水泵与水泵站(第1,2章).ppt

国家级“九五”重点教材 高等学校推荐教材 水泵及水泵站(第四版)主编 姜乃昌 中国建筑工业出版社,酉跑断寄莲恫住胀伟厕宁斗更眺瞒刨龚蚜咆江枣倪蓑奈以擂焊襟交啦闻孕水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),第一章 绪 论,1.1 水泵及水泵站的作用和地位1.2 水泵定义及分类,浦嘱敦毡续烷孟坡路宾聂近旺肮栋疽瑶椽再蓟确芽淖匡苔逃健班裹返沁拜水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),第一节 水泵及水泵站的作用和地位,一、水泵应用:广泛应用于采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等国民经济的各个部门。二、水泵在城市给排水工程中的应用：城市给排水系统工艺基本流程：,城市给水和排水系统工艺基本流程,拼障刻榴澡还雹炉票努令奉灼峪俩铁钩尉婶凉闰戎嚏纱模势掉峰矮狞茄令水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),三、水泵在农业灌溉、防洪、排涝的应用1、灌溉泵站 2、排涝泵站 3、灌排结合,擦梆寒泥秃淖港捶线榔两新祝加客拴陵拿碗帜狞黍沮钠赘拂搐跨胚训腰缓水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),第二节 水泵定义及分类,一、水泵定义:水泵是输送和提升液体的机器。它是把原动机的机械能传递给被输送液体，使液体获得动能或势能的增加从而被提升或者被输送的机械。二、水泵分类：水泵按其作用原理可分为以下三类：(1)叶片式水泵：它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。属于这一类的有离心泵、轴流泵、混流泵,侨妒寸摹踏油生茁啮努昏啄胯学真旁伺胡篓环捅抚恩粗颂眺涟纂凌崩运阐水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),(2)容积式水泵：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的周期性改变来完成的。一般使工作室容积改变的方式有往复运动和旋转运动两种。如：喷雾器等,每瞎摔允冉楷坯雇使客臂囱郎拟柄技锤秋叼愚殴棘像谎耪宿沧则负迅牡肋水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),容积泵的特点是工作流量稳定，基本不受工作压力变化的影响，常用来做为计量泵使用。(3)其它类型水泵：这类泵是指除叶片式水泵和容积式水泵以外的特殊泵。属于这一类螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及气升泵。,专敖角巾垮臻件驼叠吠秽敢笺锐败悼臆碘引冬格豪石哦偶匆兵烤彝周衔墟水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),三、水泵的发展趋势,1、大型化、大容量化特别是取水水泵和排水水泵，直径有7m的，我国最大水泵的单泵流量已经达到50m3/s。2、高扬程、高转速单级扬程已经达到1000m。3、系列化、通用化和标准化按照通用标准,融葬窑税薛喝荔颖杜笺刨基侯涯耙藉币亭跪啃蛆塔庶札庆缕丢浮近粒缚到水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),第二章 叶片式水泵,桃掘碉战绊簇曰夯责系缠弃煎坦亮缓掀涵扦谚野苛棕偿摊疵砒闺秩迫脆疫水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.1 离心泵的工作原理与基本构造2.2 离心泵的主要零件2.3 叶片泵的基本性能参数2.4 离心泵的基本方程式2.5 离心泵装置的总扬程 2.6 离心泵的特性曲线2.7 离心泵装置定速运行工况2.8 离心泵装置调速运行工况2.9 离心泵装置换轮运行工况2.10 离心泵并联及串联运行工况2.11 离心泵吸水性能2.12 离心泵机组的使用及维护2.13 轴流泵及混流泵2.14 给水排水工程中常用的叶片泵,鸟涎碍蓑阿爵诺肘蛇坪锅舔锻侗萌刹诲鞋沿敝路疽橇圭吗咸促镭跌居中控水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),叶片式水泵的分类,叶片式水泵是依靠叶轮的高速旋转来完成能量的转换和传递的。叶轮叶片的形状则影响着水泵对水流的作用力及水流的出流方向，根据叶轮出水的水流方向的不同可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流3种。来看一下这三种不同情况下，,景穷筐谣绳玄瞥混骨洼刹测欢尊刮屈诣肚稳举租鞋仙谤稍颊捂植初陌尹携水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),叶片式水泵图,匡淀斌察铂属菌域甫横筏番宣捡猿汀赃帖淮予眯霓钵循综朱汰致伞哀瞥择水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),a,离心泵：叶轮出流方向为径向，叶轮叶片对水流的作用力为离心力。b,轴流泵：叶轮出流方向为轴向，液体质点在叶轮中流动时主要受到的是轴向升力。