內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)給水排水工程《泵與泵站》考試考點(diǎn)

1、泵與泵站作用和地位：廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)；規(guī)模和投資越來(lái)越大；農(nóng)田灌溉、防洪排澇等方面，泵站作為一個(gè)獨(dú)立的構(gòu)筑物服務(wù)于各項(xiàng)事業(yè)；城市供水企業(yè)一般都是用電大戶(hù)。泵是輸送和提升液體的機(jī)器，它把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被輸送液體的能量，使液體獲得動(dòng)能或勢(shì)能。泵的分類(lèi)葉片式泵：它對(duì)液體的壓送是靠裝有葉片的葉片輪高速旋轉(zhuǎn)而完成的（離心泵、軸流泵、混流泵）。容積式泵：它對(duì)液體的壓送是靠泵體工作室容積的改變來(lái)完成的（活塞式往復(fù)泵，柱塞式往復(fù)泵）。其他類(lèi)型泵（螺旋泵、射流泵、水錘泵、水輪泵以及氣升泵泵）。徑向流的葉輪稱(chēng)為離心泵，液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪中流動(dòng)主要受離心力作用；軸向流的葉輪稱(chēng)為軸流泵，液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪中流

2、動(dòng)主要受軸向升力作用；斜向流的葉輪稱(chēng)為混流泵，液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪中流動(dòng)受離心力又受軸向升力。離心泵的工作原理：當(dāng)一個(gè)敞口圓筒繞中心軸作等角速度旋轉(zhuǎn)，圓筒內(nèi)的水面便呈拋物線(xiàn)上升的旋轉(zhuǎn)凹面。離心泵的構(gòu)造：泵殼、泵軸、葉輪、吸水口、出水口。離心泵在啟動(dòng)前，應(yīng)先用水灌滿(mǎn)泵殼和吸水管道。葉輪：機(jī)械強(qiáng)度好，材料的耐磨和耐腐蝕性能好（鑄鐵、鑄鋼和青銅）。泵軸：足夠的抗扭強(qiáng)度和剛度、撓度不超過(guò)允許值、工作轉(zhuǎn)速不能接近產(chǎn)生共振現(xiàn)象的臨界轉(zhuǎn)速（碳素鋼和不銹鋼）。泵殼：其過(guò)水部分要求有良好的水利條件；泵殼的材料選擇，除了考慮介質(zhì)對(duì)過(guò)流部分腐蝕和磨損外，還應(yīng)使殼體具有作為耐壓容器的足夠的機(jī)械強(qiáng)度。泵座：泵座上有與底板或基

3、礎(chǔ)固定用的法蘭孔；泵殼頂上有充水和放氣的螺孔；在泵吸水和壓水椎管的法蘭上開(kāi)設(shè)有真空表和壓力表的測(cè)壓螺孔；在泵殼底部設(shè)有放水螺孔；在泵座的橫向槽底開(kāi)設(shè)有泄水孔，以便隨時(shí)排走有填料盒內(nèi)流出的滲漏水滴。泵殼和泵座是離心泵的固定部件，兩者之間存在著三個(gè)交接部分泵軸與泵殼之間的軸封裝置為填料盒葉輪與泵殼內(nèi)壁接縫處的減漏裝置為減漏環(huán)泵軸與泵座之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接裝置為軸承座。需在軸與殼之間的間隙處設(shè)置軸封裝置，稱(chēng)之為軸封。填料：在軸封裝置中起著阻水或阻氣的密封作用。常用的填料是浸油，浸石墨的石棉繩填料。流量：泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送液體數(shù)量，用Q表示，常用單位m3/h,L/s前=3.6后。揚(yáng)程：泵對(duì)單位重量液體所作

4、之功，即單位重量液體通過(guò)泵后其能量的增值，用H表示。軸功率：泵軸所得自原動(dòng)機(jī)所傳遞來(lái)的功率，以N表示，軸功率單位以KW表示。效率：泵的有效功率與軸功率之比值已。Y表示。y=Nu/N,Nu(有效功率尸pgQH(W)軸功率N=NuA=pgQH/刀(W)=pgQH/100Oi(KW)電耗W=（pgQH/10001112）T（KW*H）轉(zhuǎn)速：n，r/min。轉(zhuǎn)動(dòng)方向：沿著電動(dòng)機(jī)的方向看葉輪順時(shí)針轉(zhuǎn)為正確。允許吸上真空高度（Hs）：指泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（既水溫為20度，表面壓力為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）運(yùn)轉(zhuǎn)，泵所允許的最大吸上真空高度。單位為mH2O,Hs反應(yīng)離心泵的吸水性能。氣蝕余量（Hsv）：指泵進(jìn)口處，單位重

