節(jié)水灌溉常用水泵與其應(yīng)用課件

第四章

節(jié)水灌溉常用水泵及其應(yīng)用講解：蘭才有中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院目錄第一節(jié)概述第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造第三節(jié)離心泵的性能＊

第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)第五節(jié)離心泵的汽蝕及安裝高程的確定＊

第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介第七節(jié)水泵機(jī)組的選型與配套附錄離心泵吸水管布置、安裝常見(jiàn)錯(cuò)誤圖例

第一節(jié)概述1幾個(gè)概念（1）泵：將外部施加的能量轉(zhuǎn)施于液體，使液體的能量增加，從而將液體提升和/或壓送到所需之處的一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)械（2）水泵：用于提升和/或壓送水的泵（3）水泵站：由水泵、動(dòng)力設(shè)備、附屬設(shè)備、管路系統(tǒng)和相應(yīng)建筑物等組成的整體工程設(shè)施（4）水泵機(jī)組：水泵、動(dòng)力機(jī)和傳動(dòng)裝置等的組合，簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)組（5）抽水裝置：水泵、吸水管路和出水管路的組合，簡(jiǎn)稱(chēng)裝置（6）吸水裝置：水泵和吸水管路的組合，討論泵汽蝕時(shí)也簡(jiǎn)稱(chēng)裝置第一節(jié)概述2泵的類(lèi)型和用途

按工作原理大致分為三大類(lèi)：葉片式泵利用葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體動(dòng)能和壓能的一類(lèi)泵。離心泵，軸流泵，混流泵；潛水電泵，水輪泵，長(zhǎng)軸泵容積式泵利用工作室容積的周期性變化而提升和/或壓送液體的一類(lèi)泵。往復(fù)式泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵等）

回轉(zhuǎn)式泵〔齒輪泵、凸輪泵和螺桿泵（單螺桿、雙螺桿、三螺桿）〕其他類(lèi)型泵除葉片式泵和容積式泵以外的特殊泵。在灌溉排水泵站中，有射流泵、水錘泵等。

第一節(jié)概述小結(jié)：

（1）容積式泵適用于高揚(yáng)程、小流量的場(chǎng)合。

隔膜泵和柱塞泵可用于丘嶺山區(qū)節(jié)水灌溉工程；化肥－農(nóng)藥注入器是一種柱塞泵。（2）葉片式泵覆蓋了從低揚(yáng)程到高揚(yáng)程、從小流量到大流量的廣闊區(qū)間，適用范圍寬廣。

節(jié)水灌溉常用的是葉片式中的離心泵。

第一節(jié)概述3泵站的類(lèi)型和用途按用途：（1）灌溉排水泵站：灌溉、排水、農(nóng)村人蓄飲水（2）城鎮(zhèn)給排水泵站：城鎮(zhèn)給排水（3）工礦供排水泵站等：發(fā)電、鍋爐給水、采礦等按動(dòng)力類(lèi)型：電力泵站、機(jī)械（以柴油機(jī)為主）泵站、水力泵站、風(fēng)力泵站、太陽(yáng)能泵站等按是否移動(dòng)：固定式、移動(dòng)式。噴灌機(jī)組（除中心支軸式外）泵站屬移動(dòng)式。

注：各種泵站雖然規(guī)模和用途不同，但基本組成、設(shè)計(jì)方法、水泵機(jī)組的選型和配套，以及安全運(yùn)行要求等大體相同。

第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造1工作原理

第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造2分類(lèi)按級(jí)數(shù)：?jiǎn)渭?jí)、多級(jí)按吸入方式：?jiǎn)挝?、雙吸按泵體剖分形式：徑向剖分、軸向剖分式按泵軸方向：臥式、立式、斜式（少見(jiàn)）按輸送水的性質(zhì)：清水、污水、污物按進(jìn)口直徑或功率大小：微型、中小型、大中型和大型按有否自吸功能：普通、自吸

注：（1）節(jié)水灌溉最常用的是中小型單級(jí)單吸清水離心泵；（2）立式泵具有占地面積小、振動(dòng)小、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，在城鎮(zhèn)園林灌溉中應(yīng)用較多；（3）潛水電泵是特殊配套動(dòng)力的水泵，按葉片類(lèi)型仍有離心式、軸流式和混流式之分。第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造3基本構(gòu)造

（1）

葉輪（2）泵體（泵殼）（3）泵軸和軸承（4）軸封裝置

第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造3.1葉輪

第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造葉輪產(chǎn)生的軸向力及其平衡

第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造3.2泵體（泵殼）組成：泵蓋和蝸形體。泵蓋：將吸水管路中的水以最小的水力損失均勻地引向葉輪。蝸形體：由蝸室和擴(kuò)散管組成。