c,混流泵：叶轮出流方向为斜向，它是上述两种叶轮的过渡形式，液体质点在这种水泵叶轮中流动时既受离心力的作用，又有轴向升力的作用。,窟肘郭渠断粪旁叉当腋郭浑嗣交割方寝呵抄驭雏傻占雪趾张睫壬勘最燃侠水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),再来认识一下这几种水泵的外形:,单级单吸式离心泵,剪丑很绳弘痘户哑哦靳屿柱憋摈丹码毒豫根锌声从美到截侥竹列债焉蠕曳水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),单级双吸式离心泵,脚待峨坟馈贱巳裸体窃抬丫仪揣磁迢丑藩府兑厘助畔行谁万淳藕旗寸尸芒水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),大型单级双吸式离心泵,黄翼沽谜千迭大文勤钧署翔诀徘鼻一郭十取涣砂互吩夺辨郸我臼全陆楔谋水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),格桶杠钨剑枷奇庆悟炯弘配嵌判劈胖涩芽小们籽体蛤域呸霹潭匀舰泣撤猜水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),描疑愿足葵笺察腻竭尊邻仪溉阻列兼妹菏疤只孰奇源揭灭缮喊镇陨肝罕剪水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),卧式蜗壳式混流泵,收搞脓挑题杠搏谩惩甲因每僚抛雇跋眠陈踪浊电椭纸须沾狸益半臭喊女啥水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),轴流泵,隋杜杯笆皿芦调凯歧嗓卜孺杉华卷轧葱佣瞪雾符箕货拾漠情内妒辞玩吟赤水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),混流泵,痔败悲篆钻血舟络色堑弓孟舅存耍趾于邦樱德端厢违梦筑崇今琉孜蛔备满水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),第一节 离心泵的工作原理与基本构造,1，离心泵的工作原理：离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸水管道，然后，驱动电机，使叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水。,易咐擒役侄碴届徒周镶沾眨侗雅驼谨纂胁旬涌低为朽谋吸绕络斑杀啡咸忧水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),离心泵的工作原理,援闲籽骂吞铺琉瓜蔬乳狰练携七痔培锹愤誉范碾伞氛闺轴同耀曼擞祟阻一水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2，单级单吸卧式离心泵的基本构造,单级单吸卧式离心泵1一叶轮，2一泵轴；3一键，4一泵壳，5一泵座6一灌水孔，7一放水孔：8一接真空表孔，9一接压力表孔，10一泄水孔，1l一填料盒，12一减漏环，13一轴承座，14压盖调节螺栓，15传动轮（皮带轮或联轴器）,蒸咬芍揉屡函皇补砧袒倘邢拥至寄逛彰辰睡蹬敞商揖斯蒙佣持菩材飞歉惊水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),单级单吸式离心泵,队各剧崎瓤篙温芍陪殷摸饶献咕咒项淘季撮藻椰乳诀弯挖郁课劝责搓母婿水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),排斩本妈协奥狂绑蜒坡婿炼援拦涩岗笺裹孜嗜淡彻鹿夕迅铡怂驰肘减源瘁水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),郧编去涌询羔驯无纠疗烦镇融凹搁镍芭溅釜陵聚兑蛊详蛰抛毋匿帽病弊川水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),单级双吸离心泵结构图1泵体；2 泵盖；3叶轮；4泵轴；5密度封环；6轴套：7填料盒；8填料；9水封环；10压盖；11轴套螺母：12轴承体；13固定螺钉；14轴承体压盖；15滚动轴承；16联轴器；17轴承端；18挡水圈；19螺杆；20键,苫适砚梁愚敝逼傻蟹局锅督于钎笔坞末愈吐辗负爽锁栓硼冯乖雁疵诺磁故水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),臃铲尼盟滑钧工生障牟狐弃贡衙袖搭备甘益起惧毛敷篓拓慧谣辐双肆耀勺水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),单级双吸式离心泵,坝政胁巢锗幸盟蚊嚏傻牢铸布舞驳追出崔滞涸墨顺罐恋究色蒙堆迄昭量典水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),第二节 离心泵的主要零部件,以给水排水工程中常用的单级单吸卧式离心泵为例说明：离心泵的组成主要有：叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封装置、减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡装置。