泵与泵站第五版-第四章《给水泵站》

课程编号：13011339《泵与泵站》课程教学大纲学时：40 学分：2.5一、课程基本信息1．课程英文名称：Pump and pump Station2．授课对象：给排水科学与工程专业四年制本科3．课程性质：必修课4．课程类型：学科基础课5．任务和要求：任务：讲授水泵的工作原理；基本构造；基本方程；特性曲线；吸水性能；运行工况；给排水泵站的工艺设计。

基本要求：了解各类水泵的工作原理；基本构造；性能特点；掌握离心泵定速、调速、换轮、串联、并联运行工况的求解原理和方法；掌握给排水泵站的工艺设计方法、步骤，并能进行给排水泵站的工艺设计。

6．与其它课程的联系：先修课程：水力学、工程制图等。

后续课程：水源工程、给水排水管道工程、建筑给水排水工程、水工艺与工程概论等。

7．课程考核：考核方法：闭卷成绩组成：考勤、作业、平时表现及实验等。

二、课程教学内容及学时分配1．课程教学内容：第1章绪论教学内容：水泵的定义、分类；水泵及水泵站的作用和地位。

第2章叶片式泵教学内容：离心泵工作原理、基本构造、主要零件；叶片泵的基本性能参数；离心泵基本方程；离心泵的特性曲线；离心泵装置运行工况；离心泵吸水性能；离心泵泵机组的安装、使用、维护；轴流泵、混流泵及其它给排水常用的叶片泵。

重点与难点：离心泵及轴流泵的工作原理、基本构造；离心泵的基本方程；特性曲线；吸水性能；离心泵装置定速、调速、换轮、串联、并联运行工况；第3章其他泵与风机教学内容：射流泵；气升泵；往复泵；螺旋泵。

第4章给水泵站教学内容：泵站分类与特点；泵的选择；泵站配电与自控；泵机组的布置与基础；吸水和压水管路；泵站水锤及防护；泵站辅助设施；泵站土建要求；给水泵站工艺设计。

重点与难点：水泵机组布置、吸水管路、压水管路、工艺设计方法。

第5章排水泵站教学内容：排水泵站的分类与特点；污水泵站工艺特点；雨水泵站工艺特点；合流泵站工艺特点；螺旋泵站工艺特点；排水泵站工艺设计。

重点与难点：排水泵站工艺设计。

南昌大学科学技术学院理工学科部《泵与泵站》课程教学大纲适用专业：给水排水科学与工程专业二○一五年七月《泵与泵站》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程内容及基本要求第一章绪论课程内容：1、泵与泵站在给水排水事业中的作用和地位。

2、泵的定义及分类。

3、泵与泵站运行管理的发展趋势。

基本要求：1、了解泵与泵站在给水排水事业中的作用和地位。

2、掌握泵的定义及分类。

3、了解泵与泵站运行管理的发展趋势。

本章重点：泵的定义及分类。

本章难点：泵的定义及分类。

第二章叶片式泵课程内容：1、离心泵的工作原理与基本构造。

2、离心泵的主要零件。

3、叶片泵的基本性能参数。

4、离心泵的基本方程式。

5、离心泵装置的总扬程。

6、离心泵的特性曲线。

7、离心泵装置定速运行工况。

8、离心泵装置调速运行工况。

9、离心泵装置换轮运行工况。

10、离心泵并联及串联运行工况。

11、离心泵吸水性能。

12、离心泵机组的使用与维护。

13、轴流泵及混流泵。

14、给水排水工程中常用的叶片泵。

基本要求：1、掌握离心泵的工作原理与基本构造。

2、熟悉离心泵的主要零件。

3、熟悉叶片泵的基本性能参数。

4、理解离心泵的基本方程式、离心泵装置的总扬程、离心泵的特性曲线。

5、掌握离心泵装置定速运行工况、调速运行工况、换轮运行工况、并联及串联运行工况。

6、理解离心泵吸水性能。

7、了解离心泵机组的使用与维护、轴流泵及混流泵，以及给水排水工程中常用的叶片泵。

本章重点：离心泵的工作原理与基本构造；叶片泵的基本性能参数；离心泵的基本方程式、离心泵装置的总扬程、离心泵的特性曲线；离心泵装置定速运行工况、调速运行工况、换轮运行工况、并联及串联运行工况；离心泵吸水性能。

