泵与泵站第二章小结

第2章叶片式水泵2.1 离心泵的基本构造和工作原理2.1.1 两个例子在介绍离心泵的工作原理之前，我们首先来看下面两个生活中经常见到的现象：（1）在雨天，旋转雨伞，水滴沿伞边切线方向飞走，旋转的雨伞给水滴以能量，旋转的离心力把雨滴甩走，如图2-1所示。

（2）旋转小桶，在垂直平面上旋转一个小桶，当小桶旋转速度较慢时，小桶旋转到上面时，桶里面的水就会流出来；当小桶旋转速度加快到一定程度时，小桶里面的水就不会流出来，反而会压向桶底，若在小桶底部打一个小洞，桶里面的水就会从小洞喷溅出去。

这同样是旋转的离心力给水以能量，旋转的离心力把水甩走。

如图2-2所示。

从以上两个例子中可以看出旋转的离心力能给水增加能量。

2.1.2 离心泵的工作原理离心泵就是根据上述离心力甩水的原理设计出来的。

与以上两个例子不同的是离心泵的各个部件都是经过专门水力计算和水力试验而设计完成的。

离心泵工作原理就是利用水泵叶轮高速旋转的离心力甩水，使得水的能量增加，能量增加的水通过泵壳和水泵出口流出水泵，再经过压水管输往目的地。

离心泵的工作过程如下：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，水受到离心力的作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压力管道，由压力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，吸水池中的水在外界大气压的作用下，通过吸水管而源源不断地流入水泵叶轮，水又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压力管道。

这样，就形成了离心泵的连续输水。

12离心泵工作过程实际上就是一个能量传递和转化的过程，它把原动机（电机）的高速旋转的机械能转换成水的动能和势能。

在能量传递和转化过程中，就伴随着许多能量损失，这种能量损失越大，说明该离心泵的性能越差，工作效率越低。

2.1.3 离心泵的基本构造图2-3所示为单级单吸离心泵的基本构造。

主要包括有蜗壳形的泵壳1，其作用是收集叶轮甩出的水；泵轴2，从原动机获取能量并带动叶轮旋转；装于泵轴2上的叶轮3，高速旋转甩水增加水的能量；吸水管4，与泵壳上的进口相连接；压水管5，与泵壳上的出口相连接；底阀6，安装于吸水管进口，在给泵壳与吸水管路灌水时，防止水倒流回吸水池；控制阀门7，安装于压水管上，起控制和调节作用；灌水漏斗8，水泵在启动时，从这里灌水；泵座9，支撑并固定泵壳。

泵与泵站总结泵是输送和提升液体的机器。

按其作用原理可分为以下三类：叶片式泵（包括离心泵、轴流泵、混流泵等），容积式泵，其他类型泵。

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，此两者之间存在3个交接部分分别是：泵轴与泵壳之间的轴封装置；叶轮与泵壳内壁接缝处的减漏环；以及泵轴与泵座之间的轴承座。