作用：匯集從葉輪中高速流出的液體，消除液體從葉輪中流出時(shí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將液體的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能，并將其輸送到泵出口。第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造3.3減漏環(huán)

泵蓋上、或泵蓋和葉輪上分別鑲裝的圓環(huán)

可減少漏損，承受磨損；損壞可更換位于水泵進(jìn)口，故稱(chēng)減漏環(huán)，又稱(chēng)密封環(huán)、承磨環(huán)或口環(huán)現(xiàn)在許多中小型水泵不裝

減漏環(huán)

第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造3.4泵軸和軸承

作用：支撐，傳遞轉(zhuǎn)矩

軸承：常用滾珠軸承

注意：葉輪螺母旋向泵軸

葉輪螺母

第二節(jié)離心泵的工作原理、分類(lèi)與構(gòu)造3.5軸封裝置

作用：防止泵軸與泵體配合處水外流或大氣流入

第三節(jié)離心泵的性能1性能參數(shù)（6個(gè)）

（1）流量Q（m3/h、m3/s或L/s）

單位時(shí)間內(nèi)從泵出口排出并進(jìn)入輸水管路的液體體積額定流量：水泵標(biāo)牌上的流量，也稱(chēng)設(shè)計(jì)流量

實(shí)際流量：泵出口實(shí)際流出的流量

（2）揚(yáng)程H（m）單位重力的水從水泵進(jìn)口到水泵出口所增加的能量額定揚(yáng)程：水泵標(biāo)牌上的揚(yáng)程，與額定流量對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程第三節(jié)離心泵的性能1性能參數(shù)（6個(gè)）

（3）功率P（kW）

（a）有效功率（也稱(chēng)輸出功率或水功率）泵傳遞給所輸出水的功率，用Pu表示

（b）軸功率（也稱(chēng)輸入功率）泵軸所接受的功率，用P表示

（c）配用功率（配套功率）與泵配套的動(dòng)力機(jī)功率，常用P配表示。配用功率需大于軸功率

注意：節(jié)水灌溉常用中小型水泵，標(biāo)牌上通常僅標(biāo)出配用功率，而不標(biāo)出軸功率。第三節(jié)離心泵的性能1性能參數(shù)（6個(gè)）

（4）效率η（%）有效功率與軸功率的比值水泵設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量的重要考核指標(biāo)水泵標(biāo)牌上的效率是對(duì)應(yīng)于額定流量的效率，通常為泵的最高效率通常認(rèn)為離心泵的高效區(qū)流量范圍：0.7（0.8）~1.2Q

（5）必需汽蝕余量(NPSH)r（m）

很重要，后面詳細(xì)討論第三節(jié)離心泵的性能1性能參數(shù)（6個(gè)）

（6）轉(zhuǎn)速n（r/min）泵軸每分鐘旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。影響水泵性能的一個(gè)重要參數(shù)，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，上述五個(gè)性能參數(shù)都相應(yīng)發(fā)生變化。第三節(jié)離心泵的性能2性能曲線（4條）2.1性能曲線圖

（由試驗(yàn)獲得，描述諸性能參數(shù)之間的關(guān)系）

（1）流量~揚(yáng)程

Q~H（2）流量~軸功率

Q~P

（3）流量~效率

Q~η（4）流量~必需汽蝕余量

Q~(NPSH)r第三節(jié)離心泵的性能第三節(jié)離心泵的性能2.2性能曲線分析

（1）水泵制造廠產(chǎn)品樣本及其他技術(shù)資料中給出的性能參數(shù)和性能曲線，是在水泵結(jié)構(gòu)尺寸不變（例如葉輪外徑不切割）和額定轉(zhuǎn)速下得出的。如果這兩個(gè)參數(shù)中的任意一個(gè)發(fā)生變化，性能參數(shù)和性能曲線就將隨之發(fā)生變化。（2）離心泵的Q~H曲線通常是一條緩慢下降（也有帶駝峰的）曲線。零流量下的揚(yáng)程最高，并隨著流量的增大而逐漸減小。

