水泵与水泵站2-3,2-4

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1、2.3 2.3 叶片泵的基本性能参数叶片泵的基本性能参数离心泵的性能参数是表征泵的工作状况的一组离心泵的性能参数是表征泵的工作状况的一组物理量，包括流量物理量，包括流量Q Q、扬程、扬程H H、功率、功率N N、效率、效率、允许吸上真空高度允许吸上真空高度HsHs及气蚀余量及气蚀余量HsvHsv（或用（或用 h h表示）表示）6 6个基本性能参数。个基本性能参数。1 1、流量、流量(抽水量抽水量)水泵在单位时间内所输水泵在单位时间内所输送的液体数量。送的液体数量。用字母用字母Q Q表示，常用的体积流量单位是表示，常用的体积流量单位是m m3 3h h或或L Ls s。常用的重量流量单位是。常用

2、的重量流量单位是t th h。2 2、扬程、扬程(总扬程总扬程)水泵对单位重量水泵对单位重量(1kg)(1kg)液体所液体所作功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增作功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。用字母值。用字母H H表示，其单位为表示，其单位为kgkgm mkgkg，也可折，也可折算成被送液体的液柱高度算成被送液体的液柱高度(m)(m)；工程中用国际压力；工程中用国际压力单位帕斯卡单位帕斯卡(Pa)(Pa)表示表示 。3 3、轴功率、轴功率泵泵轴得自原动机所传递来的轴得自原动机所传递来的功率称为轴功率，以功率称为轴功率，以N N表示。表示。原动机原动机为电力拖动时，轴功率单位

3、以为电力拖动时，轴功率单位以kwkw表示表示。有效功率有效功率单位时间内流过水泵的液单位时间内流过水泵的液体从水泵那里得到的能量叫做有效功率，以体从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为字母表示泵的有效功率为4 4、效率、效率水泵的有效功率与轴功率之比水泵的有效功率与轴功率之比值，用值，用表示。表示。t t：运行时间：运行时间 h h 1 1：水泵的效率：水泵的效率 2 2：电机的效率：电机的效率例：例：某电厂取水泵站，供水量某电厂取水泵站，供水量Q=8.64Q=8.6410104 4m m3 3/d/d，扬程，扬程H=30mH=30m，水泵及电机，水泵及电机的效率均为的效率

4、均为80%80%，试确定泵站工作，试确定泵站工作1010小时所小时所消耗的能耗；消耗的能耗；答：答：W=4594kWhW=4594kWh；注：注：5 5、转速、转速水泵叶轮的转动速度，通常以每水泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动的次数来表示，以字母分钟转动的次数来表示，以字母n n表示常用单表示常用单位位 为为r rminmin。在往复泵中转速通常以活塞往。在往复泵中转速通常以活塞往 复的次数来表示复的次数来表示(次次min)min)。6 6允许吸上真空高度允许吸上真空高度(Hs)(Hs)及气蚀余量及气蚀余量(HsvHsv)允许吸上真空高度允许吸上真空高度(Hs)(Hs)指水泵在标准指水泵在标

5、准状况下状况下(即水温为即水温为2020、表面压力为一个标推大、表面压力为一个标推大气压气压)运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度度 (即水泵吸入口的最大真空度即水泵吸入口的最大真空度)。单位为。单位为mHmH2 20 0。水泵厂一般常用水泵厂一般常用HsHs来反映来反映离心泵离心泵的吸水性能。的吸水性能。气蚀余量气蚀余量(HsvHsv)指水泵进口处，单位重指水泵进口处，单位重量液体所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。水量液体所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。水泵厂一般常用气蚀余量来反映泵厂一般常用气蚀余量来反映轴流泵、锅炉给水轴流泵、锅炉给水泵泵等的吸水性

6、能。单位为等的吸水性能。单位为mHmH2 20 0。气蚀余量在水。气蚀余量在水泵样本中也有以泵样本中也有以hh来表示的。来表示的。常用泵的型号表示法及其铭牌常用泵的型号表示法及其铭牌一、泵的型号一、泵的型号数数 字字表示吸入口直径、流量、扬程等表示吸入口直径、流量、扬程等汉语拼音汉语拼音表示泵的类型、结构特点等表示泵的类型、结构特点等IS100-65-315IS100-65-315ISIS国际标准单级国际标准单级单吸单吸清水离心泵清水离心泵100100泵吸入口直径泵吸入口直径6565泵出口直径泵出口直径315315泵叶轮名义直径泵叶轮名义直径100B90/30100B90/30100100泵吸

