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1、泵与泵站作用和地位：广泛应用于国民经济各个部门；规模和投资越来越大；农田灌溉、防洪排涝等方面，泵站作为一个独立的构筑物服务于各项事业；城市供水企业一般都是用电大户。泵是输送和提升液体的机器，它把原动机的机械能转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能。泵的分类叶片式泵：它对液体的压送是靠装有叶片的叶片轮高速旋转而完成的（离心泵、轴流泵、混流泵）。容积式泵：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的（活塞式往复泵，柱塞式往复泵）。其他类型泵（螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及气升泵泵）。径向流的叶轮称为离心泵，液体质点在叶轮中流动主要受离心力作用；轴向流的叶轮称为轴流泵，液体质点在叶轮中流
2、动主要受轴向升力作用；斜向流的叶轮称为混流泵，液体质点在叶轮中流动受离心力又受轴向升力。离心泵的工作原理：当一个敞口圆筒绕中心轴作等角速度旋转，圆筒内的水面便呈抛物线上升的旋转凹面。离心泵的构造：泵壳、泵轴、叶轮、吸水口、出水口。离心泵在启动前，应先用水灌满泵壳和吸水管道。叶轮：机械强度好，材料的耐磨和耐腐蚀性能好（铸铁、铸钢和青铜）。泵轴：足够的抗扭强度和刚度、挠度不超过允许值、工作转速不能接近产生共振现象的临界转速（碳素钢和不锈钢）。泵壳：其过水部分要求有良好的水利条件；泵壳的材料选择，除了考虑介质对过流部分腐蚀和磨损外，还应使壳体具有作为耐压容器的足够的机械强度。泵座：泵座上有与底板或基
3、础固定用的法兰孔；泵壳顶上有充水和放气的螺孔；在泵吸水和压水椎管的法兰上开设有真空表和压力表的测压螺孔；在泵壳底部设有放水螺孔；在泵座的横向槽底开设有泄水孔，以便随时排走有填料盒内流出的渗漏水滴。泵壳和泵座是离心泵的固定部件，两者之间存在着三个交接部分泵轴与泵壳之间的轴封装置为填料盒叶轮与泵壳内壁接缝处的减漏装置为减漏环泵轴与泵座之间的转动连接装置为轴承座。需在轴与壳之间的间隙处设置轴封装置，称之为轴封。填料：在轴封装置中起着阻水或阻气的密封作用。常用的填料是浸油，浸石墨的石棉绳填料。流量：泵在单位时间内所输送液体数量，用Q表示，常用单位m3/h ,L/s 前=3.6后。扬程：泵对单位重量液体
4、所作之功，即单位重量液体通过泵后其能量的增值，用H表示。轴功率：泵轴所得自原动机所传递来的功率，以N表示，轴功率单位以KW表示。效率：泵的有效功率与轴功率之比值已。表示。= Nu/N ，Nu(有效功率)=gQH(W) 轴功率N=Nu/=gQH/(W)=gQH/1000(KW) 电耗W=(gQH/100012)T(KW*H)转速：n，r/min。转动方向：沿着电动机的方向看叶轮顺时针转为正确。允许吸上真空高度（Hs）：指泵在标准状况下（既水温为20度，表面压力为一个标准大气压）运转，泵所允许的最大吸上真空高度。单位为mH2O,Hs反应离心泵的吸水性能。气蚀余量（Hsv）：指泵进口处，单位重量液体
5、所具有超过饱和蒸汽压的容裕能量，单位为mH2O。对叶轮的构造和流体性质的三点假设液流是恒定流液槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流同名速度相等液流为理想液体，也即不显示粘滞性，不存在水头损失，这时扬程为理论扬程Ht,而且密度不变。水流通过泵时，比能的增值扬程HT与圆周速度u2有关，u2=nD2/60，因此，水流在叶轮中所获得的比能与叶轮的转速（n），也轮的外径(D2)有关。增加转速（n）和加大外径（D2）可以提高泵扬程。泵的扬程有两部分能量缩组成，一部分是势扬程H1，另一部分是动扬程H2。它在流出叶轮时，以比动能的形式出现。在实际应用中，由于动能转化为压能过程中，伴有能量损失，因此，动扬程H2
