目录
1 基本资料 (3)
1.1 泵站的地形资料 (3)
1.2 基本设计资料 (3)
1.2.1 流量 (3)
1.2.2 水位 (3)
2 工程规划 (4)
2.1 站址选择原则 (4)
2.2 泵站设计流量与扬程 (4)
2.2.1 泵站设计流量 (4)
2.2.2 泵站设计扬程计算 (4)
2.3 水泵选型 (6)
2.3.1水泵选型原则 (6)
2.3.2 水泵类型的选择 (6)
2.3.3 水泵型号的选择 (6)
2.3.4 水泵安装方式确定 (7)
2.3.5配套功率的计算与电动机的选择 (7)
2.3.6 进出水管道的确定 (8)
3 水泵安装高程及泵房轮廓尺寸 (8)
3.1 水泵安装高程 (8)
3.2 泵房类型选择 (9)
3.3 泵房布置及尺寸确定 (9)
3.3.1 泵房内部布置 (9)
3.3.2 泵房尺寸确定 (10)
4 泵站总体布置 (13)
4.1 引渠设计 (13)
4.1.1 引渠的作用 (13)
4.1.2 渠道断面有关参数 (13)
4.1.3 引渠断面 (14)
4.2 前池的设计 (15)
4.2.1 前池的作用 (15)
4.2.2 前池的形式 (15)
4.2.3 前池的尺寸 (15)
4.3 进水池设计 (16)
4.3.1 进水池的作用与设计要求 (16)
4.3.2 进水池的边壁形式 (16)
4.3.3 进水池的主要尺寸 (16)
4.4 出水池设计 (18)
4.4.1 出水池的作用 (18)
4.4.2出水池结构类型的选择 (18)
4.4.3 侧向出水池尺寸的确定 (18)
4.5 进出水管道设计 (20)
4.5.1 进水管道设计 (20)
4.5.2 出水管道设计 (20)
5 水泵工况校核 (21)
5.1 管路损失计算 (21)
5.2 水泵工况点确定 (21)
5.2.1 设计扬程时流量校核 (22)
5.2.2 配套功率校核 (22)
1 基本资料
1.1 泵站的地形资料
图1-1 泵站地形图1.2 基本设计资料
1.2.1 流量
设计流量Q=4.5m3/s。
1.2.2 水位
引河设计水位19.0m；
引河最低水位17.5m；
引河最高水位20.5m；
出水渠道水位26.4m。
2 工程规划
2.1 站址选择原则
（1）泵站站址应根据流域或城建建设总体规划，泵站工程规模、运行特点和综合利用要求，考虑地形、地质、水源或容泄区、电源、枢纽布置、对外交通、占地、拆迁、施工、管理等因素，并考虑扩建的可能性，经技术经济比较确定；
（2）站址最好选在地形开阔、岸坡适宜，有利于工程布置的地点；宜选择在岩土坚实、抗渗性能良好的天然地基上，不应设在大的或活动性的断裂构造带及其他不良地质地段，如果当地不具备较好的地质条件，同时考虑到本次设计的泵站规模较小，可以在建站处进行地基处理；
（3）站址应尽量选在交通方便和靠近电源的地方以方便机械设备、建筑材料的运输和减少输电线路的长度；
（4）选址时还要特别注意进水水流的平稳和流速分布的均匀以及避免发生流向改变或形成回流、漩涡等现象。
根据这些原则可确定皂河灌溉泵站的站址，其具体位置见图：皂河灌溉泵站平面布置图。
2.2 泵站设计流量与扬程
2.2.1 泵站设计流量
本次设计根据设计书要求，取Q设=4.5m3/s。
2.2.2 泵站设计扬程计算
2.2.2.1 泵站净扬程（从引河至出水渠道）
Hst max=▽出水渠道水位-▽引河最低水位=26.4-17.5=8.9m；
Hst d=▽出水渠道水位-▽引河设计水位=26.4-19.0=7.4m；
Hst min=▽出水渠道水位-▽引河最高水位=26.4-20.5=5.9m。
2.2.2.2 损失扬程
（1）内河进水池部分
①自然坡降
根据当地地形资料，自然坡降为0.03m-0.05m，取为0.04m；
②拦污栅造成的水头损失
查《机电灌排手册》得：
拦污栅局部阻力系数计算公式：
ξ=β×﹙s
b ﹚
4
3sinα
式中：
s—栅条厚度（或直径）以经验取0.01m；b—栅条间距，以经验取0.075m；
α—倾角，取为90°；
β—栅条形状系数，查表取2.42。
可以算得ξ=2.42×﹙0.01
0.075﹚
4
3×sin90°=0.165m，根据实际情况至少0.3m，
所以最后取ξ=0.3m。
③检修门槽水头损失
根据经验，检修门槽水头损失为0.10m-0.15m，取为0.15m。
（2）出水池部分