本章难点：离心泵的基本方程式、离心泵装置的总扬程、离心泵的特性曲线；离心泵装置定速运行工况、调速运行工况、换轮运行工况、并联及串联运行工况。

第三章其他泵与风机课程内容：1、射流泵2、气升泵3、往复泵4、螺旋泵5、水环式真空泵6、插桶泵7、离心式风机与轴流式风机基本要求：1、掌握射流泵。

水泵与水泵站课程设计班级学生姓名指导教师环境科学与工程学院给水泵站课程设计任务书一、课程设计任务某厂新建水源工程，近期设计流量7万m 3/d ，要求远期发展到10万m 3/d ，采用固定式取水泵房，拟采用自流管从江中取水。

水源洪水位标高（1%频率）、枯水位标高（97%频率）、净水厂反应池前配水井的水面标高、室外地面标高、自流取水管长度及泵站至净水厂的输水干管全长都已知。

试进行泵站工艺设计。

基础数据表分组流量（万m 3/d)标高(m)长度(m) 近期远期 地面 枯水位 洪水位 净水构 筑物水位 自流管 输水管 171022.3515.7024.20 36.702002500二、课程设计目的及要求1.设计目的1）结合课程所学内容，使基础理论和基本技术训练相结合，从而课程内容进一步深化和系统化。

2）初步学会如何在搜集资料和调研的基础上，根据设计任务制定给水泵站设计方案。

3）通过设计、计算、资料检索、阅读文献，提高绘制图纸和编写设计说明书的能力。

2.设计要求1）认真学习有关技术规定，严格按相关规范和标准要求进行设计。

2）课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。

3）设计成果以图纸的形式展示，包括平面图和剖面图。

三、课程设计内容及时间安排1.设计内容1）确定泵站工艺流程 2）合理选择水泵并布置泵房 3）详细进行工艺计算4）绘制泵房设计图纸（包括泵房及吸水井平面图、剖面图） 2.时间安排1）领会设计任务，借阅相关规范及设计手册，确定工艺流程 1天 2) 初步选择水泵机组及泵房布置 1天3）根据泵房布置，绘制泵房平面布置草图，绘制水力计算图并进行计算 3天4）精选水泵机组及辅助设备，确定泵房平面尺寸和高度1天5）修改草图，绘制泵房平面布置图及剖面图3天6）整理设计报告书，准备答辩。

1天四、教材及参考书目1．姜乃昌. 《泵与泵站》（第五版）. 中国建筑工业出版社. 2007。

2．中华人民共和国水利部.泵站设计规范（GB/T50265-2010）中国计划出版社，20113．中国市政工程西北设计院.给水排水设计手册第11册——常用设备. 中国建筑工业出版社. 2004。

《泵与风机》Pump&fan一、课程基本信息学时:32学分：2考核方式：考试（平时成绩占总成绩的30%）中文简介：《泵与泵站》是给水排水工程专业的一门专业必修课。

主要讲述离心泵的工作原理、基本性能、水泵机组配置、运行工况的图解法和数解法原理、泵站对土建的要求和特点、泵站噪声消除及其维护管理方法；介绍其它泵与风机的基本性能及其应用；学会给水泵站和排水泵站设计的原理和方法。

是《环境工程学》、《建筑给水排水工程》和《给水排水管网工程》等专业课的基础课程。

二、教学目的与要求第一章绪论1.掌握水泵的定义；2.了解合理设计泵站具有重要的经济意义；3.按工作原理对水泵进行分类；4.了解不同种类水泵的使用范围及发展趋势。

第二章叶片式水泵1.识读水泵构造图，能准确说出离心泵各部件的构造特点和作用；2.理解水泵的工作原理，水泵铭牌意义，叶片泵基本方程式的意义；3.学会计算水泵配套电机的耗电量和电费；4.掌握闭闸启动、比例律、相似工况抛物线（也称等效率曲线）、比转数（ns）、切削律、切削抛物线、横加法原理、允许吸上真空高度HS等重要概念；5.掌握推导水泵扬程公式及公式应用方法，掌握绘制水头损失特性曲线、水泵装置的管道系统特性曲线和图解法求水泵工况点的方法，掌握水泵串联、并联、调速及换轮运行的特性曲线绘制方法，掌握准确计算水泵安装高度的方法；6.了解叶片泵常用的几种调节方法，了解水泵并联后流量、杨程及轴功率变化规律，了解水泵调速和换轮运行的优点，了解水泵启动前的准备工作、水泵的启动程序和停车程序，水泵性能曲线型谱图及其应用，了解轴流泵、混流泵的适应范围及使用条件，了解给排水工程中常用叶片泵的使用和安装特点；7.简述水泵的型号意义并归纳总结水泵运行中应注意的问题。

