泵站选型及管道水力计算

支管水力计算水力计算是水利工程中非常重要的一部分，它涉及到管道、泵站、水轮机等工程构筑物的设计与运行。

正确进行水力计算可以确保工程的安全稳定运行，因此水力计算是水利工程中一项非常重要的技术。

本文将全面介绍水力计算的内容，包括管道水力计算、泵站水力计算和水轮机水力计算。

一、管道水力计算1.流量计算：根据管道的材质、孔径和坡度等参数，使用雷诺数和曼宁公式等计算方法，确定管道的流量。

2.压力损失计算：根据管道的材质和长度、流量和流速等参数，使用达西公式等计算方法，确定管道的压力损失。

3.防冲击计算：在水力计算中，还需要考虑管道内部的防冲击设计。

因为当管道中的流速发生突变时，会产生压力冲击。

通过伯努利方程和马朝尔方程等计算方法，来设计管道内部的防冲击设施。

二、泵站水力计算1.扬程计算：泵站的扬程是指泵站出水口与进水口之间的水位差。

通过测量进水口和出水口的水位，使用流量守恒公式，结合泵的性能曲线，计算得出泵站的扬程。

2.泵功率计算：泵站的功率是指在不同流量和扬程条件下泵的输出功率。

根据泵的性能曲线和流量扬程计算公式，在给定的流量和扬程条件下，计算得出泵站的功率。

3.变频器调速计算：变频器能够通过调整泵的转速，调整出水量，使之与水的需求相匹配。

通过对泵站的运行情况进行分析，结合流量扬程计算公式，计算出变频器的转速。

三、水轮机水力计算1.入水流速计算：水轮机的入水流速是指水流进入水轮机之前的流速。

根据水轮机型号和水量，使用水力计算方法，计算出水流的流速。

2.转动力矩计算：水轮机的转动力矩是指水轮机在给定的水量和入水流速条件下，转动的力矩。

通过计算水轮机的进水和出水之间的压力差和叶轮半径等参数，利用液力动量守恒定律和转动动力学方程，计算出水轮机的转动力矩。

3.输出功率计算：水轮机的输出功率是指在给定的水量和入水流速条件下，水轮机产生的功率。

通过计算水轮机的转动力矩和转速，使用功率计算公式，计算出水轮机的输出功率。

泵站选型及管道水力计算摘要就提水灌溉对泵站选型及水力计算进行探讨，根据地形、地质、水源条件用泵站将水提至高处，利用地形落差形成的压力水头，进行自压灌溉。

具体内容包括：水源确定、管线布置、灌溉方式选择、泵站电气部分要求、灌区规模确定、压力管道管径确定、压力管水锤压力计算、管径选择与管道水力计算等，从而为泵站工程的设计与实施提供参考。

关键词水利工程；泵站；选型；管道；水力计算；设计青海省幅员辽阔，但人均耕地面积不多，经济以农业为基础，农田精耕细作，水利是农业以至国民经济的命脉。

为了改善灌溉条件，减轻洪涝灾害，实施各类灌溉、排涝工程对优化水资源配置至关重要。

泵站工程设施对农田水利有十分重要的作用，其中泵站选型及管道水力计算又是关键环节[1-2]。

泵站工程是运用泵机组及过流设施传递和转换能量、实现水体输送，以兴利避害的水利工程。

泵站工程设施是专门的水工建筑物，是提水灌溉（供水）、提水排涝、翻水调水工程的主体工程，和其他一般水工建筑物及沟、渠、河道、水库（湖泊）共同构成水利系统。

但是，泵站工程不同于其他一般水利工程之处在于：就设备和作业内容方面，泵站以水力机械之一的水泵为工作机，以电动机或内燃机为动力机，又是动力机械工程、电气工程之一。

现就提水灌溉对泵站选型及水力计算作一探讨。

根据地形、地质、水源条件用泵站将水提至高处利用地形落差形成的压力水头，进行自压灌溉[3-4]。

1 水源确定以工程所处河段水位情况，根据实际河道比降，选定工程所在位置河道比降。

1.1 设计洪水标准及相应洪水流量根据规定的防洪标准及设计洪水计算成果，确定工程所在河段的设计洪水标准和相应的洪峰流量。

1.2 河道糙率确定天然河道糙率，利用当地特大洪水进行的洪痕调查（调查期确定为100年），反推该段河段的糙率，因糙率随河段及水位的不同而变化，按照实际情况确定河道天然糙率。

防洪治理后的河道糙率，按各河床分别取不同的天然糙率值[5]，堤岸按不同材质的堤防，依据《水力学》中各种材料河槽的天然糙率n值表，取无抹灰的混凝土护面n=0.017，浆砌石挡墙n的取值在0.025 0～0.032 5，综合糙率n综，计算公式如下：1.3 洪水水面线计算在天然河道糙率确定的基础上，进行河段天然洪水水面线计算，在河道治理后进行设计洪水水面线计算，根据《防洪标准》和《泵站设计规范》的规定，确定该工程建筑物防洪标准。

