhzhhQHN l 將水流提高一個幾何高度將水流提高一個幾何高度l 克服全部水頭損失克服全部水頭損失 水泵的輸入功率水泵的輸入功率例題：例題： 4-5 用離心泵將湖水抽到水池中去，

11、流量為用離心泵將湖水抽到水池中去，流量為0.2（m3/s），湖面高程為），湖面高程為85.0m，水池水面高程為，水池水面高程為105.0m，吸水管長度為，吸水管長度為10.0m，水泵的允許真空，水泵的允許真空 hv = 4.5m，吸水管底閥的局部水頭損失系數(shù)為，吸水管底閥的局部水頭損失系數(shù)為2.5；彎；彎管的局部水頭損失系數(shù)管的局部水頭損失系數(shù)0.3，水泵入口前的漸變收縮，水泵入口前的漸變收縮段局部水頭損失系數(shù)為段局部水頭損失系數(shù)為0.1；吸水管沿程水頭損失系；吸水管沿程水頭損失系數(shù)為數(shù)為0.022，壓力管道采用鑄鐵管，其直徑為，壓力管道采用鑄鐵管，其直徑為500mm，長度為長度為1000m，

12、n = 0.013。 1100223344z測壓管水頭線測壓管水頭線zs例例 用離心泵將湖水抽入用離心泵將湖水抽入水池，流量為水池，流量為0.2m3/s，湖面高程為湖面高程為85.0m1100223344z測壓管水頭線測壓管水頭線zs水池水面高程為水池水面高程為105m， 吸水管長度為吸水管長度為10.0m，水泵允許真空水泵允許真空 hv= 4.5m1100223344z測壓管水頭線測壓管水頭線zs吸水管底閥局部水頭損吸水管底閥局部水頭損失系數(shù)為失系數(shù)為2.5；彎管的局；彎管的局部水頭損失系數(shù)部水頭損失系數(shù)0.3，水，水泵入口前的漸變收縮段泵入口前的漸變收縮段局部水頭損失系數(shù)局部水頭損失系數(shù)0

13、.1；1100223344z測壓管水頭線測壓管水頭線zs吸水管沿程水頭損失系吸水管沿程水頭損失系數(shù)為數(shù)為0.022，壓力管用鑄，壓力管用鑄鐵管，直徑鐵管，直徑500mm，長，長度度1000m，n = 0.013 1100223344z測壓管水頭線測壓管水頭線zs試確定：試確定： 吸水管直徑吸水管直徑水泵安裝高度水泵安裝高度水泵功率水泵功率解：解：允vQd4 （2）安裝高程）安裝高程mmdmmmvQdsmv500505505. 00 . 114. 32 . 044/0 . 1 選選用用標標準準直直徑徑取取允允允允（1）吸水管直徑）吸水管直徑考慮斷面考慮斷面1-1和水泵進口斷面和水泵進口斷面2-2的能量方程，則的能量方程，則 1100223344zzsmzmgvdlhzgvdlgvhzhgvhzgvssvsvswvs28.898528. 428. 422. 05 . 48 . 921)1 . 03 . 05 . 25 . 010022. 01(5 . 42)(2)(2220012232112321122200 1100223344zzs解：解：（3）水泵功率）水泵功率考慮斷面考慮斷面1-1和水泵進口斷面和水泵進口斷面4-4的能量方程，則的能量方程，則 smRACKmKQlhmhmzhhzhzHhgvzHgvw