第三章其它水泵1.了解射流泵构造、工作原理及应用；2.了解往复泵的构造、工作原理及应用；3.了解螺旋泵的构造、工作原理及应用；4.了解真空泵的构造、工作原理及应用；5.了解离心式风机和轴流式风机的构造、性能参数及应用。

第二章：1.叶片式泵的定义和分类：（1）定义：依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的转换。

由于叶轮中叶片形状的不同，旋转时水流通过叶轮受到的质量力就不同，水流流出叶轮时的方向也就不同。

（2）分类：根据叶轮出水的水流方向分离心泵（径向流）、轴流泵（轴向流）、混流泵（斜向流）2.离心泵的工作原理：当一个敞口圆筒绕中心轴作等角速旋转时，圆筒内的水面便呈抛物线上升的旋转凹面。

圆筒半径越大，转的越快时，液体沿圆筒壁上升的高度就越大。

启动前先用水灌满泵壳和吸水管道，驱动电机，叶轮高速转动，水被甩出叶轮流入管道，叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，水在大气压作用下流入吸水口，又受到高速旋转的叶轮作用而被甩出，形成离心泵的连续输水3.叶片泵的基本性能参数：流量（抽水量）、扬程（总扬程）、轴功率、效率、转速、允许吸上真空高度（Hs）及气蚀余量（Hsv）4.离心泵的基本方程式的几点讨论：HT=（u2C2u-u1C1u）/g （1）为了提高泵的扬程和改善吸水性能大多数离心泵在水流进入叶片时使α1=90°即HT=u2C2u/g 为了使HT＞0 必须α2＜90°α2越小，泵的理论扬程越大（2）水流通过泵时，比能的增值HT与圆周速度u2有关u2=nπD2/60，水流在叶轮中所获得的比能与叶轮的转速n 叶轮的外径D2有关，增加叶轮转速或加大外径可提升泵的扬程（3）离心泵的理论扬程与液体密度无关。

液体在一定转速下所受的离心力与液体密度有关，液体受离心力所获得的扬程相当于离心力所造成的压强除以液体的ρg，它们对扬程的影响被消除。

液体密度越大，泵消耗的功率越大。

（4）HT=H1+H2，动扬程H2在总扬程中所占的百分比越小，泵壳内部的水力损失越小，泵的效率将提高高。

5.离心泵装置的总扬程：H=Hd（压力表读数）+Hv（真空表读数）Hst（泵静扬程）=Hss（吸水井至泵轴高差）+Hds（泵轴至测压管垂直距离）H=HsT+Eh（水头损失总和）6.实测特性曲线讨论：后弯式叶片的流道比较平缓，弯度小，叶槽内水力水头损失较小，有利于提高泵的效率（问答题：β角为什么采取后弯式）1.每一个流量Q都想应于一定的扬程H轴功率N效率η和允许吸上真空高度Hs。

水泵及水泵站第五版教学设计概述水泵及水泵站是水利工程领域的基础和关键技术。

本教学设计是水泵及水泵站的第五版，基于前几版内容的基础上，结合最新的技术和理论，旨在帮助学生全面掌握水泵及水泵站的设计、运行和维护等知识，提高其工程实践能力。

教学目标1.理解水泵及水泵站的基本原理和分类；2.掌握水泵及水泵站的选型和设计方法；3.熟悉水泵及水泵站的运行和维护，能够排除常见故障；4.具备一定的实际操作能力和实验设计能力。

教学内容第一章水泵基础知识1.1 水泵的原理和分类 1.2 水泵的参数和标准 1.3 水泵的选型和设计第二章水泵应用2.1 一般工况下的水泵设计 2.2 特殊工况下的水泵设计 2.3 水泵站的设计和选型第三章水泵站设备3.1 压力容器的选型 3.2 阀门和管道的选型 3.3 驱动设备的选型第四章水泵站运行和维护4.1 操作规程和注意事项 4.2 水泵站的监控和自动化 4.3 常见故障分析和排除教学方法本教学设计采用理论授课和实验操作相结合的方法。

理论授课主要采用PPT讲解、互动问答等方式，实验操作包括设备选型、参数测量、性能测试和故障排除等。

同时，还将结合实际案例和工程问题，引导学生进行设计和解决问题的思考和讨论。

教学评价本教学设计采用教师评价和学生自评相结合的方法。

教师主要通过学生的课堂表现、实验操作表现、论文或设计报告等来评价其综合能力，学生可以借助教师对其评价和自身经验进行反思和总结，提高自身能力。

结语水泵及水泵站是水利工程领域的基础和关键技术，本教学设计旨在帮助学生全面掌握水泵及水泵站的设计、运行和维护等知识，提高其工程实践能力，为水利工程的发展做出贡献。