6、这一项在泵总扬程中所占的比例越小，泵壳内水力损失小，泵的效率提高。只要把正在运行中的泵装置的真空表和压力表的读数相加，就可得出该泵的工作扬程。Hss泵吸水地形高度（mH2O），也即自泵吸水井水面的测管水面至泵轴之间的垂直距离（如吸水井是敞开的，Hss即为吸水井水面与泵轴之间的高差）。Hsd泵压水地形高度，也即从泵轴至水塔的最高水位或密闭水箱液面的测压管水位之间的垂直距离。Ht=A BQt，Qt为泵的理论流量，当叶片的290度时，也即叶片是后弯式时，Ht随Qt的增加而减少。闭闸启动泵在启动前，压水管上的闸阀是全闭的，待电动机运行正常后，压力表达到预定数值时，再逐步打开闸阀，使泵正常运行。几何相似
7、条件是：两个叶轮主要过流部分一切相对应的尺寸成一定比例，对应角相等。运动相似条件是：两叶轮对应点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，当有效功率Nu=735.5w（1HP），扬程Hm=1m，流量Qm=0.075m/s，这时该模型泵的转速就叫做与它相似的实际泵的比转速ns。图解法求离心泵装置的工况点：画出管道损失特性曲线Q-h画出离心泵样本中提供的该Q-H曲线俩条曲线相交于M点（M点表示将水输送至高度为HST时，泵站给水的总比能与管道所要求的总比能相等的那个点，称它为该泵装置的平衡工况点）。泵并联工作的特点：可以增加供水量，输水干管中的流量等于各并联泵的出水量之和可以通过
8、开停泵的数量来调节泵站的流量和扬程，以达到节能和安全供水的目的当并联工作的泵中有一台损坏时，其它几台泵仍可继续供水。绘制泵并联性能曲线：先把并联的各台泵的（Q-H）曲线绘在同一坐标图上把对应于同一H值的各个流量加起来得到泵并联后的流量点，然后连接各点即得到泵并联后的总和。绘制管道系统特性曲线，并求出并联工况点求每台泵的工况点。水的饱和蒸汽压力，就是在一定水温下，防止水汽化的最小压力。气泡随水流带入叶轮中的压力升高的区域时，气泡突然被周围的水压压破，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，这种现象成为气穴
9、现象。由于水和蜂窝表面间歇性接触之下，蜂窝的侧壁与底之间产生电位差，引起电位腐蚀，使裂缝加宽，最后，几条裂缝互相贯穿，达到完全蚀坏的程度，泵叶轮进口端产生这种现象称为气蚀现象。总气蚀余量，即泵进口处单位重量的水，所具有的超过汽化压力的富裕能量再加上速度水头，其大小通常按其到泵轴的基准面上。泵起动前应该检查一下各处螺栓连接的完好程度，检查轴承中润滑油是否足够、干净，检查出水阀、压力表及真空表上的旋塞阀是否处于合适位置，供配电设备是否完好，然后，进一步进行盘车、灌泵。轴流泵的构造：吸水管，叶轮，导叶，轴和轴承，密封装置。原理：以空气动力学中机翼的升力理论。射流泵：由喷嘴，吸入室，混合管，扩散管组成
10、。射流泵的优点构造简单、尺寸小、重量轻、价格便宜便于就地加工、安装容易、维修简单无运动部件、起笔方便、当吸水口完全曝露出水面后，断流无危险可以抽升污泥或其他含颗粒液体可以与离心泵联合串联工作从大口井或深井中取水。缺点是效率低。射流泵的应用用作离心泵的抽气引水装置在水池中利用射流泵来抽吸液氯和矾液利用射流泵作为带气、充气装置在排水工程中，作为污泥消化池中搅拌和混合污泥用泵与离心泵联合工作以增加离心泵装置的溪水高度在土方工程施工中，用于井点来降低基坑的地下水位等。气升泵：扬水管、输气管、喷嘴、气水分离箱。优点：构造简单、无运动部件、工作可靠。缺点：工作效率低往复泵主要由泵缸、活塞和吸、压水阀构成。