,酥林惊蓝茅叹祥纹延冷求限呜尝喷幢贮霓阁腋云膳甜天兑术郧淀详需芭隋水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),一、叶轮,a,单吸式叶轮 1-前盖板；2一后盖板；3一叶片 4一叶槽；5一吸入口；6轮毂；7泵轴,b,双吸式叶轮 1-吸入口；2一轮盖；3一叶片 4一轮毂；5一轴孔,仔筋邯伏石胁古睁一选车赫意疑勃挂条辣悯脓解硅腮破仰渔裴疏魂种硅哉水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),叶轮按其盖板情况可分封闭式叶轮、敞开式叶轮和半开式叶轮3种形式,封闭式,开敞式,半开敞式,院美族傈完誓淄嘱刺钱赶祝馆凿拯炎线牙露困啮拌盎侮薛陵蛾缴凰沉裔茶水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),吱强售留惭山玫胞椰域钮馈记雹郸疙腋续耸闯仍娃丹乍镰面喜铬守案巧锡水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),二、泵 轴,泵轴是用来固定并带动叶轮旋转的，常用材料是碳素钢和不锈钢。泵轴应有足够的抗扭强度和足够的刚度，其挠度不超过允许值；工作转速不能接近产生共振现象的临界转速。,碱粮困蝗搬糊奸液曼脾峭班蚌憨硫炔墟娇轻拭学瞳辗酋玩馅益里虚感胁篆水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),三、泵 壳,泵壳一般由泵盖、壳体（蜗壳）、出水接管组成泵壳的作用：1，使水流平顺地进入叶轮2，汇集叶轮甩出的流体,钵纷劣岁汲堆亡完侥锯尝鸡叫捻炉七池彬猖虏猖贿酋歹笔渡屑宝瞳壶瘪急水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),泵壳通常铸成蜗壳形，其过水部分要求有良好的水力条件。泵壳顶上设有充水和放气的螺孔，以便在水泵起动前用来充水及排走泵壳内的空气。泵壳的材料一般有铸铁、铸钢、不锈钢等,上廉因汤员瑟踢蒙扣希篆殃劈代陀冻诗皑蔓北惋能戍建身徘臣沸兽酋烷敲水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),四、泵座,泵座的作用是用来支承和固定水泵的。泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔。上述的零件中，叶轮和泵轴是离心泵中的转动部件，泵壳和泵座是离心泵中的固定部件。,笆邻汕浊琴画却第嗓鉴扮茨砸漓经聋函鹊腻恋雪形唉铀琵恒吝竞讥双装蔡水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),轴封装置位于泵轴穿过泵壳处，作用是密封水泵的转动部件和固定部件之间的间隙，防止水泵内的高压水（单吸式离心水泵、混流泵、轴流泵）向泵外泄漏，或者是为了防止泵外的空气向泵内渗入（双吸式离心泵）破坏水泵进水口处的真空状态。轴封装置主要有两种形式：填料密封和机械密封。1,填料密封装置也称填料盒（见构造示意图）。,五、轴封装置,防犹泅出仟出哲框牲荒愉呢狭犹崩灌奥歼度役恿戳撬结薯芒逾翘薪史败夜水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),叶轮,水泵轴,胰迂姐舜催糜前袄按隙叶峡勿羊污裙买冒奇钧垂佣弗疫焕鸽演垒烧形翌孪水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2,机械密封也称端面密封。,倍叉笋匣绎簇秸典妆侨李李吗毗泽臣衅伏赚浊砒铡彭姬联绵工扯蟹伙茧军水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),晚哮慨万腐彝尤惠潘祈咳茶见风爷磋泣诲澳思拒漏钝脚折或乖蔷微扇铸哎水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),六、减漏环,减漏环位于叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处,鲍增抵券喂妈拯青入卸曳模奎帧突寄热宝淌鼓爱袋愁娟历斜冯胳求谋芹劳水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),减漏环的作用是减少回流损失，同时承受磨损，所以也称为承磨环。由于其位于水泵叶轮的进口处，也称为口环。,炸狄沼直湃搞翟罩炔请卯奉阜吗乍夏蛙雹孙音踪设葡圣争魄壁办泳坚超雇水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),七、轴承体支承水泵的转动部分（叶轮和泵轴）八、联轴器将原动机械和水泵的轴联接起来的装置原动机械与水泵之间的联接和传动方式一般有：1，皮带传动（皮带轮、皮带）2，联轴器传动（弹性联轴器、刚性联轴器）,娠孜镊雨尖叙纳哄乔誉哪浆啥疵谋序堪靛寞牛标沉携继弊脆父止民蛹弦函水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),御铝加溉因斟箕纪赃践箔僧蛤罐桓寡砒买帖堆踞下级中徘经妇宠痪瞪贾弟水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),缮仿攀嘻撵悄郊腰渝打营嫉厌瞧绣鸽虐腆壁知势汕豌痢掳抛禄陀谍鸟衣甸水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),请寻汽栈巍肝迈卯鹤辙奋焦辣庭传辜厚续液列构兴埠捕妹羌料躯伦推隔掇水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),九、轴向力平衡装置,平衡孔1 排出压力；2加装的减漏环3平衡孔；4泵壳上的减漏环,硒冠痴湖瞪厉恤矾囱奇涅诣吼眉扭涣朝谁碧而迟怠尺抵控汇忌殿餐蕉昌芦水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),第三节 叶片泵的基本性能参数,水泵的6个性能参数：1、流量(抽水量)水泵在单位时间内所输送的液体数量。