①根据经验，侧向出水池水头损失最低50cm，取为60cm。
②拍门局部水头损失取为10cm。
（3）进、出水管道部分
从偏安全考虑，进出水管道总长取为30m。查《机电排灌设计手册》得进、出水管糙率n=0.013。
初拟水泵机组为4台，则每台设计流量Q设’=4.5÷4=1.125m3/s,则由设计流速为2m/s，可以得出管径为0.85m。
从而可以计算得S=10.28×∑ln2
d5.33
=10.28×(30×0.0132÷0.855.33)=0.124 则hl’=SQ2=0.124×1.1252=0.157m
考虑管道弯段等局部水头损失将上述结果乘以一放大系数，则hl=hl’×1.05=0.165m。
综上泵站损失扬程为h损=0.04+0.3+0.15+0.6+0.1+0.165=1.36m。
2.2.2.3 泵站设计扬程（从引河至出水渠道）
H max=▽出水渠道水位-▽引河最低水位+h损=26.4-17.5+1.26=10.16m；
H d=▽出水渠道水位-▽引河设计水位+h损=26.4-19.0+1.26=8.66m；
H min=▽出水渠道水位-▽引河最高水位+h损=26.4-20.5+1.26=7.16m。
2.3 水泵选型
2.3.1水泵选型原则
（1）要满足设计流量、设计扬程及不同运行时期排水的要求，同时保证整个运行期内，机组安全稳定高效运行；
（2）在平均扬程时，水泵应在高效区运行；在最高和最低扬程时，水泵应能安全稳定运行；
（3）水泵在运行中安全，汽蚀性能良好；
（4）节省机电设备及土建投资费用；
（5）为了便于运行和管理，水泵台数为3～9台为宜。
2.3.2 水泵类型的选择
查GB50265-2010泵站设计规范，泵站规模为小（1）型，中小型轴流泵的流量以及扬程范围均不满足上述计算结果，离心泵扬程大，流量小，不适合，故选用混流泵。（注：扬程为1m-5m时采用轴流泵，扬程为5m-15m时采用混流泵，扬程为15m-20m时采用离心泵。）
2.3.3 水泵型号的选择
根据水泵设计流量Q设=4.5m3/s和H设=8.66m，查水泵样本，可以选出以下两种泵型号与相应台数。如下表2-1所示：
表2-1 水泵型号选择方案表
方案1：H设=8.66m，所选泵型号符合扬程要求，台数选为5台时，水泵流
=2.56%，偏离设计值较小，故可选；
量Q测=0.923×5=4.615m3/s，则Q测?Q设
Q设
方案2：H设=8.66m，所选泵型号符合扬程要求，，台数选为4台时，水泵
流量Q 测=1.238×4=4.952m 3/s ，则
Q 测?Q 设Q 设
=10.04%，偏离设计值较大，故不选。
650HW-10S 型轴流泵外形安装图如下图2-1所示
图2-1 650HW-10S 型轴流泵外形安装图
2.3.4 水泵安装方式确定
由以上泵型号确定为卧式机组安装方式，其安装高程一般位于进口水面以上，开挖量小，安装要求比立式低，维修方便，工作条件好。
考虑到卧式泵的上述优点比较适合本站的需要，最终选定型号为650HW-10S 的5台卧式全调节混流泵。
2.3.5配套功率的计算与电动机的选择
2.3.5.1 配套功率的计算
泵站采用电动机为动力机，根据资料可知，其配套功率按下式计算：
dr
P mt H
gQ K N ηηρ1000=；
式中：
Q —水泵工作范围内对应于最大轴功率的流量（m 3/s ），取为4.5÷5=0.9m 3/s ； H —水泵工作范围内对应于最大轴功率的扬程（m ），取为10.16m ； K —动力机备用系数，本设计取1.1（注：参见书P91表7-2）； ηp —水泵工作范围内对应于最大轴功率的水泵效率，取为89%；
ηdr—传动效率，取1.0。
N=110.76 kW，配用功率取115kW。
故mt
2.3.5.2 电动机的选择
电动机的安装形式一般与水泵的安装形式一样，故配用卧式电动机；并且由于鼠笼型异步电动机结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉，且易于实现自动控制，从而选用低压鼠笼型异步电动机；由于功率在200kW以下，故选用0.4kV 的三相交流电。
2.3.6 进出水管道的确定
查泵站设计规范9.2.1，进水管道设计流速宜取1.5-2.0m/s，出水流道设计流速宜取2.0-3.0m/s。
每台水泵的设计流量Q=0.9 23m3/s，拟定进水管道流量为2.0 m3/s，出水管道流速为2.5m3/s.