5、量液體所具有超過(guò)飽和蒸汽壓的容裕能量，單位為mH2O。對(duì)葉輪的構(gòu)造和流體性質(zhì)的三點(diǎn)假設(shè)液流是恒定流液梢中，液流均勻一致，葉輪同半徑處液流同名速度相等液流為理想液體，也即不顯示粘滯性，不存在水頭損失，這時(shí)揚(yáng)程為理論揚(yáng)程Ht,而且密度不變。水流通過(guò)泵時(shí)，比能的增值揚(yáng)程Ht與圓周速度u2有關(guān)，u2=n%D2/60,因此，水流在葉輪中所獲得的比能與葉輪的轉(zhuǎn)速（n）,也輪的外徑（D2）有關(guān)。增加轉(zhuǎn)速（n）和加大外徑（D2）可以提高泵揚(yáng)程。泵的揚(yáng)程有兩部分能量縮組成，一部分是勢(shì)揚(yáng)程H1，另一部分是動(dòng)揚(yáng)程H2。它在流出葉輪時(shí)，以比動(dòng)能的形式出現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能過(guò)程中，伴有能量損失，因此，動(dòng)

6、揚(yáng)程H2這一項(xiàng)在泵總揚(yáng)程中所占的比例越小，泵殼內(nèi)水力損失小，泵的效率提高。只要把正在運(yùn)行中的泵裝置的真空表和壓力表的讀數(shù)相加，就可得出該泵的工作揚(yáng)程。Hss泵吸水地形高度（mH2O），也即自泵吸水井水面的測(cè)管水面至泵軸之間的垂直距離（如吸水井是敞開(kāi)的，Hss即為吸水井水面與泵軸之間的高差）。Hsd泵壓水地形高度，也即從泵軸至水塔的最高水位或密閉水箱液面的測(cè)壓管水位之間的垂直距離。Ht=A-BQt,Qt為泵的理論流量，當(dāng)葉片的（32<90度時(shí)，也即葉片是后彎式時(shí)，Ht隨Qt的增加而減少。閉閘啟動(dòng)泵在啟動(dòng)前，壓水管上的閘閥是全閉的，待電動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常后，壓力表達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)，再逐步打開(kāi)閘閥，使

7、泵正常運(yùn)行。幾何相似條件是：兩個(gè)葉輪主要過(guò)流部分一切相對(duì)應(yīng)的尺寸成一定比例，對(duì)應(yīng)角相等。運(yùn)動(dòng)相似條件是：兩葉輪對(duì)應(yīng)點(diǎn)上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。泵模型：在最高效率下，當(dāng)有效功率Nu=735.5w（1HP），揚(yáng)程Hm=1m,流量Qm=0.075m3/s,這時(shí)該模型泵的轉(zhuǎn)速就叫做與它相似的實(shí)際泵的比轉(zhuǎn)速ns。圖解法求離心泵裝置的工況點(diǎn)：畫(huà)出管道損失特性曲線(xiàn)Q-Z2h畫(huà)出離心泵樣本中提供的該Q-H曲線(xiàn)倆條曲線(xiàn)相交于M點(diǎn)（M點(diǎn)表示將水輸送至高度為HST時(shí)，泵站給水的總比能與管道所要求的總比能相等的那個(gè)點(diǎn)，稱(chēng)它為該泵裝置的平衡工況點(diǎn)）。泵并聯(lián)工作的特點(diǎn)：可以增加供水量，輸水干管中的流量等于各

8、并聯(lián)泵的出水量之和可以通過(guò)開(kāi)停泵的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)泵站的流量和揚(yáng)程，以達(dá)到節(jié)能和安全供水的目的當(dāng)并聯(lián)工作的泵中有一臺(tái)損壞時(shí)，其它幾臺(tái)泵仍可繼續(xù)供水。繪制泵并聯(lián)性能曲線(xiàn)：先把并聯(lián)的各臺(tái)泵的（Q-H）曲線(xiàn)繪在同一坐標(biāo)圖上把對(duì)應(yīng)于同一H值的各個(gè)流量加起來(lái)得到泵并聯(lián)后的流量點(diǎn)，然后連接各點(diǎn)即得到泵并聯(lián)后的總和。繪制管道系統(tǒng)特性曲線(xiàn)，并求出并聯(lián)工況點(diǎn)求每臺(tái)泵的工況點(diǎn)。水的飽和蒸汽壓力，就是在一定水溫下，防止水汽化的最小壓力。氣泡隨水流帶入葉輪中的壓力升高的區(qū)域時(shí)，氣泡突然被周?chē)乃畨簤浩?，水流因慣性以高速?zèng)_向氣泡中心，在氣泡閉合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部水錘現(xiàn)象，其瞬間的局部壓力可達(dá)幾十兆帕，此時(shí)可以聽(tīng)到氣泡沖破時(shí)炸