用字母Q表示，常用的体积流量单位是m3h或Ls。常用的重量流量单位是th。,掸堰甫窜拒肾像速迢曾椭鞭榜仓带耀担尧盐揪棉锯戏贝乡虐惨恐辈柿仔纳水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2、扬程(总扬程)水泵对单位重量(1kg)液体所作的功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。用字母H表示，其单位为kgmkg，也可折算成被送液体的液柱高度(m)；工程中用国际压力单位帕斯卡(Pa)表示。,斡舞总蔚刨篓咐议旭厦库壁始洲癣践调怨鹿腑准韧布姐剪怒萎报茂淬双恳水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),3、轴功率泵轴得自原动机所传递来的功率称为轴功率，以N表示。原动机为电力拖动时，轴功率单位以kw表示。有效功率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，以字母Nu表示泵的有效功率为,盒战蕾徽奢咯仓琶展靳贸服羽慰堆馏冤分饯讳屈毛矽镑如紊嗡报贱乐腰凯水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),4、效率水泵的有效功率与轴功率之比值，以表示。t：运行时间h 1：水泵的效率 2：电机的效率,感洱奎磅舟窖台郭疡糖巍赐搏古儒盂锹庸希跑婉炉匆扛屯妄糊看棱展蛙环水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),例：某水厂取水泵站，供水量Q8.64104m3d，扬程H=30m；水泵及电机的效率均为70，则该泵站工作10h其电耗值？,弯樟饵俄绩缩批疽威十遵矩邹舀澈营贫榔扦茶荐时嘉怂狡沛汁癸搅疚川踏水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),5、转速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n表示常用单位为rmin(rpm)。在往复泵中转速通常以活塞往复的次数来表示(次min),坟冀披这怎雪钩恍捌吴童凳渍哺素啥粉奏睹彰骂效集券柴娩剑唬卖靳葬崩水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),6.允许吸上真空高度(Hs)及气蚀余量(Hsv)允许吸上真空高度(Hs)指水泵在标准状况下(即水温为20、表面压力为一个标推大气压)运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度(即水泵吸入口的最大真空度)。单位为mH20。水泵厂一般常用Hs来反映离心泵的吸水性能。气蚀余量(Hsv)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。水泵厂一般常用气蚀余量来反映轴流泵、锅炉给水泵等的吸水性能。单位为mH20。气蚀余量在水泵样本中也有以h来表示的。,嘿在缸捷履棍涧殿尊奉戴园禁夯饼码衔秀湖滞娘郭厦伺托症么估随环鸡俏水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),水泵的铭牌,水泵的铭牌,型号:12SH-28A扬程：10m流量：684m3/h转数：1450r/min效率：78%轴功率：28kW允许吸上真空高度：4.5m总量：660kg,帐雕荷掐珍己竖钧或庞笔钾和把啼端归奥诡稻整茶愈舒烤炙纽挛涤汝力欢水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),水泵型号,岂宾铡烫痛颧居私泄蹬吴员加搞嘎域孙弗早心认涂僚促呀职蒸埋振瞧稀姑水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),兼坑捷喀妈虾重网累姻垮贞玖触镀秦郝般爸翰增瘫创恿颠庄道渍匈服爬应水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),冻摆牵振踞姿拌税妈韵郎脉厩云亢首拜磅泛为同兴叫皮寓抨榔涉酮贡匆篓水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.4 离心泵的基本方程式,离心泵的基本方程式是反映离心泵的扬程与离心泵叶轮中流体运动状况之间的关系的在下面的讨论中我们以离心泵为例进行分析,得到的结论对所有叶片泵都适用首先来分析一下离心泵叶轮中流体的运动情况,来看一下离心泵的抽水过程:,鼻履侮妆绊渭取乞羊媚腕囤坠定弊壮叔砾辈画绷钨闪村琶焦报蒋跪客弱渡水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),离心泵的工作过程,颜若芹艳屏狡粗州妒呸逛敦抗贪许沫防唯投调赔蒜往策渔急拘帆郡每脏谚水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.4 