水泵选型与功率估算1、水泵选择水泵的选择，除了使它的出力满足最大运行流量外，它的扬程还应克服其流程中各种阻力和送水的净高度。

（达西公式）1.1管道阻力hf，式中λ——摩擦系数l ——管道长度，md ——管道的计算内径，mv ——平均流速，m/s当管道的的管材、直径、流速、水温一定时，（λ/d）*（v2/2g）为常数，称为水力坡降（可查询水力坡降图），以i表示。

h= iL， mf1.2 局部阻力hJ当水流流过缩口、阀门、三通管、弯管等部件时，都会有水头损失，因此这些部件有阻力，这种阻力称为局部阻力，计算方法：，式中ζ——局部阻力系数；可查表。

1.3 过滤器阻力hf,0计算清洁滤层水头损失的Ergun公式：式中 m ——滤层空隙率ρ——滤料密度L ——滤料高度de——毛细管直径u ——滤速μ——水的粘度以上公式用于估算滤床阻力。

1.4 树脂层阻力hS树脂层对水流的阻力，可按经验公式估算：式中 hR——树脂层高，m；dR——树脂平均粒径，mm；ν——水的粘度系数，cm2/s，1.5 清水泵扬程的选择（某项目）H=hf +hf,0+hJ+hS1+H1式中 H1——中间水箱高度，m；Hs1——阳床树脂层水头损失，m取值：H1=3m经过估算H≥37m，因此清水泵扬程选择p≥0.4MPa。

1.5 中间水泵扬程的选择（某项目）H=hf + hJ+hS2+HS3+H2式中 HS2——阴床树脂层水头损失，m；Hs3——混床树脂层水头损失，m；H2——除盐水箱高度，m；取值：H2=15m经过估算H≥53m，因此清水泵扬程选择p≥0.55MPa。

2、水泵功率的估算通常我们根据水泵的流量Q、扬程H即可估算水泵功率，所计算的功率为满足条件最小功率。

计算公式如下：式中 W 为水泵功率，kWq 为水泵流量，m3/hh 为水泵扬程，mλ为水泵安全系数，一般取值λ=1.2~1.25；η为水泵效率，η=0.7~0.85。

灌溉水泵选型设计计算公式在农业生产中，灌溉是非常重要的一环节，而水泵则是灌溉系统中的核心设备之一。

为了确保灌溉系统的正常运行，需要对水泵进行合理的选型设计。

本文将介绍灌溉水泵选型设计的计算公式，并对其中涉及的参数进行详细解析。

一、灌溉水泵选型设计计算公式。

1. 总扬程计算公式。

总扬程Ht= Hs + Hf + Hl。

其中，Hs为静水压头，Hf为摩擦损失，Hl为动水头。

2. 流量计算公式。

Q= A V。

其中，A为管道横截面积，V为流速。

3. 功率计算公式。

P= Q Ht ρ g / η。

其中，ρ为水的密度，g为重力加速度，η为水泵效率。

4. 选型公式。

根据实际情况确定所需的总扬程和流量，然后结合水泵的性能曲线，选取合适的水泵型号。

二、参数解析。

1. 总扬程。

总扬程是指水泵在工作时所需克服的所有水力损失和摩擦损失的高度总和。

在灌溉系统中，总扬程的计算是非常重要的，它直接影响着水泵的选型和工作效率。

2. 流量。

流量是指单位时间内通过管道横截面的水量，它与灌溉系统的覆盖面积和作物的需水量有直接关系。

在选型设计中，需要根据实际情况确定所需的流量，然后选择合适的水泵型号。

3. 功率。

水泵的功率是指单位时间内所需的能量，它与流量、总扬程和效率有直接关系。

在选型设计中，需要根据实际情况确定所需的功率，然后选择合适的水泵型号。

4. 选型。

在确定所需的总扬程、流量和功率之后，需要结合水泵的性能曲线，选取合适的水泵型号。

通常情况下，可以通过水泵厂家提供的性能曲线图来进行选择，确保选取的水泵能够满足实际工作需求。

三、结语。

灌溉水泵选型设计是灌溉系统中的关键环节，它直接影响着灌溉系统的运行效率和节能性能。

通过合理的计算公式和参数解析，可以有效地进行水泵选型设计，确保灌溉系统的稳定运行。

希望本文的介绍能够对灌溉水泵选型设计有所帮助，为农业生产提供更好的支持。

泵站配泵及供水能力测算一、原水库下游泵站年输水能力4000万立方米1.已知年供水能力4000万立方米，供水管径为DN1000mm，管线长度L=8200m，两地高差，泵站168m，加压站地面高程230m，H=62m。