9、裂的噪聲，這種現(xiàn)象成為氣穴現(xiàn)象。由于水和蜂窩表面間歇性接觸之下，蜂窩的側(cè)壁與底之間產(chǎn)生電位差，引起電位腐蝕，使裂縫加寬，最后，幾條裂縫互相貫穿，達(dá)到完全蝕壞的程度，泵葉輪進(jìn)口端產(chǎn)生這種現(xiàn)象稱(chēng)為氣蝕現(xiàn)象?？倸馕g余量，即泵進(jìn)口處單位重量的水，所具有的超過(guò)汽化壓力的富裕能量再加上速度水頭，其大小通常按其到泵軸的基準(zhǔn)面上。泵起動(dòng)前應(yīng)該檢查一下各處螺栓連接的完好程度，檢查軸承中潤(rùn)滑油是否足夠、干凈，檢查出水閥、壓力表及真空表上的旋塞閥是否處于合適位置，供配電設(shè)備是否完好，然后，進(jìn)一步進(jìn)行盤(pán)車(chē)、灌泵。軸流泵的構(gòu)造：吸水管，葉輪，導(dǎo)葉，軸和軸承，密封裝置。原理：以空氣動(dòng)力學(xué)中機(jī)翼的升力理論射流泵：由噴嘴，吸

10、入室，混合管，擴(kuò)散管組成。射流泵的優(yōu)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、價(jià)格便宜便于就地加工、安裝容易、維修簡(jiǎn)單無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、起筆方便、當(dāng)吸水口完全曝露出水面后，斷流無(wú)危險(xiǎn)可以抽升污泥或其他含顆粒液體可以與離心泵聯(lián)合串聯(lián)工作從大口井或深井中取水。缺點(diǎn)是效率低。射流泵的應(yīng)用用作離心泵的抽氣引水裝置在水池中利用射流泵來(lái)抽吸液氯和礬液利用射流泵作為帶氣、充氣裝置在排水工程中，作為污泥消化池中攪拌和混合污泥用泵與離心泵聯(lián)合工作以增加離心泵裝置的溪水高度在土方工程施工中，用于井點(diǎn)來(lái)降低基坑的地下水位等。氣升泵：揚(yáng)水管、輸氣管、噴嘴、氣水分離箱。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、工作可靠。缺點(diǎn)：工作效率低往復(fù)泵主要由泵缸

11、、活塞和吸、壓水閥構(gòu)成。揚(yáng)程是依靠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，將機(jī)械能以靜壓形式直接傳給液體，因此，往復(fù)泵的揚(yáng)程于流量無(wú)關(guān)。往復(fù)泵的性能特點(diǎn)揚(yáng)程與流量無(wú)關(guān)，高揚(yáng)程小流量的容積式泵必須開(kāi)閘下啟動(dòng)不能用閘閥來(lái)調(diào)節(jié)流量必須有流量調(diào)節(jié)設(shè)施具有自吸能力出水不均勻，嚴(yán)重時(shí)可能造成運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊現(xiàn)象螺旋泵的優(yōu)點(diǎn)：提升流量大、省電螺旋泵只要葉片接觸到水面就可以把水提升上來(lái)不必設(shè)置集水井及封閉管道可以直接提升雜粒等污物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)絨絮破壞較小。缺點(diǎn)：揚(yáng)程小出水量與水位有關(guān)斜裝占地大。在給水工程中常見(jiàn)分類(lèi)是按泵在給水系統(tǒng)中的作用可分為：取水，送水，加壓和循環(huán)泵站四種。選泵要點(diǎn)：大小兼顧，調(diào)配靈活型號(hào)整齊，互為備用合理的利