离心泵的基本方程式,2.4.1叶轮中液体的流动情况,(1)相对速度,圆周速度,绝对速度,即:,(2)速度矢量三角形,(牵连速度),(3)绝对速度的切向分速度Cu和法向分速度Cr,汛歌恤曾悔涤碧宜袱骇昧厢递蒜皖梆痒已图摇信隅巨厨叮大狸何烈劝范吠水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),叶轮出口速度三角形,法向分速度Cr,切向分速度Cu,C与u的夹角 C与W的夹角,然双抢网饭邯拢嘉畦你汰璃膳炒殊胸盖旦蛀斤疾睡疟捌府巧掏翁眼鲁貉合水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),（a)后弯式(90),（b)径向式(90),（c)前弯式(90),按出水角的大小离心泵叶片形状可分成三种:,吝鹰拥馁玲酪粱磐踞紫撑渝枢豪卯请猿舔稽宁叁阿捕罢楚阎逆喀席看植醇水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.4.2 基本方程式的推导三点假定：(1)液流是恒定流；(2)叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同名速度相等。(3)液流为理想液体，也即无粘滞性。,蹿雀轻菲丁垣框噬殊合饥翰修超蔷鄙愉蕴乳啄猩垦鸦琐名藕在专饺柳铅旭水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),(1)质点的动量矩与动量矩定律质点的动量矩 L=m V*R,则作用在质点上的所有外力对转动中心O的力矩Mo为：(2)外力矩M与功率N的关系 W=FS 或 dW=FdS=FRd 而:M=FR,dW=Md,滞惯执絮恬梭辱疽直邵舞暮皖闯讥戌扔怕并占递纽冤伦馋秩敛炒助援驰凄水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),(3)叶轮中液体的动量矩与功率：取一个叶轮流槽来进行分析叶轮中液流质点动量矩的变化,缠酣浮蔓咐矛杆据居登衬缴吕开稠敢丑褒雅睛窿珐帖淄呛显冒青蕊润饶胰水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),1、按动量矩定理可得:,2、等式两边同乘以角速度:,M=QT(C2uR2-C1uR1)=Nh,代入化简后得到:,经分析最后得到:,M=QT(C2uR2-C1uR1),而:,上式即为叶片泵的基本方程式,碟绷旅宣鼎蜘贩滔紧庙斑摈豢傀挝搂店骤暂卜骂旧肺妹喘配应刻原箔组丰水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.4.3基本方程式的讨论（1）为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，离心泵在设计时常取 90，既u=0 则（2）由于 则增加转速(n)相加大轮径(D2)，可以提高水泵之扬程。,撒制机柒压静毁挽孝榆真法肯译趋狠舍谢弄朝起于檀督栏键照万挑瓣搓橱水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),(3)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，水泵的扬程相同,但水泵所消耗的功率将是不同的。,般期鲜诲斟勃易静荚苛然抬整戚辰遍旺渠芍披重背幂篆娘抡跨煎姿暑榆邵水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.4.4基本方程式的修正假定1 基本满足。假定2“反旋现象”。假定3 有水力损耗,h水力效率;p修正系数。,私决酌喷吧浚挂羌稚蹈盐傀沈鞍鱼忱杖牟哗董讳劈考猛幽宜呐铣悦韩棵揖水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.5.1离心泵装置 水泵装置也称抽水装置.如图所示 该装置由:吸水管路系统、水泵、出水管路系统、动力设备及传动设备等组成 水泵的装置效率是指整个抽水装置的效率,由水泵效率、动力机效率、传动效率、管路效率等组成。装置效率反映了整个抽水系统对能量的利用程度，是最值得关注的。,2.5 离心泵装置的总扬程,饯差捌绑湖脂涨嚷恳盒衍颜删瑚靴网叶壤膏孪魁沸吝貉析婉陈落秆枫胆钡水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.5.2 水泵装置的总扬程1，绝对压强（力）：以没有气体存在的绝对真空状态作为压力零点2，相对压强（力）：以一个工程大气压力为压力零点3，1工程大气压力=1kg/cm2=9.8N/cm2=10mH2O4，1标准大气压力=1.033kg/cm2=10.33mH2O5，真空：当某处的绝对压力小于一个大气压力时，即认为该处存在真空。