2．水泵总装机6台套，采用4用2备计算。

①每台水泵每小时出水量计算：4000万÷4=1000万/年/台÷365天=27397.26m3/天÷24小时=1141.6立方米/小时/台②4台泵每小时出水量1141.6×4=4566.4 m3/小时③水力坡降i=0.0028 平均流速1.615④延程损失22.886m，局部损失6.866m⑤总水头损失29.75m。

3.总扬程确定即62+29.75=91.75m4.电机功率确定依据轴功率=流量×扬程÷367.2/效率计算如下N=1141.6×92÷367.2/75%=286.022/0.75=381.36安全系数取10%，即381.36×1.1=419.5即电机功率选配10KV 4极450KW5.水泵总装机6台，采用5用一备，年输水能力4000万立方米，计算如下：①40000000÷5=8000000÷365=21917.81立方/天÷24=913.24 m3/小时②扬程62+29.75=92m③电机功率确定N=913.24×92×1×9.81÷3600÷0.75=305.27KW/时安全系数10%，即305.27×1.1=335.8 KW/时故选用10KV四极电机功率为355KW/小时6.二级泵站年供水量4000万立方米，水量分配①新兴铸管700万②太行钢铁1000万③新峰新能源1500万④金鼎重工800万7.二次加压泵站总装机5台泵，供水形式四运一备（备用互补）管道出口压力10kg/cm2，从泵站出管分两路供水，一台备用泵互补，其已知条件如下（支-1）①冀南钢铁供水管径DN800球墨铸铁管，管线长度8748m+4400=13148m②泵站高程232m，管线最高处高程293m（303m）高差61+出水压力10=71m③年供水能力2300万方÷2台=1150万方÷365=31507方/天÷24=1313 m3/小时（单泵出水）×2=2650④水力计算水力坡降0.0031 平均流速1.4644沿程水头损失52.43m⑤总扬程71+52.43=123.43m⑥电机功率确定N=流量×扬程÷367.2/效率N=1325×125m÷367.2÷75%=451.05÷0.75=601.4m3×1.1系数=661.54KW/s故选用710KW电机3台（包括1台备用）（支-2）太行钢铁支线①太行钢铁供水采用DN800球墨铸铁管②管线长度L=4300m两地高差二级泵站232m，太行出口290m 58m③年输水能力1700万方÷365/天=46575.3m3/日÷24=1940.6 m3/小时④水力计算水力坡降i=0.0017 平均流速V=1.079m/秒水力损失沿程+局部=7.203+2.161=9.364⑤总扬程计算高程58m+水损9.364+出水压15=82.36约=85m⑥电机功率确定按一台泵考虑依据N=流量×扬程÷367.2÷效率得N=1941×85÷367.2÷0.75=599.07×1.1=658.98kw/小时按2台泵计算N=970.5×85÷367.2÷0.75=299.53 系数10%即299.53×1.1=329.5 kw/时选配2台，355kw高压电机。

+535水泵选型一、+535水泵选型基本参数正常用水量：Qz=200m 3/h 正常用水期Rz=320天 最大用水量：Qmax=400m 3/h 最大用水期Rman=45天 排水高度： 从+535水平至+610水平总计75米 二、水泵选型 1、水泵选型依据：《煤矿安全规程》第二百七十八条规定，主要排水设备应符合下列要求： 水泵：必须有工作、备用和检修水泵。

工作水泵的能力，应能在20h 内排水矿井24h 的正常用水量，(包括充填水及其他用水)。

备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，工作和备用水泵的总能力，应能在20h 内排出矿井24h 的最大用水量。

检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。

配电设备：应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能同时开动工作和备用水泵。

2、水泵的选型计算①、正常用水期，水泵必须的排水能力Q B ≥Qz=1.2×200=240 m3/h②、最大用水期，水泵必须的排水能力Qmax ≥Qmax=1.2×400=480 m 3/h ③、水泵必须的扬程H B =(75+5) ×(1.25~1.35)=100~108m ④、初选水泵 根据用水量Q B 和排水高度H B ,查泵产品目录选取MD280-43×3型号泵,其额定流量Qe=280 m 3/h,额定扬程He=129m.额定效率为0.77工作泵台数:n 1≥QeQ B =280200=0.85, 取n 1=1台备用泵台数：n 2=0.7 n 1=0.7 取n 2=1台 检修泵台数：n 3=0.25n 1=0.25 取n 3=1台 共计3台泵三、确定管路系统、计算管径1、管路趟数确定：《煤矿安全规程》第二百七十八条规定：水管：必须有工作和备用的水管。