思考：關(guān)閉出口管路上的閥門(mén)，泵壓力會(huì)急劇、無(wú)限升高嗎？

第三節(jié)離心泵的性能2.2性能曲線分析

（3）離心泵的Q~P曲線通常是一條近似直線的緩慢上升曲線。零流量下的軸功率最?。s為額定功率的30%），并隨著流量的增大而逐漸增大。

思考：為什么強(qiáng)調(diào)離心泵關(guān)閥起動(dòng)？除減小起動(dòng)功率外，還會(huì)引起什么不利現(xiàn)象？（4）離心泵的Q~η曲線通常是一條上凸曲線。最高效率點(diǎn)與額定流量大體對(duì)應(yīng)，并隨著流量的增大或減小而逐漸減小。

思考：為什么通常推薦離心泵運(yùn)行工況點(diǎn)的流量為0.7（0.8）~1.2Q？第三節(jié)離心泵的性能2.2性能曲線分析（5）離心泵的Q~(NPSH)r曲線通常是一條下凹的曲線。額定流量附近的汽蝕余量最小，并隨著流量的增大或減小而逐漸增大。（6）任何一臺(tái)水泵都不可能正好在額定工況點(diǎn)運(yùn)行，性能曲線是水泵正確選型和運(yùn)行管理的重要依據(jù)。

思考：僅給出最高揚(yáng)程和最大流量，能否選用？（7）若水泵廠僅提供了0.7Q、Q和1.2Q的性能參數(shù)，未提供性能曲線，水泵選型時(shí)，0.7~1.2Q之間的其他性能參數(shù)可近似按插值法得出。第三節(jié)離心泵的性能3比轉(zhuǎn)速（比轉(zhuǎn)數(shù)、比速）

單位：Q——m3/s（雙吸泵取Q/2）；H——m（多級(jí)泵取單級(jí)揚(yáng)程）；n——r/min。

用途：重要特征參數(shù)，用于泵的分類(lèi)、設(shè)計(jì)、性能對(duì)比分析、系列型譜制定等

第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)1單臺(tái)泵運(yùn)行工況點(diǎn)的確定離心泵運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)，就是在水泵型號(hào)、管路系統(tǒng)（包括進(jìn)、出水管路和進(jìn)、出水池水位）已定的情況下，求出水泵實(shí)際運(yùn)行時(shí)的揚(yáng)程H、流量Q、軸功率P、效率η和必需汽蝕余量（NPSH）r等性能參數(shù)。在水泵選型、泵站設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中，運(yùn)行工況點(diǎn)的確定非常重要。泵的運(yùn)行工況點(diǎn)必定是泵性能曲線上的一個(gè)點(diǎn)，但究竟是哪一個(gè)點(diǎn)，不僅決定于泵的自身性能，還決定于反映進(jìn)、出水池水位與進(jìn)、出水管路特征的管路系統(tǒng)性能，因而是由泵的性能和管路系統(tǒng)性能共同決定的。第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)1.1管路系統(tǒng)性能曲線

——進(jìn)、出水池水面的壓力水頭，m；——進(jìn)、出水池的流速水頭，m；H——單位重力的水從泵進(jìn)口到出口能量增加的數(shù)值，m；H實(shí)——進(jìn)、出水池水位差（淹沒(méi)出流）或出水管口中心至進(jìn)水池水位的高差（自由出流），m；h損——管路水頭損失，m。

第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)進(jìn)、出水池水面為自由水面上式表示頂點(diǎn)在Q＝0，H=H實(shí)的二次拋物線，稱(chēng)管路系統(tǒng)性能曲線或需要揚(yáng)程曲線。

S沿——管路沿程阻力參數(shù)，s2/m5；S局——管路局部阻力參數(shù)，s2/m5

S——管路沿程和局部阻力參數(shù)之和

第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)1.2運(yùn)行工況的確定（圖解法和數(shù)解法）

圖解法不易做出Q~H需曲線第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)離心泵Q-H曲線在高效率區(qū)范圍內(nèi)的一段曲線，可用下列經(jīng)驗(yàn)方程表示：

式中，H0、S0分別為水泵的揚(yáng)程常數(shù)和阻力常數(shù)。在高效率區(qū)范圍內(nèi)它和試驗(yàn)性能曲線很接近，但在Q=0時(shí)虛線H0通常不等于試驗(yàn)性能曲線中Q=0時(shí)的揚(yáng)程。1.2運(yùn)行工況的確定（數(shù)解法和數(shù)解法）

數(shù)解法

第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)2串聯(lián)和并聯(lián)運(yùn)行

2.1串聯(lián)運(yùn)行

定義：水泵首尾相接在同一管路系統(tǒng)中運(yùn)行。

流量：相等。？

總揚(yáng)程：等于各臺(tái)泵在同一流量時(shí)的揚(yáng)程之和。故各泵的額定流量應(yīng)基本相等。？思考：若額定流量不相等，應(yīng)怎樣布置？第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)2.2并聯(lián)運(yùn)行