11、扬程是依靠往复运动的活塞，将机械能以静压形式直接传给液体，因此，往复泵的扬程于流量无关。往复泵的性能特点扬程与流量无关，高扬程小流量的容积式泵必须开闸下启动不能用闸阀来调节流量必须有流量调节设施具有自吸能力出水不均匀，严重时可能造成运转中产生振动和冲击现象螺旋泵的优点：提升流量大、省电螺旋泵只要叶片接触到水面就可以把水提升上来不必设置集水井及封闭管道可以直接提升杂粒等污物结构简单对绒絮破坏较小。缺点：扬程小出水量与水位有关斜装占地大。在给水工程中常见分类是按泵在给水系统中的作用可分为：取水，送水，加压和循环泵站四种。选泵要点：大小兼顾，调配灵活型号整齐，互为备用合理的利用各个泵的高效段.近远期
12、相结合的观点在选泵的过程中给予重视.大中型泵站需作选泵方案比较泵的构造对泵房的大小结构形状有影响，因而对泵站的造价很有关系应保证泵的正常吸水条件应选用效率较高的泵根据供水对象对供水可靠性的不同要求，选定一定数目的备用泵选泵应该尽量结合地区条件优先选择当地制造系列生产的比较稳定性能良好的产品。备用泵的选择要点：在不允许减少供水量的情况下，应有俩套备用机组；允许短时间内减少供水量的情况下，备用泵只保证供应事故用水量；允许短时间中断供水时，可只设一台备用泵。城市给水系统中的泵站，一般也只设一台备用泵。通常备用泵的型号可以和泵站中最大的工作泵站相同。当管网中无水塔且泵站内机组较多时，也可考虑增设一台备
13、用泵，它的型号和最常运行的工作泵相同。如果给水系统中具有足够大容积的高地水池和水塔时，可以部分或全部代替泵站进行短时间供水，则泵站中可不设备用泵，仅在仓库中贮存一套备用机组即可。负荷等级：电力负荷等级，是根据用电设备对供水可靠性的要求决定一级负荷是指突然停电将造成人身伤亡危险，或重大设备损坏且长期难以修复，因而给国民经济带来重大损失的电力负荷二级负荷是指突然停电产生大量的废品，大量原材料报废或将发生主要设备破坏事故。三级负荷指所有不属于一级及二级负荷的电力负荷。 对基础的要求坚实牢固，除了能够承受机组的静荷载外，还能承受机械振动要浇制在较坚实的地基上，不宜浇制在松软的基地或新填土上，以免发生基
14、础下沉或不均匀沉陷。 对吸水管的基本要求：不漏气 不积气 不吸气当泵从压水管引水启动时，吸水管上应装有底阀以下情况防止回阀 井群给水系统 输水管路长，突然停电无法关阀吸入式启动的泵站，管道放空后，再抽真空比较困难。遥控泵站无法关闸。多水源，多泵站系统。管网布置位置高于泵站，如无止回阀时，在管网内可能出现负压。设计流速取值较给水管网设计中的平均流速要大，因为泵站内压水管路不长，流速取大一点，水头损失增加不多，但可减小管子和配件的直径。水锤：在压力管道中，由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。停泵水锤：指泵机组因突然失电或者其他原因，造成开阀停车时，在泵及管路中水流速度发
15、生递变而引起的压力递变现象。停泵水锤防护：防止水柱分离防止升压过高的措施(设置水锤消除器、设空气阀、采用缓压阀、取消止回阀)。工业噪音通常分为空气动力性、机械性、电磁性。噪声防止：吸声、消声、隔振、隔声。排水泵站基本组成：机器间、集水池、格栅、辅助间、有时还附有变电所。排水泵站分类：污水泵站、雨水泵站、合流泵站、污泥泵站。排水泵站设计：最高日、最高时。全昼夜运行的大型污水泵站，集水池一般可采用不小于泵站中最大的一台泵5min出水量的体积。吸水管道的设计流量一般采用1.01.5m/s，最低不低于0.7m/s，压水管一般不小于1.5m/s。雨水泵站的特点是大雨和小雨时设计流量的差别很大。泵的选型首先应满足最大设计井流量的要求，但也必须考虑雨水径流量的变化。大型雨水泵站按流入泵站的雨水管道设计流量来选择泵。小型雨水泵站中（流量在2.5m3/s以下）泵的总抽水能力可略大于雨水道设计流量。雨水泵站的出流设施一般包括出流井，出流管，超越管，排水口。
内蒙古工业大学给水排水工程《泵与泵站》考试考点