则有进水管道直径d1=√，取d1=800mm，则实际进水管内流速为V1=1.84 m/s 。查泵站设计规范，进水管喇叭口直径D=1.25d1=1000mm ，取D=1000mm 。
出水管道直径d2=√686mm，取d2=700m，则实际出水管内流速为V2=2.4 m/s 。
3 水泵安装高程及泵房轮廓尺寸
3.1 水泵安装高程
由以上可知所选泵型的临界汽蚀余量为[NPSHc]=5.5m。（注：查混流泵手册）水泵的安装高度Hx，指水泵的基准面到进水池液面的垂直距离。水泵安装高程，则是指水泵基准面的海拔高程。一般用进水池最低运行水位计算偏于安全。则根据水泵允许汽蚀余量[NPSHr]，由于当地海拔很小，不考虑海拔对安装高度计算的影响。可以计算得：
常温时：Hx=10.33-0.24-hx-[NPSHr]，查样本，水泵接头d=650mm;，粗略估算hx=0.5m（可由局部水头损失计算公式计算得出，并考虑安全偏大取值），则有Hx=10.33-0.24-0.5-5.5=4.09m。则水泵安装高程H=Hx+最低运行水位
=4.09+17.5=21.59m。取为21.6m。
由上图2-1 650HW-10S型轴流泵外形安装图，可以查得水泵中心线距安装地板的高度G=1m，则水泵的安装地板高程为21.6-1=20.6m。
3.2 泵房类型选择
泵房是整个泵站工程的核心建筑物，用以安装主机组，辅助设备，机电设备及部分管路，为机组的安装，维修，运行提供良好的工作环境
泵房结构形式主要与进出水水位变幅，主机组的类型和结构，地质条件等因素有关。本设计采用分基型泵房。结构简单，施工方便。由于机组基础与房屋基础分开，因此，机组运行时的振动不至于影响到整个泵房。泵房位于地面以上，无水下部分，通风、采光和防潮条件都较好，机组运行、检修方便。
3.3 泵房布置及尺寸确定
3.3.1 泵房内部布置
3.3.1.1 主机组布置
本设计共用5台水泵，采用一列式的布置形式。并且使机组轴线相互平行，该布置使得泵房跨度较大，但长度缩减。
3.3.1.2 配电设备布置
由于上述主机组的布置使得泵房跨度较大，所以配电设备采用一端式布置。在泵房进线端建单独的配电间，其优点是机房跨度小，进出水侧都可以开窗，有利于通风及采光。配电柜靠墙安装，考虑到配电柜厚度及操作空间要求，配电间宽度取2.5m。
3.3.1.3 检修间布置
检修间一般设在泵房靠近大门的一端，其平面尺寸要求能够放下泵房内部的最大设备或最大部件，并便于拆卸，同时还要留有空地存放工具等杂物。其宽度取1.2-1.5倍的机组中心距，检修大门尺寸的确定应保证最大设备能顺利运进或运出。
3.3.1.4 交通道布置
泵房内的交通道是沿泵房长度方向布置的主要通道，对于该水泵单列布置的
泵房，交通道多布置在出水侧，并高出泵房底板一定高度，一般交通道宽度应不小于1.5m，此处取为2m。
3.3.1.5 充水系统布置
卧式机组的水泵中心多数高于进水池水面，需要抽真空充水启动。其布置以不影响主机组检修、不增加机房面积、便于工作人员操作为原则。充水设备一般布置在主机组之间靠进水侧的空地上，抽气干管可与充水设备同侧，在高程上可沿机组基础的地面铺设，此处采用这种布置方式。
3.3.1.6 排水系统布置
排水系统用以排除水泵水封漏滴水及管阀滴水等。底板或泵房地面应向下游有一定倾斜，机房内设排水干、支沟。本设计泵房为分基型泵房，支沟一般沿机组基础布置，但应与电缆沟分开以免电缆受潮，废水沿支沟汇集到干沟中，然后可向墙外自流排出。