定義：出水管較長(zhǎng)時(shí)，幾臺(tái)水泵共用一條出水管（通常對(duì)稱(chēng)布置）。

揚(yáng)程：同型號(hào)，相等；不同型號(hào)，揚(yáng)程低（尤其是關(guān)死點(diǎn)揚(yáng)程低）的泵無(wú)法運(yùn)行。因此，……流量：同型號(hào)，等于單泵Q~H曲線在同一揚(yáng)程下的流量相疊加，但各泵流量小于一臺(tái)泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的流量。思考：并聯(lián)時(shí)，揚(yáng)程低（尤其是關(guān)死點(diǎn)揚(yáng)程低）的泵會(huì)出現(xiàn)什么損壞現(xiàn)象？注：備用泵不屬于并聯(lián)。但如果特殊情況下需要同時(shí)運(yùn)行，就是并聯(lián)了。第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)3運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)（4種）（1）變速調(diào)節(jié)

同一臺(tái)泵在不同轉(zhuǎn)速下的變速公式比例律相似定律表明：同一臺(tái)水泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，

流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，

揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，

軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)3運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)（4種）變速方法：采用可變速的傳動(dòng)設(shè)備（帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)等）采用可變速的動(dòng)力機(jī)〔柴油機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)（改變極對(duì)數(shù)、轉(zhuǎn)差率或頻率等）〕

變速調(diào)節(jié)具有良好的節(jié)能效果，在離心泵中廣泛應(yīng)用。但改變轉(zhuǎn)速有限度：（1）降低轉(zhuǎn)速一般不應(yīng)低于額定轉(zhuǎn)速的20%，否則水泵效率會(huì)明顯下降；（2）提高轉(zhuǎn)速應(yīng)與水泵廠協(xié)商，一般不宜超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的5%，否則不但會(huì)起動(dòng)力機(jī)超載和發(fā)生汽蝕，也會(huì)增加水泵零件的應(yīng)力。第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)關(guān)于水泵的變頻調(diào)速控制

（1）利用了水泵的什么原理？（2）節(jié)能的原理是什么？（3）什么情況下采用才有意義？（4）有盲目應(yīng)用的趨勢(shì)。第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)3運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)（4種）（2）變徑調(diào)節(jié)

葉輪切割公式D2——葉輪外徑a——車(chē)削后的水泵參數(shù)

表明：同一臺(tái)水泵，當(dāng)葉輪外徑在一定限度內(nèi)改變時(shí)，

流量與葉輪外徑的一次方成正比；

揚(yáng)程與葉輪外徑的二次方成正比；

軸功率與葉輪外徑的三次方成正比。注：車(chē)削水泵葉輪非常簡(jiǎn)單第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)3運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)（4種）車(chē)削葉輪應(yīng)注意的問(wèn)題：（1）葉輪車(chē)削量有一定限度，否則原來(lái)的構(gòu)造被破壞，使葉片出口端變厚，葉輪與泵殼隔舌之間的間隙增大，導(dǎo)致水泵效率降低太多。（2）葉輪的最大車(chē)削量與比轉(zhuǎn)速有關(guān)，比轉(zhuǎn)速超過(guò)350的泵不允許車(chē)削葉輪。變徑調(diào)節(jié)只適用于離心泵和一部分比轉(zhuǎn)速較小的混流泵。（4）葉輪車(chē)削后應(yīng)重新作平衡試驗(yàn)，調(diào)整水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件的平衡度。（5）在離心泵設(shè)計(jì)、制造中，除了標(biāo)準(zhǔn)葉輪外徑外，大多數(shù)還有同型號(hào)帶“A”（葉輪第一次切割）或“B”（葉輪第二次切割）的葉輪可供選用。第四節(jié)離心泵運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)3運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)（4種）（3）變閥調(diào)節(jié)

改變出水管路中閥門(mén)的開(kāi)度，使管路系統(tǒng)性能改變，調(diào)節(jié)水泵運(yùn)行工況。管路中的閥門(mén)關(guān)小，局部水頭損失增大，管路系統(tǒng)性能曲線向左上方移動(dòng)，水泵運(yùn)行工況點(diǎn)也向左上方移動(dòng)。閥門(mén)關(guān)得越小，局部水頭損失越大，流量也就越小。變閥調(diào)節(jié)不僅造成額外損失，還減少了流量，很不經(jīng)濟(jì)。由于簡(jiǎn)單易行，在實(shí)踐中大量采用。（4）變角調(diào)節(jié)（不討論）

