水泵基本知識

水泵及水泵站

第二章水泵的基本知識1

泵的分類及用途2

離心泵的典型結構與分類、命名3

工作原理及基本方程式4

離心泵的吸入特性一汽蝕5

離心泵的性能6

相似理論的應用7

泵的選用1

泵的分類及用途1.1

泵的定義1.2

泵的分類1.3

適用范圍1.1

水泵定義水泵是一種轉換能量的機械，它通過工作體的運動，把外加的機械能傳給被抽送的液體，使其能量增加，用來增壓輸送液體的機械。

電能機械能壓能（勢能）

泵主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。

泵是國民經濟中應用最廣泛、最普遍的通用機械，除了水利、電力、農業(yè)和礦山等大量采用外，尤以石油化工生產用量最多。而且由于化工生產中原料、半成品和最終產品中很多是具有不同物性的液體，如腐蝕性、固液兩相流、高溫或低溫等，要求有大量的具有一定特點的化工用泵來滿足工藝上的要求。這方面的技術發(fā)展產品開發(fā)一直是十分活躍的。城市給排水系統(tǒng)工藝基本流程：取水泵站凈水輸水泵站去用水點排出污水入田入江1.2

泵的分類葉片式泵(透平式泵)：離心泵軸流泵混流泵旋渦泵容積式泵往復泵：活塞泵柱塞泵隔膜泵回轉泵：齒輪泵螺桿泵滑片泵其他類型泵：噴射泵水錘泵水輪泵真空泵氣升泵另外，按壓力分為低壓泵（低于2MPa）中壓泵（2-6MPa）高壓泵（高于6MPa）按輸送液體的性質可分為：清水泵、污水泵、泥漿泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、堿泵、冷油泵、熱油泵、低溫泵等。射流泵是依靠高速噴射出的工作流體，將需要輸送的流體吸入泵內，并通過兩種流體混合進行動量交換來傳遞能量；水錘泵是利用流動中的水被突然制動時產生的能量，使其中的一部分水壓升到一定高度；電磁泵是使通電的液態(tài)金屬在電磁力作用下，產生流動而實現(xiàn)輸送；氣體升液泵通過導管將壓縮空氣或其他壓縮氣體送至液體的最底層處，使之形成較液體輕的氣液混合流體，再借管外液體的壓力將混合流體壓升上來。

IS型單吸離心泵

葉輪S型雙吸離心泵ZLB型立式軸流泵葉輪1、固定式2、半調節(jié)葉輪1、低比速2、高比速混流泵離心泵軸流泵羅茨泵齒輪泵各種水泵特點：

1、往復泵的特點小流量、高揚程。

2、軸流泵、混流泵的特點大流量、低揚程。

3、離心泵的特點界于兩者之間。水泵的發(fā)展趨勢

1、大型化、大容量化特別是取水水泵和排水水泵2、高揚程、高轉速 單級揚程已經達到1000m。3、系列化、通用化和標準化 按照通用標準

SLOW900-900單級雙吸離心泵是專門為深圳自來水廠開發(fā)的大型泵。該泵泵體重6.3噸，泵蓋重2.5噸，泵的總高度2.8m，進出水法蘭間距2.8m，軸承檔間距2.8m，進水法蘭最大外徑為1.23m，出水法蘭最大外徑為1.12m。魁岐排澇站廠房內的3臺斜置軸流大型水泵1.3

適用范圍4.2離心泵的典型結構與分類、命名4.2.1離心泵的典型結構4.2.2離心泵的分類4.2.3離心泵的命名方式2.1

離心泵的典型結構單級單吸式離心泵1.葉輪2.泵殼3.葉輪4.吸水管5.底閥6.壓水管7.泵軸2.2

離心泵的分類可按使用目的、介質種類、結構型式等進行分類。這里主要介紹按結構型式作如下分類：(1)按流體吸入葉輪的方式：單吸式泵雙吸式泵(2)按級數(shù)分類：單級泵多級泵(3)按泵體形式分類：蝸殼泵筒形泵(4)按主軸安放情況分類：臥式泵立式泵斜式泵A.單級單吸泵：泵有一只葉輪，葉輪上一個吸入口，一般流量范圍為：5.5-300m3/h，H在8-150米，流量，揚程低。B.單級雙吸泵：泵為一只葉輪，葉輪上二個吸入口。流量Q在120-20000m3/h，揚程H在10-110米，流量大，揚程低。C.單吸多級泵：泵為多個葉輪，第一個葉輪的排出室接著第二個葉輪吸入口，以此類推。流量小，揚程高。2.3