3.3.1.7 通风布置
由于电动机、电气设备的运行以及阳光辐射会散发大量热量，尤其是夏季排灌季节，可能造成很高的室内温度，这不仅影响工作人员的身体健康，也会加剧电机绝缘老化，降低电动机效率。分机型泵房的通风主要是通过合理布置门窗实现风压或热压自然通风。在进出口两侧布置窗户，窗户总面积与泵房内地面面积之比控制在不小于0.20～0.50之间。
3.3.2 泵房尺寸确定
3.3.2.1 机房跨度
机房跨度根据泵体的大小、进出水管道及其阀件的长度、安装检修及操作管理所必须的空间确定，并考虑进出水厕所布置的走道宽度要求，其跨度也应与定型的屋架跨度或吊车跨度相适应。
泵房内外的进出水管道为了避免漏气漏水以及便于拆装，通常都采用金属管法兰连接。由于进、出水管的直径一般比水泵进口及出口的直径大，所以在水泵进口处需要安装一个偏心渐缩接管，如图3-1机房跨度计算图中的b缩，出口处需安装一个同心渐扩接管b扩。出水管道阀件的位置可根据具体情况确定。逆止
阀的位置，对于分基型泵房通常置于室内，但为了便于检修，前装逆止阀，后装闸阀。为了方便闸阀的拆卸，闸阀后往往接一短管b接。此外，为了避免阀件重量传给水泵或其他设备，阀件下均设支墩支撑。
图3-1 机房跨度计算图
b泵=C+D=1.138+0.48=1.618m。
由于进水管的直径比水泵进口的直径大，所以在水泵进口处需要安装一个偏心渐缩接管，水泵出口与出水管路之间，用同心的变径接管。变径接管的长度为两端管径之差的5-7倍。因为进管直径d1=800mm，出管直径d2=700mm，水泵接头直径为d=650mm。取偏心变径接管的b缩=（800-650）×6=900mm；b扩=（700-650）×7=350mm。
对于分基型泵房，逆止阀置于室内，为了便于检修，前装逆止阀，后装闸阀。通过查《机电排灌设计手册》，由于出管直径为d2=700mm，则本设计中b闸通过查《机电排灌设计规范》 P331表5-51可以取b闸=0.7m ，查表5-54可以取b 逆=1.1m，同时取b接=0.4m。同样查《机电排灌设计手册》取得b净=1.0m、b 净2 =2m、b墙 =0.2m。
综上，机房跨度b=b泵+b缩+b扩+b逆+b闸+b短+b净+b净2+2×b墙=1.618+0.9+0.35+1.1+0.7+0.4+1.0+2.0+0.2×2=8.468m，取为8.5m。
3.3.2.2 机房长度
机房长度主要根据机组及机组基础的长度，以及机组间的间距决定。机组间
的间距根据机组的大小，机组的电压等级及操作维护等要求而定，可按下表3-1选取。
表3-1 泵房内部设备间距表
设计流量为0.5m3/s<0.9m3/s<1.5m3/s，取平行设备之间的距离为1.5m，则机组中心距可取L=1.5m+J+M=1.5+0.55m+0.735m=2.785m，取L=3m。
机房右侧设置检修间，左侧设置配电间，配电间或检修间的柱距可取机组间的柱距相同为3m。
因有5台水泵，则机房长度为L机房=3×L+L1+l2=3x5+3+3=21m。
3.3.2.3 机房高度
拟定该泵站设有吊车，机房高度应满足吊车能从汽车的车厢中吊起的最大设备，并能在已安装好的设备上空自由通行。机房高度可按下式计算：H=h1+h2+h3+h4+h5+h6
式中：
h1—车厢板离地面高度，取h1=1.5m；
h2—垫块高，取h2=0.2m；
h3—最高设备高度取泵的高度，取h3=1.67m；
h4—起重绳索的捆扎垂直长度，取h4=0.85b0=0.85x1.618=1.375m（b0为水泵长度）