第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定1汽蝕的概念

汽蝕：在一定溫度下，將液體壓力降低到該溫度下的汽化壓力時(shí)，液體產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象。

汽化壓力：液體氣化時(shí)的壓力（飽和蒸汽壓力），其大小與溫度有關(guān)。

水溫（℃）0102030405060708090100p汽/ρg(mH2O)0.060.120.240.430.751.252.023.174.827.1410.33表4-2水在不同溫度下的汽化壓力水頭第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定泵運(yùn)行中，若其過(guò)流部分的局部區(qū)域（通常是葉輪的葉片進(jìn)口邊稍后處），因某種原因使抽送液體的絕對(duì)壓力下降到當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力時(shí)，液體便在該處開(kāi)始汽化，產(chǎn)生蒸汽，形成氣泡。這些氣泡隨液體向前流動(dòng)，至某高壓處時(shí)，氣泡周?chē)母邏阂后w使氣泡急驟縮小，以致破裂（凝結(jié)）。在氣泡凝結(jié)的同時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)以極高的速度填充空穴，發(fā)生互相撞擊。這種現(xiàn)象發(fā)生在固體壁面上，將使過(guò)流部件受到腐蝕破壞。2泵的汽蝕過(guò)程第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定3水泵發(fā)生汽蝕時(shí)的危害

（1）性能曲線下降

不同比轉(zhuǎn)速泵發(fā)生汽蝕時(shí)的性能曲線下降情況

第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定

（a）氣泡潰滅時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)的水錘，其作用力可高達(dá)50MPa；（b）氣泡潰滅時(shí)產(chǎn)生的沖擊波和微射波；（c）水流與金屬材料之間產(chǎn)生的化學(xué)和電化學(xué)腐蝕作用；（d）當(dāng)水中含沙量較高時(shí)，泥沙磨損伴生汽蝕，同時(shí)汽蝕又促進(jìn)磨損。

3水泵發(fā)生汽蝕時(shí)的危害

（2）過(guò)流部件遭到剝蝕

第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定3水泵發(fā)生汽蝕時(shí)的危害

（3）產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)（a）水泵發(fā)生汽蝕時(shí)，由于氣泡振動(dòng)和氣泡破滅產(chǎn)生噪聲，危害泵站管理人員的身心健康；（b）由于氣泡潰滅，氣泡團(tuán)或渦帶汽蝕的不穩(wěn)定性均引起強(qiáng)烈振動(dòng)，使水泵裝置不能工作，甚至造成裝置和泵房結(jié)構(gòu)的破壞。第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定4汽蝕余量

水泵發(fā)生汽蝕的條件是由泵站吸入裝置和泵本身兩方面決定的。（1）裝置汽蝕余量(NPSH)a

也稱(chēng)有效汽蝕余量，是指水流從進(jìn)水池經(jīng)吸水管到達(dá)泵進(jìn)口時(shí)，單位重量的水所具有的總水頭減去相應(yīng)水溫的汽化壓力水頭后的剩余水頭。

——進(jìn)水池水面的大氣壓力水頭，m；

——所輸送水在一定溫度下的汽化壓力水頭，m；——水泵的吸上高度，m；若水泵安裝于進(jìn)水池水面以下，稱(chēng)注水高度或淹沒(méi)深度，為負(fù)值；——吸水管的水頭損失，m。

第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定（2）必需汽蝕余量(NPSH)r

必需汽蝕余量是指在一定轉(zhuǎn)速和流量條件下，保證泵不發(fā)生汽蝕必需具有的（即需要的）汽蝕余量。必需汽蝕余量(NPSH)r是表征水泵汽蝕性能的參數(shù)，是計(jì)算水泵允許吸上高度的依據(jù)。在相同的流量和轉(zhuǎn)速條件下，(NPSH)r值越小，表示泵的抗汽蝕性能越好，反之抗汽蝕性能就越差。還沒(méi)有準(zhǔn)確計(jì)算必需汽蝕余量的方法，只能通過(guò)水泵汽蝕試驗(yàn)獲取。

水泵汽蝕試驗(yàn)簡(jiǎn)介

第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定（3）幾個(gè)汽蝕余量的定義以及它們之間的關(guān)系