7、入口直径（泵吸入口直径（mmmm）B B单级单级单吸单吸清水离心泵清水离心泵9090泵设计流量（泵设计流量（m m3 3/h/h）3030泵设计扬程泵设计扬程 (m)(m)10Sh-13A10Sh-13A1010泵吸入口直径（英寸）泵吸入口直径（英寸）ShSh单级单级双吸双吸水平中开式离心清水泵水平中开式离心清水泵1313泵的比转数被泵的比转数被1010除的整数除的整数A A泵的叶轮外径经过第一次切削泵的叶轮外径经过第一次切削200D-43200D-431919200200泵的吸入口直径（泵的吸入口直径（mmmm）D D分段是多级离心清水泵分段是多级离心清水泵43 43 泵的设计单级扬程泵的设

8、计单级扬程(m)(m)19 19 泵的级数泵的级数 150QJ-10-50/7150QJ-10-50/7 150 150泵适用最小井筒内径（泵适用最小井筒内径（mmmm）QJ QJ 井用潜水泵井用潜水泵 10 10 泵的设计流量（泵的设计流量（m m3 3/h/h）50 50 泵的设计总扬程（泵的设计总扬程（m m）7 7 泵的级数泵的级数叶片泵的型号：叶片泵的型号：IS100-65-250IS100-65-250：单级单级单吸卧式离心泵，进口直单吸卧式离心泵，进口直径径100mm100mm，出口直径，出口直径65mm65mm，叶轮直径，叶轮直径250mm250mm。20Sh-13A20Sh-

9、13A：单级：单级双吸双吸卧式离心泵，进口直径卧式离心泵，进口直径2020英英寸，比转数寸，比转数130130，叶轮经过一次切削。，叶轮经过一次切削。150S50A150S50A：单机：单机双吸双吸卧式离心泵，进口直径卧式离心泵，进口直径150mm150mm，水泵扬程，水泵扬程50m50m，叶轮经过一次切削。，叶轮经过一次切削。150D30150D305 5：多级单吸分段式离心泵，进口直径：多级单吸分段式离心泵，进口直径150mm150mm，单级扬程，单级扬程30m30m，叶轮级数为，叶轮级数为5 5。14ZLB-3.4:14ZLB-3.4:立式半调节轴流泵，出口直径立式半调节轴流泵，出口直径

10、1414英寸，英寸，水泵扬程水泵扬程3.4m3.4m300HW-7:300HW-7:卧式蜗壳式混流泵，进口直径为卧式蜗壳式混流泵，进口直径为300mm300mm，水泵扬程为，水泵扬程为7m7m。150JD36150JD363:3:井用多级泵，适用最小井径井用多级泵，适用最小井径150mm150mm，流量为流量为36m3/s36m3/s，叶轮级数为，叶轮级数为3 3。200QJ32-60/5200QJ32-60/5：井用潜水泵，适用最小井径：井用潜水泵，适用最小井径200200，水泵出水量水泵出水量3232，水泵扬程，水泵扬程6060，叶轮级数为，叶轮级数为5 5。泵的铭牌上的性能参数是在标准状

11、况下的泵的铭牌上的性能参数是在标准状况下的设计参数：设计参数：单级双吸卧式离心泵单级双吸卧式离心泵型型 号：号：14Sh-13 14Sh-13 扬扬 程：程：43.8m 43.8m 流流 量：量：1260m1260m3 3/h /h 配套功率：配套功率：230KW230KW轴功率：轴功率：179KW 179KW 转转 速：速：1470r/min1470r/min效效 率：率：84%84%重重 量量 ：1105kg1105kg允许吸上真空高度允许吸上真空高度 3.5m 3.5m 出厂编号：出厂编号：0001-0001-010 010出厂日期出厂日期 19971997年年5 5月月 水泵厂水泵厂二

12、、泵的铭牌二、泵的铭牌2.4 2.4 离心泵的基本方程式离心泵的基本方程式 离心泵是靠叶轮旋转来抽水的，液体在叶轮离心泵是靠叶轮旋转来抽水的，液体在叶轮中如何运动？一个旋转的叶轮能够产生多大中如何运动？一个旋转的叶轮能够产生多大的扬程的扬程?扬程的大小与那些因素有关？扬程的大小与那些因素有关？反映离心泵理论扬程与液体在叶轮中运动状反映离心泵理论扬程与液体在叶轮中运动状态关系的方程式。态关系的方程式。2.4.12.4.1叶轮中液体的流动情况叶轮中液体的流动情况(1)(1)几个速度概念几个速度概念 相对速度相对速度W W：水流沿着叶片的外表面由进口流向出口：水流沿着叶片的外表面由进口流向出口的速度