h5、h6—吊钩极限高度与单轨吊车梁高度，两者之和取为h5+h6=1.2m。
则由上述数据可得机房高度H=1.5+0.2+1.67+1.375+1.2=5.945m，取h=6m。
由以上计算可知水泵安装底板高程为20.6m，则吊顶梁安装高程为H=20.6+6=26.6m。
考虑安全净空0.3m，机房顶部厚度0.5m，则机房顶部高程26.6+0.3+0.5=27.4m。
本设计采用LDA型电动单梁桥式起重机，由于水泵总重为1.8t，选取起重量为3t的起重机。同时根据机房跨度为8.5m，根据资料，取起重机边墩中心距离边壁0.25m，则起重机跨度为S=8.5m-0.25×2=8m。从而所选起重机型号及其各参数见表3-2。
表3-2 起重机型号参数表
4 泵站总体布置
4.1 引渠设计
4.1.1 引渠的作用
使泵房尽可能接近供水区，以较小输水管路的长度，进而节省工程投资和能量损耗；为保证水流平顺地进入前池创造必要的条件；避免泵房与水源直接接触，从而简化泵房结构和方便施工。
4.1.2 渠道断面有关参数
4.1.2.1 引渠比降i
渠底比降大，流速增大，可能引起渠首冲刷，也会增大水头损失；比降过小，又可能加大渠道断面面积，引起渠首淤积。这里取i=1/5000。
4.1.2.2 渠床糙率n
n与渠道土壤、地质条件、施工质量及养护条件有关，还受通过的流量和含沙量的影响，一般的，当养护条件正常时，可取n=0.025。
4.1.2.3 边坡系数m
由流量Q设=4.5m3/s，根据地质条件，取m=1.5。
4.1.3 引渠断面
设计渠道时应满足纵向稳定和平面稳定的要求。纵向稳定是指渠道在设计条件下不发生淤积，也不发生冲刷，或者在一定时期中冲淤保持平衡。平面稳定是指在设计条件下渠道不发生左右摆动，渠床和两岸不会局部冲刷或淤积。
由于梯形断面既可满足上述要求，又比较常用，这里采用梯形断面形式。
断面尺寸计算时，可按明渠均匀流计算。
其计算公式如下：
A=(b+mh)h；
χ=b+2
；
R=A
χ
R16；
C=1
n
Q=CA√；
；
V=Q
A
式中：A—过水断面面积；Q—流量；V—流速；b—渠道底宽；h—渠道水深；χ—湿周；C—谢才系数；R—水力半径。
初设底宽b=4m，则根据m=1.5、i=1/5000、n=0.025，可列表计算如下表4-1所示。
表4-1 引渠断面计算表
当h=1.38m时，对应的流量为4.53m3/s，流速V=0.54m/s，符合要求。所以
最终确定水深为1.38m，底宽为4m，边坡为1.5，渠道底坡为1/5000。
4.2 前池的设计
4.2.1 前池的作用
在多机组的情况下，泵站进水池的宽度比引渠底宽大，因此需在引渠和进水池之间设置一连接段，这就是前池。其作用是为了保证水流在从引渠流向进水池的过程中能够平顺的扩散，为进水池提供良好的流态。
4.2.2 前池的形式
根据水流方向，前池分为正向进水前池和侧向进水前池两大类。正向进水前池是指前池的来水方向和进水池的进水方向一致，侧向进水前池是指来水方向和进水方向正交或斜交。
由于正向进水前池形状简单、施工方便，且水流流态易满足要求，所以本设计选择正向进水前池。
4.2.3 前池的尺寸
4.2.3.1 前池的扩散角α
正向进水前池在平面上呈梯形，其短边等于引渠末端底宽，长边等于进水池总宽。前池扩散角α是影响前池流态及其尺寸大小的主要因素，α过大，则前池池长短、工程量小，但水流扩散太快，极易导致回流或旋涡；α过小，则水流扩散平缓、可得到理想的流态，但这又导致前池池长过大，工程量增大。