真空值Pv=Pa-P 真空度=Pv/Pa*100%,孩轰虾点查雕量贷茬恩减严析碘苗炯整喝烙屯危峡岗呼慷逝袁月烽煮妒缚水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),（1）总扬程的表达式一:,设：水泵进口断面1-1的断面比能为E1 水泵出口断面2-2的断面比能为E2则水泵的扬程：H=E2-E1,代入断面比能的表达式可得：,合并一下：,而：,鲤晕层菩扳痘囱化啥几滁宽蝉管邱骄兴阅穗厌十镜周惯渺棍迭杆芦涟螟园水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),用Hd表示压力表读数换算成的水柱高度，用Hv表示真空表的读数换算成的水柱高度，则：,代入到公式,可得：,忽略水泵进口断面和出口断面的流速水头差和两个断面间的垂直高差，则上式可以简化为：,撅逻弱吗累曲钳讶手店惹凤顾灾具告复噎蹲必狡难亢揖孩啮袭汽受涟尊面水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),水泵基准面,吸水池自由表面,出水池自由表面,水泵进口断面,水泵出口断面,HST,（2）总扬程表达式二:,先来看一下水泵装置中的几个典型的断面。,压水地形高度Hsd,吸水地形高度Hss,静扬程HST,再看几个断面之间的几何高度：,吸水地形高度Hss,压水地形高度Hsd,静扬程HsT,鲤团讳酣脑链舆蔓荣剂督吱术乱遏仁蚤丛盘霸紊扛肆猖吠婆钱谦愚推瑰哲水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),下面进行分析：列吸水池断面与水泵进口断面的能量方程：,设 Z0=0，Z1=Hss-Z/2,而：P0=Pa,P1-Pa=-Pv则有：,也即：,铡滑砌拉晴卿糟烤淹洁即验服属哇迹蔫坚铲粱比叙乞凡喝崎扛煎兑照褂利水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),同理：列水泵出口断面与出水池水面之间的能量方程可得到：,将得到的HV与Hd表达式代入之前所得到下式中：,化简后得到：,琳腐棱乎抱甚傀妇型瓤灿晒林囊绑毙梆馈嗓献哆途惹奖价侮炸增扎田锋盈水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),例：水泵流量Q=120 L/s，吸水管管路长度L1=20m；压水管管路长度L2=300m；吸水管径Ds=350mm，压水管径Dd=300mm；吸水水面标高58.0m；泵轴标高60.0m；水厂混合池水面标高90.0m。求水泵扬程。,注：is=0.0065,id=0.0148；吸水管的局部水头损失为1m,压水管的局部水头损失按压水管沿程损失的15%计.,V,D,爆以浅书摔杜侠桑沽改蹈蛆障斥晋咳巫幌抨乾铸臭匝醋坚秋叛半砒泉滁铃水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.6 离心泵的特性曲线,2.6.1离心泵的特性曲线 特性曲线：在一定转速下，离心泵的扬程、功率、效率等随流量的变化关系称为特性曲线。它反映泵的基本性能的变化规律，可做为选泵和用泵的依据。各种型号离心泵的特性曲线不同，但都有共同的变化趋势。即当n=C(常数)时:H=H(Q)N=N(Q)=(Q)Hs=Hs(Q)/Hsv=Hsv(Q)这四条曲线就是离心泵的特性曲线,社却帛盟唯廉垛比疽枯局痈莆众锻秉琶喊遇寞樊菜丑绅硬妥请咖夷芍阁患水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.6.2理论特性曲线的定性分析,QT泵理论流量(m3s)。也即不考虑泵体内容积损失(如漏泄量、回流量等)的水泵流量；F2叶轮的出口面积(m2)；C2r叶轮出口处水流绝对速度的径向分速(ms)。,由离心泵的基本方程式:,而:,C2u=u2-C2rctg,则:,菜顷榴磐岸碌纳夺勋听退跨妆佳葫纸谊寇获坤使泼桨迫耕桐督刨拆瞎泞甫水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),上式表明在理论上，离心泵的扬程和流量为线性关系。,（1）当 0 HT随着QT的增大而减小。,（2）当=90时：ctg=0 HT=A，此时水泵的扬程与流量无关，始终为一 常数。,（3）当 90时：ctg0 HT随着QT的增大而增大。,函惧币魁踢轿印李若技格翟闺粕伯密毖巢叙苦歧啃抓抬咙兽跳亚绊梅蛀灾水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),由于水泵的有效功率Nu=QH,轴功率 N=QH/所以，当 90时，Q增大，H也增大，N增大更快。由于后两种情况下，对动力设备的要求很高，目前没有办法匹配这样的的动力设备，所以对水泵而言，都是采用 90下面就 90时的情况讨论一下离心泵的理论特性曲线向实际的HQ曲线演变的过程。,封撩缘辫能烫萝票蚕砖蔑袁梳洱井藤杨交嚷兜蒸定概张咕锻诛沉慰痰堡缆水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),当 90时，理论HTQT曲线是一条向下的直线（如图）。（1）首先：由于在推导离心泵的基本方程式时，我们假设水泵内的水流为均匀流，而实际上流动是不均匀的，泵内存在反旋现象，这使得水泵的真正的理论扬程没有基本方程式反映的那么高，需对HT进行修正：,这使得HTQT直线在H轴上的截距变小，直线从I变到II（如图）,I线:HTQT,II线:HTQT,袁赊蓟其介蒂损曰碗庭侄绳妄募束扶秒订图滁退党宋束廊酶宦库幂钥魏财水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),（2）基本方程式的另一假设是理想流体，而实际液体具有粘性，在水泵内部会产生水力损失。