（a）裝置汽蝕余量(NPSH)a：是由吸入裝置提供的，(NPSH)a越大，泵越不容易發(fā)生汽蝕。（b）試驗(yàn)汽蝕余量(NPSH)t：是指泵試驗(yàn)過(guò)程中的汽蝕余量。試驗(yàn)結(jié)束，它就失去了價(jià)值，泵使用者不需要掌握。（c）臨界汽蝕余量(NPSH)c：泵汽蝕試驗(yàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)性能（揚(yáng)程或效率）下降（2+k/2）%（k為型式數(shù)）時(shí)的試驗(yàn)汽蝕余量。臨界是指該值為泵發(fā)生汽蝕的臨界點(diǎn)。（d）必需汽蝕余量(NPSH)r：考慮了一定安全余量的汽蝕余量。對(duì)一般清水泵，通常留0.3m的安全余量，即(NPSH)r=(NPSH)c+0.3m。（泵廠應(yīng)當(dāng)提供必需汽蝕余量，而不是臨界汽蝕余量）。（e）(NPSH)a＞(NPSH)r無(wú)汽蝕，(NPSH)a＝(NPSH)r泵內(nèi)開(kāi)始汽蝕(NPSH)a＜(NPSH)r嚴(yán)重汽蝕。注：為了保證泵不發(fā)生汽蝕，必須滿(mǎn)足(NPSH)a≥(NPSH)r。第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定5離心泵安裝高程的確定5.1

水泵允許吸上高度H允吸

移項(xiàng)(NPSH)r代替(NPSH)a，則H吸就成了水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況（即一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力，水溫為20℃）下的允許吸上高度?！獦?biāo)準(zhǔn)大氣壓力水頭，m（10.33m）

——水在20℃的汽化壓力水頭（0.24m）

第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定5.2

對(duì)H允吸的修正

水泵汽蝕試驗(yàn)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況和額定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行的，泵的實(shí)際使用條件常常與這些條件不符，因此對(duì)必須H允吸進(jìn)行修正。

（1）轉(zhuǎn)速修正（2）大氣壓力和溫度修正（3）同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)速、大氣壓和水溫修正n1≠n第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定5.3對(duì)H允吸的幾點(diǎn)說(shuō)明（1）允許吸上高度與水泵安裝地的大氣壓力有關(guān)（見(jiàn)下表）；（2）允許吸上高度與所輸送水的溫度有關(guān)；（3）允許吸上高度與吸水管道的水頭損失有關(guān)；（4）應(yīng)將允許吸上高度理解為極限吸上高度或最大吸上高度；（5）利用允許吸上高度計(jì)算水泵的安裝高程時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)水池可能出現(xiàn)的最低水位。海拔高程（m）010020030040050060070080090010002000300040005000pa/ρg（mH2O）10.3310.2210.119.979.899.779.669.559.449.339.228.117.476.525.37表不同海拔高程的大氣壓力水頭第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定5.4

水泵安裝高程的確定

離心泵的安裝高程為：、——分別為水泵基準(zhǔn)面高程和進(jìn)水池最低工作水位高程，m。

注：安裝高程用于大中型泵站，節(jié)水灌溉泵站一般僅計(jì)算出泵的允許吸上高度就可以了。？第五節(jié)離心泵汽蝕及安裝高程的確定5.5幾個(gè)水泵發(fā)生汽蝕的例子

（1）全國(guó)約有1/3~2/3的排澇泵站，水泵工作在汽蝕狀態(tài)；（2）某體育場(chǎng)（加長(zhǎng)吸水管）；（3）武漢某工廠（泵同時(shí)工作水位下降）；（4）四川綿陽(yáng)某水泵站（誤將汽蝕余量視為吸程）。

思考：為什么小型泵站不容易發(fā)生汽蝕？

結(jié)論：務(wù)必高度重視水泵汽蝕——允許吸上高度H允吸問(wèn)題！第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介

到目前為止，我國(guó)節(jié)水灌溉單項(xiàng)工程的控制面積一般不大，因而所需的灌溉水流量不大，又因節(jié)水灌溉系統(tǒng)的工作壓力也不高，并有向低壓發(fā)展的趨勢(shì)，所以節(jié)水灌溉常用的水泵為中小型離心泵（少數(shù)為混流泵）或其在結(jié)構(gòu)上的變種，包括普通離心泵、管道泵、自吸泵和潛水電泵等。

第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介1普通離心泵1.1IS和IB型離心泵

性能參數(shù)范圍：

進(jìn)口直徑：50~200mm；流量Q：6.3~400m3/h；揚(yáng)程H：5~125m；配用功率P配：0.55~110kW；轉(zhuǎn)速n：2900和1450r/min兩種。主要特點(diǎn)：常用中小型單級(jí)單吸臥式離心泵，適用范圍廣；按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，通用性強(qiáng)；懸臂式結(jié)構(gòu)，價(jià)格低。