根据实际工程经验，前池扩散角取值一般为α=20°-40°。由于Fr==0.54÷(9.8×1.38)^0.5=0.15较小，所以α取值靠近上限，取为30°。
4.2.3.2 前池池长
前池池长L可以由引渠末端底宽b、进水池总宽B及选定的前池扩散角算得：L=B?b
=(15-4) ÷(2tan15°)=20.53m。
2tanα
2
4.2.3.3前池纵向坡度
由地形图上可知，引渠的末端渠底高程为16m，且进水池池底高程低于引渠末端的渠底高程，因此，还需要将前池池底做成具有一定坡度的斜坡，使其在立
面上起连接作用。由公式i=ΔH
可以计算出前池纵向坡度。其中各参数计算如下：
L
（1）ΔH—引渠末端底部和进水池底部高差
由上述可知引渠末端水位取为引河最低水位17.5m。本设计中采用喇叭管垂直布置形式，则查《泵站设计规范》可得：喇叭口悬空高度C取值范围为（0.6-0.8）D，此处取为C=0.8D=0.8m；淹没深度hs取值范围大于（1.0-1.25）D，此处取为hs=1.2D=1.2m。其中D为进水管喇叭口直径，取D=1000mm。并且有上述计算可知拦污栅水头损失为ξ=0.3m、检修门槽水头损失为0.15m。
则进水池池底高程=17.5-（ξ+0.15+C+hs）=17.5-2.45=15.05m
ΔH=16-15.05=0.95 m。
（2）L—为前池长度，L=20.53m。
则i=ΔH
=0.95÷20.53=0.0346
L
4.3 进水池设计
4.3.1 进水池的作用与设计要求
进水池是供水泵吸水管直接吸水的构筑物，具有自由水面，通常用于中小型泵站。其主要作用是进一步调整从前池进入的水流，为水泵的进口提供良好的进水条件。其尺寸设计合理与否将影响水泵的吸水条件，即设计时要保证进水池中水流平顺，无回流亦无漩涡。进水池的水力设计要求合理选择进水池的结构形式，合理确定进水池各几何参数，以保证所需的进水流态。同时在满足流态要求的前提下，还应尽可能减少土建投资。
4.3.2 进水池的边壁形式
进水池有多种边壁形状，应用较多的是矩形、多边形、半圆形及蜗壳形等，本设计采用矩形边壁。
4.3.3 进水池的主要尺寸
4.3.3.1 进水池的宽度
进水池宽度对池中漩涡、回流及水头损失都有影响。进水池宽度过小，会使池中流速加快、水头损失增加，增大了水流向喇叭口水平方向收敛时的流线曲率，易诱发漩涡。进水池宽度过大，不仅增加了土建投资，而且降低了水池的导向作
用，易在池中形成偏流、回流而产生漩涡。池宽的确定，除需考虑水利条件外，还要考虑机组安装、维修的要求，一般要求B≥2D。在一池多泵的情况下，为减少水泵之间的相互影响，相邻两台水泵之间的距离可以适当加大，取3-4D。本设计中进水管喇叭口直径D=1.25d1=1000mm，并取相邻两台水泵之间的距离为
3D=3m，边端水泵中心线距离边墙的距离为1.5m。共有5台泵，则净水池总宽为B=3×4+1.5×2=15m。
4.3.3.2 进水池的长度
进水池长度指从进水池进口至吸水管中心的距离。进水池应有足够的长度，主要考虑以下两方面的要求：
（1）对前池进入是水流进行整流，保证水流大体均匀的向喇叭管汇集。
（2）保证水泵启动时进水池水位平稳，对于那些进口断面较小、进口水位落差较大的集水式进水池，为避免水位急剧下降导致水泵启动困难甚至无法启动，进水池的容积必须足够大。