泵与泵站第五版课程设计一、课程目标本课程旨在帮助学生全面了解泵及泵站的基本原理、分类和选型方法，掌握泵的运行与维护技术，以及泵站的设计和运行管理技术。

通过学习本课程，学生将具备以下能力：•理解泵的基本概念和分类方法；•掌握泵的基本原理、运行原理及维护技术；•掌握泵站的基本结构、设计原理和运行管理技术；•能够进行泵的选型和泵站的设计；•具备一定的工程实践能力和操作技术。

二、课程安排2.1 泵的基本概念和分类本节课程将介绍泵的基本概念、分类方法和常用术语。

学习过程中，学生将了解到泵是什么，它有哪些基本组成部分，以及它们之间的运作原理和作用。

学生还将学习到泵的分类方法和常用术语，以及不同类型泵的特点和适用范围。

此外，还将介绍泵的挑选方法和选型表的使用方法。

2.2 泵的基本原理和运行原理本节课程将介绍泵的基本运行原理、工作过程和影响泵性能的因素。

学生将学习到泵的内部构造和工作原理，包括吸入口、排出口、叶轮和密封器等。

学生还将学习到影响泵性能的因素，如转速、扬程、压力和流量等。

2.3 泵的维护技术本节课程将介绍泵的常见故障及其排除方法，以及泵的日常维护工作和保养技巧。

学生将学习到如何检查泵的工作状态、判断故障类型和故障原因，并学会常见泵故障的解决方法。

学生还将学习到如何进行泵的日常维护和保养工作，包括清洗、润滑和更换零件等。

2.4 泵站的设计原理和运行管理本节课程将介绍泵站的组成结构、设计原理、运行管理和维护技巧。

学生将学习到泵站的组成部分、设计原则和必要要素，以及不同类型泵站的适用范围和工作条件。

学生还将学习到泵站的运行管理和维护技巧，包括泵站的调试和运行、备件管理和保养等。

2.5 课程实践和测试本节课程将提供相关实验和测试环节，测试内容将涵盖本课程的主要内容，旨在检验学生的掌握情况和能力水平。

学生将通过实验和测试环节，进一步提高对泵及泵站原理和技术的理解和掌握程度，并培养工程实践和操作技能。

三、推荐教材和参考资料1.《泵和泵站基础》(增订第5版)，姜涛，机械工业出版社，2021年。

《水泵及水泵站》课程设计任务书1.1设计题目沈阳市浑南净水厂给水泵站设计。

1.2原始资料该水泵站为浑南新区净水厂的二级泵站，用以满足沈阳浑南产业区的生产、生活、消防用水需求。

1.2.1用水量资料1.2.2扬程计算资料供水区域内各处标高（m）为：工厂甲 48；工厂乙 52；小区甲 50；小区乙52；水泵房处设计地面标高 45。

水厂内吸水池最高水位 41；吸水池最低水位37；最高日最高时管网水头损失为25米，管网最不利点的自由水头为12米。

1.2.3消防用水量消防时，按两处同时着火计，q f =60l/s。

城市给水系统采用低压消防，即城市管网最不利点的自由水头为14米。

消防时管网水头损失为25米。

1.3给水泵站设计内容及步骤1．设计流量的确定和设计扬程估算；2．初选水泵和电机；3．机组基础尺寸的确定；4．吸水管路与压水管路计算；5．机组与管道布置；6．吸水管路与压水管路中水头损失的计算；7．水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算；8．附属设备的选择；9．泵房建筑高度的确定；10．泵房平面尺寸的确定。

1.4绘图根据以上设计计算及选出的各种设备进行给水泵房设备布置。

应绘制如下图1．给水泵站平面图。

（1号图纸一张，比例为1：50）。

2．给水泵站剖面图。

（1号图纸一张，比例为1：50）3．绘图要求1）平面图和剖面图上应注明水泵机组位置，管路系统，管件尺寸，位置，各设备之间，设备与建筑维护之间相对位置尺寸及标高，并应附有主要设备明细表。