工作水管的能力应能配合工作水泵在20h 内排出矿井24h的正常用水量。

工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在 20h内排出矿井24h的最大用水量。

泵站设计计算书一、流量确定考虑到输水管漏渗和净化站本身用水，取自用水系数α=1.5，则近期设计流量：Q=1.05×100000÷3600÷24=1.215 m³/s远期设计流量：Q=1.05×1.5×100000÷3600÷24=1.823 m³/s二、设计扬程（1）水泵扬程：H=HST+Σh式中HST 为水泵静扬程.Σh 包括压水管水头损失、吸水管路水头损失和泵站内部水头损失采用灵菱型式取水头部。

在最不利情况下的水头损失，即一条虹吸自流管检修时要求另一条自流管通过75%最大设计流量，取水头部到吸水间的全部水头损失为1米，则吸水间最高水面标高为4.36-1=39.36 米，最低水位标高为32.26-1=31.26 米。

正常情况时，Q=1.215/2=0.608 m³/s,一般不会淤泥，所以设计最小静扬程：HST=42.50-39.36=3.14 m设计最大静扬程：HST=42.50-31.26=11.24 m（2）输水管中的水头损失Σh设采用两条φ900 铸铁管，由徽城给水工程总平面图可知，泵站到净水输水管干线全长1000m，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%设计流量，即：Q=0.75×1.823=1.367 m³/s，查水力计算表得管内流速v=2.16 m/s, 1000i=5.7m ,所以Σh=1.1×5.7×1000/1000=6.27m （式中1.1 系包括局部水头损失而加大的系数）。

（3）泵站内管路中的水头损失hp其值粗估为2 m（4）安全工作水头hp其值粗估为2 m综上可知，则水泵的扬程为:设计高水位时：Hmax=11.24+1+6.27+2+2=21.51 m设计低水位时：Hmin=3.14+1+6.27+2+2=13.41 m三、机组选型及方案比较：水泵选型有以下二种方案:方案一方案二水泵型号20sh-19 20sh-19A流量范围450─650L/s 36─560L/s扬程范围15─27m 14─23m轴功率148─137KW 108KW允许吸上真空高度4m 4m泵重量1950Kg 2000Kg电动机重量1530Kg 1380Kg功率190KW 135KW配带电动机型号JR-126─6 JS-126─6方案一: 一台20sh-19 型水泵(Q=450~650 l/s,H=15~27m, N=148~137KW),近期4 台，3 台工作，一台备用，远期增加一台，4 台工作，一台备用。

村镇供水系统水泵选择及管网水力计算供水系统的组成5泵站设计5.0.1泵站位置应根据供水系统布局，以及地形、地质、防洪、电力、交通、施工和管理等条件综合确定。

5.0.2取水泵站和供水泵站的设计扬程和设计流量，应根据以下要求确定：1 向水厂内的净水构筑物（或净水器）抽送原水的取水泵站：1）设计扬程应满足净水构筑物的最高设计水位（或净水器的水压）要求。

2）设计流量应为最高日工作时平均取水量，可按公式（5.0.2-1）计算：Q1=W1/T1（5.0.2-1）式中Q1—泵站设计流量，m3/h；W1—最高日取水量，应为最高日用水量加水厂自用水量，m3；T1—日工作时间，与净水构筑物（或净水器）的设计净水时间相同，h。

2向调节构筑物抽送清水的泵站：1）设计扬程应满足调节构筑物的最高设计水位要求。

2）设计流量应为最高日工作时用水量，可按公式（5.0.2-2）计算：Q2=W2/T2（5.0.2-2）式中Q2—泵站设计流量，m3/h；W2—最高日用水量，m3；T2—日工作时间，应根据净水构筑物（或净水器）的设计净水时间、清水池的设计调节能力、高位水池（或水塔）的设计调节能力确定，h。

3直接向无调节构筑物的配水管网供水的泵站：1）设计扬程应满足配水管网中最不利用户接管点和消火栓设置处的最小服务水头要求。

2）设计流量应为最高日最高时用水量，可按公式（5.0.2-3）计算：Q3= K h W2/24 （5.0.2-3）式中Q3—泵站设计流量，m3/h；W2—最高日用水量，m3；K h—时变化系数。

5.0.3水泵机组的选择应根据泵站的功能、流量变化，进水含砂量、水位变化，以及出水管路的流量～扬程特性曲线等确定，并符合下列要求：1 水泵性能和水泵组合，应满足泵站在所有正常运行工况下对流量和扬程的要求，平均扬程时水泵机组在高效区运行，最高和最低扬程时水泵机组能安全、稳定运行。

2多种泵型可供选择时，应进行技术经济比较，尽可能选择效率高、高效区范围宽、机组尺寸小、日常管理和维护方便的水泵。