離心泵的命名方式水泵種類型號舉例型號說明備注離心泵單級單吸離心泵IS100-65-200IS-單級單吸離心泵100-吸入口直徑，mm65-排出口直徑，mm200-葉輪直徑，mmIS：國際標準單級雙吸離心泵S500-59AS-單級單吸離心泵500-吸入口直徑，mm59-水泵揚程A–第一次切削20Sh-6A20-吸入口直徑，mmSh單級單吸離心泵6-比轉速的1／103

工作原理及基本方程式3.1

離心泵的性能參數(shù)3.2

離心泵的工作過程3.3

基本方程式3.1

離心泵的性能參數(shù)流量揚程轉速氣蝕余量有效功率容積效率水力效率機械效率總效率1.流量是泵在單位時間內輸送出去的液體量。單位是m3/s，用表示質量，單位是kg/s。2、揚程(總揚程)——水泵對單位重量(1kg)液體所作功，也即單位重量液體通過水泵后其能量的增值。用字母H表示，其單位為kg·m／kg，也可折算成被送液體的液柱高度(m)；3、軸功率——泵軸得自原動機所傳遞來的功率稱為軸功率，以N表示。單位以kw表示。有效功率——單位時間內流過水泵的液體從水泵那里得到的能量叫做有效功率，以字母表示泵的有效功率為4、效率——水泵的有效功率與軸功率之比值，以η表示。電動機的功率

t：運行時間hη1：水泵的效率

η2：電機的效率

5、轉速——水泵葉輪的轉動速度，通常以每分鐘轉動的次數(shù)來表示，以字母n表示常用單位為r／min。

在往復泵中轉速通常以活塞往復的次數(shù)來表示(次／min)例：某水廠取水泵站，供水量Q＝8.64×104m3／d，揚程H=30m；水泵及電機的效率均為70％，則該泵站工作10h其電耗值？3.2

離心泵的工作過程啟動前先用水充滿泵殼和吸水管道然后開動電機，離心泵依靠旋轉葉輪把液體甩出。由于離心泵的作用液體從葉輪進口流向出口的過程中，其速度能和壓力能都得到增加，被葉輪排出的液體經過壓出室，大部分速度能轉換成壓力能，然后沿排出管路輸送出去。這時，葉輪進口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸水池中的液體在液面壓力（大氣壓）的作用下，被壓入葉輪的進口，于是，旋轉著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。

3.3

基本方程式旋轉葉輪傳遞給單位重量液體的能量，亦稱理論揚程。常使用如下公式計算Ht。ηh——水力效率;p——修正系數(shù)。有水力損耗，實際揚程3.3水泵裝置的設計揚程（1）基本計算公式:HST：水泵的靜揚程（mH2O）Σh：水泵裝置管路中水頭損失之總和（mH2O）4

離心泵的吸入特性一汽蝕4.1

氣蝕發(fā)生的機理及危害4.2

氣蝕余量4.3

提高離心機抗氣蝕性能的措施（1）氣蝕發(fā)生的機理4.1

氣蝕發(fā)生的機理及危害（2）氣蝕發(fā)生的危害汽蝕是水力機械的特有現(xiàn)象，它帶來許多嚴重的后果。a．汽蝕使過流部件被剝蝕破壞；b．汽蝕使泵的性能下降；c．汽蝕使泵產生噪音和振動。4.2

氣蝕余量有效汽蝕余量是指液流自吸液罐(池)經吸入管路到達泵的吸入口后，Pv高出汽化壓力所富余的那部分能量頭，用表示泵在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產生汽體，汽化的氣泡在液體質點的撞擊運動下，對葉輪等金屬表面產生剝蝕，從而破壞葉輪等金屬，此時真空壓力叫汽化壓力，汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能量。單位用米標注，用（NPSH）r。吸程即為必需汽蝕余量Δh：即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許的安裝高度，單位用米。

4.3

提高離心機抗氣蝕性能的措施(1)提高離心泵本身抗汽蝕的性能①改進泵的吸入口至葉輪葉片入口附近的結構設計。②采用前置誘導輪，如圖所示。③采用雙吸式葉輪。④設計工況采用稍大的正沖角。⑤采用抗汽蝕的材料。(2)提高進液裝置汽蝕余量的措施①增加泵前儲液罐中液面上的壓力，如圖所示②減小泵前吸上裝置的安裝高度。③將吸上裝置改為倒罐裝置，如圖所示④減小泵前管路上的流動損失（1）泵的特性曲線5