第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介1.2S型雙吸離心泵

性能參數(shù)范圍：進(jìn)口直徑：150~1200mm；流量Q：160~11000m3/h；揚(yáng)程H：11~125m；配用功率P配：22~1150kW；轉(zhuǎn)速n：2950~730r/min，共4種。主要特點(diǎn)：常用中大型臥式離心泵，適用范圍廣；單級(jí)單吸水平中開(kāi)式結(jié)構(gòu)，維修方便；結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，價(jià)格偏高。第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介1.3D型多級(jí)離心泵

性能參數(shù)范圍：

進(jìn)口直徑：40~200mm，共7種。流量Q：6.3~450m3/h；揚(yáng)程H：50~650m；配用功率P配：3~440kW；轉(zhuǎn)速n：2900和1450r/min兩種；主要特點(diǎn)：常用中小型臥式多級(jí)離心泵，多在工礦中應(yīng)用；適用于流量小、揚(yáng)程高的場(chǎng)合。第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介1.4DL型多級(jí)離心泵

性能參數(shù)范圍：

進(jìn)口直徑：50~100mm；流量Q：12.6~100m3/h；揚(yáng)程H：24.4~200m；配用功率P配：3~90kW；轉(zhuǎn)速n：2900和1450r/min兩種。主要特點(diǎn)：常用中小型立式多級(jí)離心泵，多在工礦中應(yīng)用；適用于流量小、揚(yáng)程高的場(chǎng)合；占地面積小，噪音低，適用于園林灌溉。第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介2管道泵

2.1SG型管道泵

性能參數(shù)范圍：

進(jìn)口（出口）直徑：25~200mm；流量Q：3~450m3/h；揚(yáng)程H：5~125m；配用功率P配：0.55~90kW；轉(zhuǎn)速n：2900、1450和975r/min三種。主要特點(diǎn)：?jiǎn)渭?jí)單吸立式結(jié)構(gòu)，價(jià)格低；常用中小型管道離心泵，多在工礦中應(yīng)用；電動(dòng)機(jī)與水泵直聯(lián)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；進(jìn)出口直接與管道相連，安裝方便，節(jié)省占地。

第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介2.2ISG型管道泵（離心泵）

性能參數(shù)范圍：

進(jìn)出口直徑：15~300mm；流量Q：1.5~1080m3/h；揚(yáng)程H：8~125m；轉(zhuǎn)速n：2900、1450和970r/min三種。主要特點(diǎn)：性能參數(shù)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；參數(shù)范圍比SG型管道泵更廣；其他特點(diǎn)同SG型管道泵。思考：管道泵有什么缺點(diǎn)？注意：許多管道泵需要進(jìn)口有正壓力。第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介3自吸泵

3.1BPZ型自吸式噴灌泵

性能參數(shù)范圍：

進(jìn)口直徑：50~80mm；流量Q：12~72m3/h；揚(yáng)程H：28~56m；配用功率P配：3~15kW；轉(zhuǎn)速n：2600、2900和3000r/min三種。主要特點(diǎn)：?jiǎn)渭?jí)單吸臥式懸臂結(jié)構(gòu)，價(jià)格低；無(wú)需底閥，適用于移動(dòng)式灌溉系統(tǒng)；同時(shí)考慮與柴油機(jī)和電動(dòng)機(jī)合理配套。第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介3.2ZB型自吸泵

性能參數(shù)范圍：

進(jìn)口直徑：40~100mm；流量Q：6~120m3/h；揚(yáng)程H：4.8~87m；配用功率P配：1.5~45kW；轉(zhuǎn)速n：2900r/min；主要特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)形式同BPZ型；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定自吸泵需采用ZB作為型號(hào)標(biāo)志。第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介4潛水電泵

4.1QJ型井用潛水電泵

性能參數(shù)范圍：

適用井徑：100~400mm；流量Q：2~500m3/h；揚(yáng)程H：9~598m；配用功率P配：0.55~220kW；轉(zhuǎn)速n：2900和1450r/min兩種；主要特點(diǎn)：最常用的井用潛水電泵；性能參數(shù)范圍廣。第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介4.2QS型（作業(yè)面）潛水電泵

性能參數(shù)范圍：

流量Q：15~250m3/h；揚(yáng)程H：5~56m；配用功率P配：3~7.5kW；轉(zhuǎn)速n：2860和1440r/min兩種。主要特點(diǎn)：常用作業(yè)面（小型）潛水電泵；充水式上泵型結(jié)構(gòu)。第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介4.3QY型（作業(yè)面）潛水電泵