2）图纸尺寸、标题栏等均应按国家标准绘制。

1.5设计说明书设计完成时应进行设计说明书的整理，说明书应包括下列内容：1．计算部分，列出计算次序、项目、计算公式、符号、单位及结果数据，中间的演算过程从略。

吸压水管路水头损失计算画出线路图。

2．对于选定的水泵型号，泵房土建设计应简要说明确定该方案时的依据及其优点、缺点。

3．本水泵房在设计上的特点。

4．在必要的计算及说明部分，为表达清楚应附有草图。

泵与泵站 Douglas.Lee第 1 页 共 14 页★ 课后作业解答：如图（a ），m H a ss 3)(=据题意：m H H H a ss C ss b ss 3)()()(===以泵轴为基准面（1）b 水泵位置水头：A b H Z =b 水泵吸水池测压管水柱高度：()m h 51015.0-=⨯-= b 水泵吸水池测压管水头：()m H h Z H A b 5-+=+=测b 水泵 ()m H H H H A A b ss 35500)(=-=--=-=测 解得：m H A2=（2）c 水泵位置水头：m Z c5-=（在泵轴以下）c 水泵吸水池测压管水柱高度：()1010101-=⨯-=c c P P hc 水泵吸水池测压管水头：)(151010105m P P h Z H c c c -=-+-=+=测c 水泵()m P P H H c c c ss 31015151000)(=-=--=-=测H解得：atm P c2.1=泵与泵站 Douglas.Lee第 2 页 共 14 页3.如图2-106所示的岸边式取水泵房，泵由何种直接抽水输入高地密闭水箱中。

已知条件：（1）泵吸入口的真空表读数为多少和mH2O ？相当于多少mm Hg?相当于真空度为多少？（2）泵的总扬程H=？（3）电动机输出给泵的功率N=？（KW ）解 （1）根据给定的流量和管径，查《给水排水设计手册》第一册，得：吸水管沿程水头损失系数7.51=i ‰压水管沿程水头损失系数6.111=i ‰真空表读数：2z221∆-+∑+=g v h H H s sdv（见P24，公式2-30）真空表安装在泵轴处，02z=∆ 则：gv h H H s ss v 221+∑+=计算水泵的吸水管流速： s m D Q A Q vs /27.1)44.014.3(16.0)4(2211=⨯===π泵吸水地形高度：m H ss 33235=-=吸水管水头损失：m l i h s17.11300057.0111=+⨯=+⋅=∑则：真空表读数O H 25.48.9227.1171.1322m H v =⨯++=∵760mmHg O H 1012==m atm则：mmHg 2337625.4OH 25.42=⨯=m %真空度=%5.57100%OH 10OH 25.4O H 10100%222=⨯-=⨯-m m m P P P a v a ☞（这里有错误）（2）泵的静扬程：()()m H ST 5.521012325.74=⨯-+-=压水管水头损失：m l i h d 32.312000116.0122=+⨯=+⋅=∑管道总水头损失：m h h h d s 49.432.317.1=+=∑+∑=∑总扬程：m h H HST 99.5649.45.52=+=∑+= 轴功率：kw 66.1277.0100099.5616.08.910001000=⨯⨯⨯⨯==ηρgQH N泵与泵站 Douglas.Lee第 3 页 共 14 页解答：以吸水池水面为基准面列0-0，1-1，2-2，3-3断面能量方程如下：0-0断面：gP g P g v Z E a ρρ++=++=00202000 1-1断面：gP g v z H g P g v Z E ss ρρ121121112)2(2++∆-=++=2-2断面：gP g v z H g P g v Z E ss ρρ222222222)2(2++∆+=++=3-3断面：gP g v H g P g v Z E a ST ρρ++=++=222332333吸水管水头损失：g v z H H g v z H g P P E E h ss v ss a s 22222121110-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆---=-=∑ρ得：g v z H h Hss s v2221+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+∑=压水管水头损失：ST ss d ST ss a d H g v v z H H H g v v z H g P P E E h --+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆++=--+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆++-=-=∑222223222322232ρ 得：ST ss d d H g v v z H h H +--⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+-∑=222322 ∵泵装置总扬程d v H H H +=则：ST ss d ss s d v H g v v z H h g v z H h H H H+--⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+-∑++⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+∑=+=2222232221()STd s H gv g v v z h h ++-+∆-∑+∑=22232221（总水头损失d s h h h∑+∑=∑）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--+++∑=z g v v g v H h ST22222123忽略流速差，即21v v ≈，022221=-g v v ； 压力表和真空表沿泵轴安装，即0=∆z 则最后：gv h H H ST 223+∑+=第 4 页 共 14 页（1）该泵在工作时。