離心泵的運行特性

6

比轉數(shù)

(1)什么是比轉數(shù)(2)比轉數(shù)的計算式

(3)氣蝕比轉數(shù)(4)比轉數(shù)的應用比轉數(shù)是用來判別離心泵工況的相似準數(shù)。2.8.３相似準數(shù)—比轉數(shù)(ns)１、模型泵：在最高效率下，當有效功率Nu＝735.5W(1HP)，揚程Hm＝1m，流量m3／s。這時該模型泵的轉數(shù)，就叫做與它相似的實際泵的比轉數(shù)ns

。一組水泵葉輪的設計性能相同，只是尺寸不同，那么比轉數(shù)相同。用比轉數(shù)ns可對葉片泵進行分類。按水泵的相似原理分為若干相似泵群，在每組中用一臺標準模型泵做代表，用它的主要參數(shù)反映這組形似泵共同特性和葉輪構造。將模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入

注：(1)Q和H是指水泵最高效率時的流量和揚程，也即水泵的設計工況點。

(2)比轉數(shù)ns是根據所抽升液體的容重γ＝1000kg／m3時得出的。

(3)Q和H是指單吸、單級泵的流量和揚程。

(4)比轉數(shù)不是無因次數(shù)，它的單位是“r／min”。

2、對比轉數(shù)的討論

(1)比轉數(shù)(ns)反映實際水泵的主要性能。當轉速n一定時，ns越大，水泵的流量越大，揚程越低。

ns越小，水泵的流量越小，揚程越高。

(2)葉片泵葉輪的形狀、尺寸、性能和效率都隨比轉數(shù)而變的。用比轉數(shù)ns可對葉片泵進行分類。要形成不同比轉數(shù)ns，在構造上可改變葉輪的外徑(D2)和減小內徑(D0)與葉槽寬度(b2)。7泵的高效工作范圍考慮運行的經濟性，要求泵應在較高效率范圍內工作。通常規(guī)定以最高效率下降Δη為界，中國規(guī)定Δη

＝5%～8%，一般取Δη＝7%。性能曲線作用是泵的任意的流量點，都可以在曲線上找出一組與其相對的揚程，功率，效率和汽蝕余量值，這一組參數(shù)稱為工作狀態(tài)，簡稱工況或工況點，離心泵最高效率點的工況稱為最佳工況點，最佳工況點一般為設計工況點。8

泵的選用8.1

泵的選用原則及分類8.2

選用方法及步驟8.1

泵的選用原則及分類（1）選用原則（2）各種泵的使用范圍（3）選用分類（1）選用原則根據所輸送的流體性質選擇不同用途、不同類型的泵。流量、揚程必須滿足工作中所需要的最大負荷。從節(jié)能觀點選泵，一方面要盡可能選用效率高的泵，另一方面必須使泵的運行工作點長期位于高效區(qū)之內。為防止發(fā)生汽蝕，要求泵的必須汽蝕余量NPSHa小于裝置汽蝕余量NPSHa。按輸送工質的特殊要求選泵。所選擇的泵應具有結構簡單、易于操作與維修、體積小、重量輕、設備投資少等特點。當符合用戶要求的泵有兩種以上的規(guī)格時，應以綜合指標高者為最終選定的泵型號。（2）各種泵的使用范圍（3）選用分類a．按性能要求選用在泵的運行過程中，揚程變化大的，選用揚程曲線斜率大的混流泵、軸流泵較適宜；流量變化大的宜選用揚程曲線平緩、壓力變化小的離心泵。如果考慮吸水性能，則流量相同、轉速相同的條件下，雙吸泵較為優(yōu)越。選用立式泵，并把葉輪部位置于水下，對防止汽蝕是有利的。b．按工作介質選用粘性介質輸送含氣液體的輸送低溫液化氣的輸送含固體顆粒液體的輸送不允許泄漏液體的輸送腐蝕性介質的輸送8.2

選用方法及步驟(1)泵的兩種實際選擇方法(2)泵的選擇步驟a．利用“泵型譜”選擇b．利用“泵性能表”選擇將所需要的流量qv和揚程H畫到該型式的系列型譜圖上，看其交點M落在哪個切割工作區(qū)四邊形中，即可讀出該四邊形內所標注的離心泵型號。如果交點M不是恰好落在四邊形的上邊線上，則選用該泵后，可應用切割葉輪直徑或降低工作轉速的方法改變泵的性能曲線，使