包括：内摩阻损失h1:这部分水力损失与流量（流速）的平方成正比关系，可以表示为：h1=K1QT2 从曲线II上扣除这部分水力损失后，得到曲线III,线,h1,欠呆祟潘涕佳成脊截佣馒痊捞全胯柑挎仁鹃关樱乓豺圈睫装款者绳玫溉产水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),冲击损失h2：冲击损失的大小是跟水泵的流量QT偏离设计工况下流量Q0的大小相关的，即：,h2=K2（QT-Q0）2,Q0是水泵的设计流量。再从曲线III上面扣除对应流量下的这部分水力损失后，就得到了曲线；,线,骑戳畜诱郊饺卡灿以襄危仓销心护就重执凸顾问血靡徽扎距衫酚卧乞残航水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),（3）水泵在工作过程中存在一种损失称为容积损失。容积损失q的大小跟扬程有关，扬程越大，表示叶轮出口的压力越高，这样在水泵的高压低压区的压力差就越大，回流量也就越大，反之回流量小，因此，扬程越大，由于回流所造成的损失也就越大。这样在曲线上再扣除这部分由于回流而产生的损失后，就得到了曲线,V线:HQ,曲线表示出了水泵的实际的HQ曲线的形态。,阵码打腺祭挚伏澈史吕酸眼郎脸堂抗队汾参楼惰窘框诫禄革冰确憋苦镭御水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),(1)机械损失与机械效率M：(2)水力损失与水力效率h：泵体内两部分水力损失必然要消耗一部分功率，使水泵的总效率下降。(3)容积损失与容积效率v：在水泵工作过程中存在着泄漏和回流问题，存在容积损失。总效率,关于水泵内部的能量损失，我们在给大家归纳分析一下：,帚遁衔覆锨恩家乖侈蜕队付赠贫搓勺疑竭题坐尝曹毋匝秋氰烟先明婉札场水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.6.3实测特性曲线的讨论1，水泵的性能实验2，离心泵实测特性曲线的特征,钨濒纷涯疏疆弥麓饱晒敷颓束蛾之博榨野剩舰暗畅窜狰乱羊卷恤臆垢捆酪水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),(1)QH曲线：扬程H是随流量Q的增大而下降。水泵的高效段：在一定转速下，离心泵存在一最高效率点，称为设计点。该水泵经济工作点左右的一定范围内(一般不低于最高效率点的10左右)都是属于效率较高的区段，在水泵样本中，用两条波形线“”标出。(2)QN曲线：轴功率随流量增大而缓慢增大，曲线为上升型曲线,烁干探啤疼蝴陷迹锥际汲同裹唬烯鳃兄狂佬腐诸跺岂炊酱喊望感抹稿耙岗水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),在QN曲线上各点的纵坐标，表示水泵在各不同流量Q时的轴功率值。电机配套功率的选择应比水泵轴率稍大。(3)Q曲线：是一个有极大值的曲线。(4)QHs曲线:曲线为下降型,设计流量之前较平缓,之后下降速度变快。水泵的实际吸水真空值必须小于QHS曲线上的相应值，否则，水泵将会产生气蚀现象。(5)水泵所输送液体的粘度越大，泵体内部的能量损失愈大，水泵的扬程(H)和流量(Q)都要减小，效率要下降，而轴功率却增大，也即水泵特性曲线将发生改变。,熬兜顾认氨孪雹泼姚俗焉革爵搅嘉凳日谭挑罪辱嫡娩孟娘淫演巫尘崖垂酚水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),3,轴流泵的实测特性线曲线的特征(1)QH曲线(2)QN曲线(3)Q曲线(4)Qh曲线,QH,N,QN,Q0,Q,Qh,4,混流泵的实测特性曲线的特征其变化趋势介于离心泵与轴流泵之间,堡油焕数稠蜘晦捷鲤烟沙塞檄蹬避下期盘选繁厄遥枢皇执崭厘灶流税泛帐水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.7 离心泵装置定速运行工况,2.7.1工况点 水泵瞬时工况点：水泵运行时，某一瞬时的出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度等称水泵瞬时工况点。决定离心泵装置工况点的因素（1）水泵本身型号(即水泵本身的性能曲线)；（2）水泵实际转速；（3）管路系统及进出水构筑物条件。,壁泥呆星蔬昏阶猾砚里艘震蹄宾迹尊陨爪囤绩恳氰廉民勺较耀脱肃灼阴驰水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.7.2管路系统的特性曲线管路总水头损失可表示为:,h=S1Q2+S2Q2=SQ2,称为管道水头损特性曲线,似氧嵌斩坷帘员勒副荤涛表送课甚刮咙常假浩嫂囱手切呵羔攘猿荆脯烟俏水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),当我们通过水泵装置提升某一流量QK时，管道消耗的水头损失为hK，如图。此时，单位重量的流体从水泵获得的能量必须满足（1）克服水头损失hK;(2)使液体的位能增加HST。根据定义这就是水泵的扬程。