性能參數(shù)范圍：

流量Q：8~180m3/h；揚(yáng)程H：3~50m；配用功率P配：2.2~5.5kW；轉(zhuǎn)速n：2860r/min。主要特點(diǎn)：常用作業(yè)面（小型）潛水電泵；充油式上泵型結(jié)構(gòu)。第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介4.4QX型（作業(yè)面）潛水電泵

性能參數(shù)范圍：

流量Q：3~100m3/h；揚(yáng)程H：6~55m；配用功率P配：0.55~7.5kW；轉(zhuǎn)速n：2860、2820r/min。主要特點(diǎn)：干式下泵型結(jié)構(gòu)。思考：為什么充水和充油式為上泵型，而干式為下泵型結(jié)構(gòu)

？它們分別適用于什么場(chǎng)合？第六節(jié)節(jié)水灌溉常用水泵簡(jiǎn)介小結(jié)：以上介紹的四大類(lèi)12種水泵包含了節(jié)水灌溉常用的水泵類(lèi)型。至于市場(chǎng)上五花八門(mén)的水泵名稱(chēng)和型號(hào)，大多有商業(yè)炒作、招投標(biāo)設(shè)檻等嫌疑。只要掌握了這12種水泵的性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)特征，其他變型也就不在話下。第七節(jié)水泵機(jī)組的選型與配套

泵站中的水泵機(jī)組由主水泵、配套動(dòng)力機(jī)和傳動(dòng)裝置等組成，是泵站的核心。其選型配套是否合理，不但直接影響泵站能否滿(mǎn)足灌溉要求，同時(shí)也影響到工程投資、運(yùn)行費(fèi)用、泵站效益和運(yùn)行安全性等。第七節(jié)水泵機(jī)組的選型與配套1主水泵的選型

水泵選型的基本依據(jù)是泵站特征揚(yáng)程和設(shè)計(jì)流量。下面簡(jiǎn)要介紹水泵的選型原則、步驟和選型中的幾個(gè)問(wèn)題。1.1選型原則（1）在設(shè)計(jì)揚(yáng)程下，泵站的流量應(yīng)滿(mǎn)足灌溉設(shè)計(jì)流量的要求。（2）水泵長(zhǎng)期運(yùn)行中，多年平均的泵站效率高，運(yùn)行費(fèi)用低。（3）水泵應(yīng)能在最高、最低揚(yáng)程下穩(wěn)定、安全運(yùn)行。（4）按照選定的水泵機(jī)組建站，設(shè)備費(fèi)用和土建投資最省。（5）便于運(yùn)行和管理。（6）選用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的產(chǎn)品和更新?lián)Q代產(chǎn)品。第七節(jié)水泵機(jī)組的選型與配套1.2水泵選型的方法和步驟

（1）根據(jù)平均揚(yáng)程，利用水泵產(chǎn)品樣本或其他技術(shù)資料中的水泵系列譜圖、性能曲線或性能參數(shù)表，初步選出揚(yáng)程符合要求、流量不等的幾種水泵，并根據(jù)灌溉設(shè)計(jì)流量和每種泵型的額定流量，算出所需泵型的臺(tái)數(shù)。（2）根據(jù)初步選出的水泵，確定管徑大小及管路布置方式，繪制管路特性曲線。根據(jù)水泵性能曲線和管路特性曲線求出在設(shè)計(jì)、平均、最高和最低揚(yáng)程下的工作點(diǎn)。校核所選水泵在設(shè)計(jì)揚(yáng)程下的流量是否滿(mǎn)足要求，在平均揚(yáng)程下是否在高效區(qū)運(yùn)行，在其他揚(yáng)程下能否穩(wěn)定、安全運(yùn)行。（3）根據(jù)吸入裝置條件計(jì)算泵站裝置汽蝕余量，并根據(jù)必需汽蝕余量校核所選水泵在所有工況點(diǎn)能否滿(mǎn)足汽蝕要求。（4）只有所選水泵能同時(shí)滿(mǎn)足上述（2）和（3）要求，才能確定所選泵型合理。如不符合要求，可采用調(diào)節(jié)措施或另選泵型。第七節(jié)水泵機(jī)組的選型與配套1.3選型中的幾個(gè)問(wèn)題

（1）水泵類(lèi)型的選擇水泵類(lèi)型主要根據(jù)泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程確定。一般情況下，小于10m時(shí)，宜選用軸流泵；5~20m時(shí)，宜選用混流泵；為20~100m時(shí)，宜