轴向力产生原因：单吸式离心泵，由于其叶轮缺少对称性，离心泵工作时，叶轮两侧促进作用的压力不成正比，因此，在泵叶轮上促进作用存有一个推至排出口的轴向力。

均衡措施：对于单级单吸式离心泵而言，通常实行在叶轮的后盖板上安装减漏环，并钻开均衡孔。

叶片式泵的六个性能参数：流量q、扬程h、轴功率n、效率η、转速n、允许吸上真空高度hs及气蚀余量hsv。

泵的铭牌上所列举的这些数值，就是该泵设计工况下的参数值，它只是充分反映在特性曲线上效率最低那个点的各参数值。

用真空表和压力表读数相加表示泵的工作扬程。

也可用管道中水头损失及扬升液体高度来表示泵的设计扬程。

离心泵的特性曲线通常选取输出功率n做为常量，涵盖存有扬程h、轴功率n、效率η以及容许喷上真空高度hs等随其流量变化的曲线。

离心泵扬程随其流量的减小而上升。

轴功率n随流量q减小而减小，当q=0时，适当的轴功率并不等于0，此功率主要消耗在机械损失上。

离心泵使用“闭闸启动”方式。

泵的实际变硬真空值必须大于q-hs曲线上的适当值，否则可以产生气蚀现象。

轴流泵的特性曲线：⑴扬程随流量的减小剧烈增大，q—h曲线陡降，并有转折点。

⑵q—n曲线为陡降曲线，一般称为“开闸启动”。

（3）q—η曲线呈驼峰形。

也即高效率工作的范围很小。

（4）在水泵样本中，轴流泵的吸水性能，一般是用气蚀余量δhsv来表示的。

一般轴流泵的气蚀余量都要求较大。

离心泵装置定速运转时工况点调节：自动调节和闸阀节流。

轴流泵不适于闸阀节流，一般采取改变叶片装置角来改变其性能曲线，即称为变角调节。

（启动前先关小，启动后再逐渐增大。

《泵与泵站》第二章 课后习题答案【1】．（1） 已知，出水水箱内绝对压强P 1=3.0atm ，进水水箱绝对压强P 2=0.8atm以泵轴为0-0线，大气压P a =1atm出水水箱测压管水头：()()m P P H a 2010131011=⨯-=⨯-=进水水箱测压管水头：()()m P P H a 21018.01022-=⨯-=⨯-=（“-”表示在泵轴以下）m H H H ST 22)2(2021=--=-=（2）泵的吸水地形高度：m H H ss 22-==（3）泵的压水地形高度：m H H sd 201==【2】．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 A 2=（2）c 水泵位置水头：m Z c 5-=（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 c 2.1=【3】．解答：（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 v s /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 s 17.11300057.0111=+⨯=+⋅=∑则：真空表读数O H 25.48.9227.1171.1322m H v =⨯++=∵760mmHg O H 1012==m atm则：mmHg 2337625.4O H 25.42=⨯=m % 真空度=%5.57100%OH 10OH 25.4O H 10100%222=⨯-=⨯-m m m P P P a v a （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 H ST 99.5649.45.52=+=∑+=（3）轴功率：kw 66.1277.0100099.5616.08.910001000=⨯⨯⨯⨯==ηρgQH N【4】．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++=++=002020001-1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 H ss s v 2221+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+∑= 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 ()ST d 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=-gv v ； 压力表和真空表沿泵轴安装，即0=∆z 则最后：gv h H H ST223+∑+=【5】．解答：泵的基本方程式：)(1)(12222222222ββctg C u u gctg C u g u u C g H r r u T -=-=⋅=叶轮出口牵连速度：）（s /m 25.216028.014.314506022=⨯⨯==D n u π 叶轮出口面积：）（2222m 035.004.028.014.3=⨯⨯=⋅=b D F π径向流速：）（s /m 57.38035.02T 2T T r Q QF Q C ===代入基本方程式，得理论特性曲线：T T T Q ctg Q H 86.14408.40)3057.3825.2125.21(8.912-=︒⋅⨯-=【6】．解答：（1）Q-H 关系曲线不变；相同工况下，需要的功率增加为原来的1.3倍。

雨水泵站课程设计小结一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解雨水泵站的基本概念，掌握泵站的工作原理及其在城市建设中的应用。

2. 学生能够描述雨水泵站的组成部分，了解不同部件的功能和相互关系。

3. 学生能够掌握与雨水泵站相关的雨水收集、输送、处理及排放等基本知识。

技能目标：1. 学生能够通过观察、分析、动手实践等方式，培养解决实际问题的能力，例如设计简单的雨水泵站模型。

2. 学生能够运用所学的知识，对雨水泵站工程案例进行分析，并提出改进和优化的建议。

3. 学生能够通过合作学习，提高沟通、协作和团队解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生关注环境保护、水资源利用和城市建设的意识，树立可持续发展观念。

2. 培养学生对工程技术的兴趣，激发创新精神和探索欲望。

3. 培养学生尊重他人意见，学会倾听和表达，养成合作共赢的价值观。

本课程针对学生年级特点，结合课本内容，注重实用性，将知识、技能和情感态度价值观目标相结合。

通过本课程的学习，使学生能够掌握雨水泵站的基本知识，提高解决实际问题的能力，同时培养环保意识和团队合作精神。

为实现课程目标，后续教学设计和评估将围绕具体学习成果展开。

二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合教材章节，科学系统地组织以下内容：1. 雨水泵站概述：介绍雨水泵站的概念、分类及在城市建设中的作用，对应教材第2章。

2. 雨水泵站工作原理：详细讲解雨水泵站的工作流程、主要设备及其作用，对应教材第3章。

3. 雨水泵站设计与施工：分析泵站设计原则、施工流程和关键环节，对应教材第4章。

4. 雨水泵站运行与管理：介绍泵站的运行维护、故障处理及节能措施，对应教材第5章。

5. 雨水泵站案例分析：选取典型雨水泵站工程案例，分析其设计、施工和运行管理方面的经验教训，对应教材第6章。

教学大纲安排如下：1. 第1周：泵站概述及分类，学习教材第2章。

2. 第2周：泵站工作原理及设备，学习教材第3章。