12、用各個(gè)泵的高效段.近遠(yuǎn)期相結(jié)合的觀(guān)點(diǎn)在選泵的過(guò)程中給予重視.大中型泵站需作選泵方案比較泵的構(gòu)造對(duì)泵房的大小結(jié)構(gòu)形狀有影響，因而對(duì)泵站的造價(jià)很有關(guān)系應(yīng)保證泵的正常吸水條件應(yīng)選用效率較高的泵根據(jù)供水對(duì)象對(duì)供水可靠性的不同要求，選定一定數(shù)目的備用泵選泵應(yīng)該盡量結(jié)合地區(qū)條件優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)刂圃煜盗猩a(chǎn)的比較穩(wěn)定性能良好的產(chǎn)品。備用泵的選擇要點(diǎn)：在不允許減少供水量的情況下，應(yīng)有倆套備用機(jī)組；允許短時(shí)間內(nèi)減少供水量的情況下，備用泵只保證供應(yīng)事故用水量；允許短時(shí)間中斷供水時(shí)，可只設(shè)一臺(tái)備用泵。城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設(shè)一臺(tái)備用泵。通常備用泵的型號(hào)可以和泵站中最大的工作泵站相同。當(dāng)管網(wǎng)中無(wú)水塔且泵站內(nèi)機(jī)組較

13、多時(shí)，也可考慮增設(shè)一臺(tái)備用泵，它的型號(hào)和最常運(yùn)行的工作泵相同。如果給水系統(tǒng)中具有足夠大容積的高地水池和水塔時(shí)，可以部分或全部代替泵站進(jìn)行短時(shí)間供水，則泵站中可不設(shè)備用泵，僅在倉(cāng)庫(kù)中貯存一套備用機(jī)組即可。負(fù)荷等級(jí)：電力負(fù)荷等級(jí)，是根據(jù)用電設(shè)備對(duì)供水可靠性的要求決定一級(jí)負(fù)荷是指突然停電將造成人身傷亡危險(xiǎn)，或重大設(shè)備損壞且長(zhǎng)期難以修復(fù)，因而給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大損失的電力負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷是指突然停電產(chǎn)生大量的廢品，大量原材料報(bào)廢或?qū)l(fā)生主要設(shè)備破壞事故。三級(jí)負(fù)荷指所有不屬于一級(jí)及二級(jí)負(fù)荷的電力負(fù)荷。對(duì)基礎(chǔ)的要求堅(jiān)實(shí)牢固，除了能夠承受機(jī)組的靜荷載外，還能承受機(jī)械振動(dòng)要澆制在較堅(jiān)實(shí)的地基上，不宜澆制在松軟的基地

14、或新填土上，以免發(fā)生基礎(chǔ)下沉或不均勻沉陷。對(duì)吸水管的基本要求：不漏氣不積氣不吸氣當(dāng)泵從壓水管引水啟動(dòng)時(shí)，吸水管上應(yīng)裝有底閥以下情況防止回閥井群給水系統(tǒng)輸水管路長(zhǎng)，突然停電無(wú)法關(guān)閥吸入式啟動(dòng)的泵站，管道放空后，再抽真空比較困難。遙控泵站無(wú)法關(guān)閘。多水源，多泵站系統(tǒng)。管網(wǎng)布置位置高于泵站，如無(wú)止回閥時(shí)，在管網(wǎng)內(nèi)可能出現(xiàn)負(fù)壓。設(shè)計(jì)流速取值較給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的平均流速要大，因?yàn)楸谜緝?nèi)壓水管路不長(zhǎng)，流速取大一點(diǎn)，水頭損失增加不多，但可減小管子和配件的直徑。水錘：在壓力管道中，由于流速的劇烈變化而引起一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象。停泵水錘：指泵機(jī)組因突然失電或者其他原因，造成開(kāi)閥停車(chē)時(shí)，在泵及管路中水流速度發(fā)生遞變而引起的壓力遞變現(xiàn)象。停泵水錘防護(hù)：防止水柱分離防止升壓過(guò)高的措施（設(shè)置水錘消除器、設(shè)空氣閥、采用緩壓閥、取消止回閥）。工業(yè)噪音通常分為空氣動(dòng)力性、機(jī)械性、電磁性。噪聲防止：吸聲、消聲、隔振、隔聲。排水泵站基本組成：機(jī)器間、集水池、格柵、輔助間、有時(shí)還附有變電所。排水泵站分類(lèi)：污水泵站、雨水泵站、合流泵站、污泥泵站。排水泵