13、；的速度；牵连速度牵连速度u u：随叶轮一起旋转的圆周速度，：随叶轮一起旋转的圆周速度，（u=nD/60u=nD/60）；）；绝对速度绝对速度C C：相对速度与牵连速度的合成，即：相对速度与牵连速度的合成，即C=U+C=U+W W。速度用矢量表示，矢量是既有大小又有方向的量。速度用矢量表示，矢量是既有大小又有方向的量。(2)(2)绝对速度绝对速度C C与牵连速度与牵连速度u u的夹角的夹角；负牵连速度负牵连速度u u与相对速度与相对速度W W的夹角的夹角。（a)a)后弯式后弯式(9090)（b)b)径向式径向式(9090)（b)b)前弯式前弯式 (9090)离心泵叶片形状离心泵叶片形状离心泵几

14、乎一律采用了后弯式叶片形状，其优点为离心泵几乎一律采用了后弯式叶片形状，其优点为（1 1）流道平缓，弯度小，水头损失小，水力效率高：）流道平缓，弯度小，水头损失小，水力效率高：（2 2）C C2 2小，动能损失小。小，动能损失小。叶轮出口速度三角形叶轮出口速度三角形2.4.2 2.4.2 基本方程式的推导基本方程式的推导三点假定：三点假定：(1)(1)液流是恒定流；液流是恒定流；(2)(2)叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径 处液流的同名速度相等。处液流的同名速度相等。(3)(3)液流为理想液体，也即无粘滞性。液流为理想液体，也即无粘滞性。推导依据：推导依据：动量

15、矩定理动量矩定理动量对某一点的矩对时动量对某一点的矩对时 间的变化率，等于外力对同一点之矩。间的变化率，等于外力对同一点之矩。恒定元流的动量方程对某固定点取矩，可得到恒定恒定元流的动量方程对某固定点取矩，可得到恒定元流的动量矩方程元流的动量矩方程 单位时间里控制面内恒定总流的动量矩变化单位时间里控制面内恒定总流的动量矩变化(流出流出液体的动量矩与流入液体的动量矩之矢量差液体的动量矩与流入液体的动量矩之矢量差)等于作等于作用于该控制面内所有液体质点的外力矩之和。用于该控制面内所有液体质点的外力矩之和。取进出口轮缘取进出口轮缘(两圆柱面两圆柱面)为控制为控制面。面。组成组成M M的外力有：的外力有

16、：1 1、叶片迎水面和背水面作用于水、叶片迎水面和背水面作用于水的压力的压力P P2 2及及P Pl l；2 2、作用叶轮进出口圆柱面上的水、作用叶轮进出口圆柱面上的水压力压力P P3 3及及P P4 4，它们都沿着径向，它们都沿着径向，所以对转轴没有力矩；所以对转轴没有力矩；3 3、作用于水流的摩擦阻力、作用于水流的摩擦阻力P P5 5及及P P6 6，但由于是理想液体，故不予考，但由于是理想液体，故不予考虑；虑；1 1、对轮心取矩、对轮心取矩2 2、叶轮对流体所作功率、叶轮对流体所作功率3 3、理论扬程、理论扬程C C2 22.4.32.4.3基本方程式的讨论基本方程式的讨论（1 1）为了

17、提高水泵的扬程和改善吸水性能，取）为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，取 9090，既，既u u=0=0 则则（2 2）比能的增值与圆周速度）比能的增值与圆周速度u u2 2有关，有关，则增加转速则增加转速(n),(n),加大轮径加大轮径(D(D2 2)，可以提高水泵，可以提高水泵之扬程。之扬程。(3)(3)离心泵的理论扬程与液体的容重无关离心泵的理论扬程与液体的容重无关但当输送不同容重的液体时，水泵所消耗的功率将但当输送不同容重的液体时，水泵所消耗的功率将是不同的。是不同的。(4)(4)水泵的扬程由两部分能量组成，一部分为势扬程水泵的扬程由两部分能量组成，一部分为势扬程(H(H1 1)，另一部

18、分为动扬程，另一部分为动扬程(H(H2 2)，它在流出叶轮时，以比动，它在流出叶轮时，以比动能的形式出现。动扬程所占比重越小，则泵壳内水力能的形式出现。动扬程所占比重越小，则泵壳内水力损失越小，水泵效率越高。损失越小，水泵效率越高。势扬程势扬程动扬程动扬程2.4.42.4.4基本方程式的修正基本方程式的修正假定假定1 1：液体是恒定流：液体是恒定流假定假定2 2：液槽中液流均匀一致：液槽中液流均匀一致 由于反旋，叶片背水面处，流速提高，压力降由于反旋，叶片背水面处，流速提高，压力降 低；叶片迎水面处，流速降低，压力升高。故实低；叶片迎水面处，流速降低，压力升高。故实 际情况叶槽中水流流速分布不均匀，与假定不一致。际情况叶槽中水流流速分布不均匀，与假定不一致。修正公式修正公式 假定假定3 3：理想液体：理想液体 修正扬程公式修正扬程公式 理论扬程理论扬程修正系数修正系数