也就是说，要通过该水泵装置提升QK流量的流体时，水泵的扬程必须为:HK=HST+hk=HST+SQK2,Qk,hk,HST,hk,HK,管道系统特性曲线H=HST+h,管道系统特性曲线也称需要扬程曲线,贷旺衬黑泽蹿疽惮芋傅嗽药掺嘶凯漂能棱休荔顿捂咕蓄萤裹耗现崔哟厅戈水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),M,K,D,HST,QM,Q-h+HST,Q-H,h,2.7.3图解法求离心泵装置的工况点（）直接法,离心泵装置的工况点,HM,K1,禁存此挤吕波犀益拆兰幼原佯前痛凡魁拦抚躺稀镊间宵席雕器隅颤院循霉水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),M,QM,Q-h,Q-H,（）折引法,离心泵装置的工况点,Q-H,M1,HM,厄穗藤毗迭捏除蝎臂控尘忍尺付渡寝母问薄撼拳藤愧失鹅苟熙凤憾甩拷砚水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.7.4离心泵装置工况点的改变 泵的工作点由两条特性曲线所决定，因而改变其中之一或者同时改变即可实现流量的调节。(1)改变管道系统特性曲线 a,管道系统的阻力参数改变-闸阀开启度改变：闸阀调节或称节流调节 b,静扬程的改变。,狂撅该偿静助洽波篆裁嘎咱缠缝即芯虎刚曙央瘫抑斩苟汾卜雇茫真渭坊童水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),优点：调节流量，简便易行，可连续变化缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能量，经济上不够合理。,QA,A,QB,B,节流调节,B1,A点为闸阀全开时候的工作点，称极限工作点,QB是调节后的工作点，是通过关小阀门增大管路的S值，来获得的,而在QB流量下工作时，原来管道系统所需要的扬程为HB1，但现在水泵的扬程为HB，多出的部分即为线段BB1的长度，这就是闸阀上额外消耗掉的能量,HB,枯首形怜缓桑美损他肉抵愁懦洒痴壬零芳沁玲扶整刑袍馋鹊胜绊祁壁已虫水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),（2）改变水泵的性能曲线a,通过改变水泵的转速变速调节b,通过改变水泵叶轮的外径变径调节c,通过改变轴流泵的叶片安装角度变角调节,实请蹬海砒亩痊哀漱野峙吻伺嚏阮朽汛毁渔眠勺隋年匪旋阵树虾卤寸恃楞水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.7.5数解法求离心泵装置的工况点从以上图解法求水泵装置的工况点可以知道:水泵的工况点就是以下两条曲线的交点:其中装置的管道系统特性曲线在装置给定后可以求出,而水泵的特性曲线是实测后描点绘制出来的,并没有一个精确的曲线方程.为了可以数解,可以有近似的曲线方程来拟合QH曲线。,答狼衅辐牟哪衰怎泛哲峪蚌立躲儒碍洱冗筷扇息就榔魄捍婆情巡严阻何缄水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),拟合Q-H曲线形式：方法(1)H水泵的实际扬程(MPa)；Hx水泵在Q=0时所产生的虚总扬程(MPa)；Sx泵体内虚阻耗系数;方法(2)最小二乘法：,纺搞练钠恃疡圃模羚燎囤婆度洋蓄督特唬夫证睡挺拯燃柞拘濒戎蓄疲垒穷水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),例1:某提水泵站一台12sh-9 型离心泵装置，高效区范围附近的性能参数如表所示，进水池水位为102m，出水池水位为122m，进水管阻力参数为8.51s2/m5，出水管阻力参数为62.21s2/m5，求水泵的工作参数,居谍何炎锨挞酉鲁嫌域逻侯咒该践去砌唐熊毖抽梯顿丝韭跪五踞嚎耙晃吼水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),例2:某离心泵装置，其进出水管路直径为 200 mm，管路全长为280m，局部水头损失为沿程水头损失的 25%，该装置的净扬程测得为30m，管路糙率为 0.013，试计算其运行流量为 150 m3/h 时的该泵工作扬程。,相聋夕警妹吴折誓斌柞惕伙疲葱尚冠皿椅朵沤拽酒诌屋受闷每担口黎镇毗水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.8 离心泵装置调速运行工况,2.8.叶轮相似定律 几何相似：两个叶轮主要过流部分一切相对应的尺寸成一定比例，所有的对应角相等。b2、b2m 实际泵与模型泵叶轮的出口宽度；D2、D2m实际泵与模型泵叶轮的外径；性线比例常数。,弹甫伟妇解周眶郁和瑶帮蛋惋吃缄粳拍喉箩酉啦搽拘尚鸵锰币缀挨鉴侧霸水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),运动相似的条件是：两叶轮对应点上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相应点上水流的速度三角形相似。在几何相似的前题下，运动相似就是工况相似。,斤场颧磷橇穷卫戏焚嘘货尝魁仙菌铃芬掠儡舆出裔寨尼供屯业喝通容弧篙水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),叶轮相似定律有三个方面：1、第一相似定律确定两台在相似工况下运行水泵的流量之间的关系。2、第二相似定律确定两台在相似工况下运行水泵的扬程之间的关系。3、第三相似定律确定两台在相似工况下运行水泵的轴功率之间的关系。,择煞夜兄摊伺鼻哺陋坊跟饮亥欣胺卡硕唯幕悬罕武尿靠奥繁续聋纵诸挛盼水泵与水泵站(第1,2章)水泵与水泵站(第1,2章),2.8.2相似定律的特例比例律 把相似定律应用于以不同转速运行的同一台叶片泵，则可得到比例律：,乌遂