由《机电灌排设计手册》第三章第四节知，进水池长度可由下式确定：
L=K*Q/(Bh）
式中：
B—进水池宽度（m），取为15m；
h—设计水位时进水池水深，由下文，进水池底高程15.05m，对应设计最低水深2.00m；
Q—水泵额定流量，取为4.5m3/s；
K—秒换水系数，Q>0.5m3/s，故K在15-20之间，取20；
代入数据算得：L=20*4.5/（15*2.0）=3m。
进水池长度应满足从管口中心至进水池进口拦污栅距离不小于4.5D的要求，喇叭管直径D为1.0m，因此至少要4.5m。
综合考虑加上管口中心到后壁的距离（后壁距），最终进水池长度为：4.5+1=5.5m。
4.3.3.3 进水池池底高程
由以上计算可知，进水池的池底高程为15.05m。
4.3.3.4 后壁距
《规范》推荐后壁距T为（0.8-1.0）D，本设计采取后壁距为T=D=1m。4.3.3.5 悬空高度
由上述计算过程可知悬空高度C=0.8D=0.8m。
4.3.3.6 淹没深度
由上述计算过程可知淹没深hs=1.2D=1.2m。
4.4 出水池设计
4.4.1 出水池的作用
出水池是衔接出水管路与灌溉干渠(或容泄区)的建筑物。出水池的主要作用有：汇集出水管道的来流；防冲稳流，扩散出水管水流，将水流平顺地引入干渠，以免造成渠道冲刷；便于设置防止停泵时水流倒流的设施；便于设置检修和断流设施。
4.4.2出水池结构类型的选择
出水池的类型一般按水流方向的不同分为正向出水池、侧向出水池和多向分流式出水池三种类型。本设计进水渠道与灌溉渠道不在一条直线上，水流需要改变方向，因此使用侧向出水池。
4.4.3 侧向出水池尺寸的确定
4.4.3.1 池宽
侧向出水池的宽度对出流流量有一定影响，池宽对流量的影响随池宽的增加而逐步减小。对于本设计中多管侧向出流，池宽应随汇入流量的增加而相应增大，如图4-1所示。
图4-1 多管侧向出流出水池尺寸
本设计有5根出水管道，每根出水管直径为Dc=700mm。不同断面的宽度可按下法计算：
1-1断面：B1=5Dc=3.5m；2-2断面：B2=B1+Dc=3.5+0.7=4.2m。3-3断面：B3=B2+Dc=4.2+0.7=4.9m；4-4断面：B4=B3+Dc=4.9+0.7=5.6m；5-5断面：B5=B4+Dc=5.6+0.7=6.3m。
4.4.3.2 池长
对于多管侧向出流的池长计算公式为：
L=L2+L1+L’=Dc+[nDc+(n-1)S]+5Dc=(n+6)Dc+(n-1)S=11Dc+4S
其中:
S—管道之间的净距，取为3-0.7=2.3m；
L2—出水管距边壁距离，取为Dc=0.7m。
则L=11×0.7+2.3×4=16.9m。
4.4.3.3 出水管最小淹没深度
出水管管口应留有一定的淹没深度，以避免出水管水流冲出水面、增加水力损失和水面旋滚。本设计中取h
淹min
=3V22/2g=3×2.42÷(2×9.8)=0.88m。（注：实际出水管内流速为V2=2.4 m/s 。）
4.4.3.4 管口下缘至池底距离
为便于出水管道及拍门的安装，同时也为了避免泥沙或杂物堵塞管口，出水管管口与出水池池底之间应留有一定的空间。本设计中取P=0.3m。
4.4.3.5 出水池池顶（墙顶高程）
由设计资料可知，出水渠道水位为26.4m，假设从出水池至出水渠道水头损失为0.6m，则出水池水位为27m。
出水池的高度应保证在最高水位时不发生漫溢，故出水池墙顶高程应按下式计算：
▽
池顶=▽max+h
超高
=27+0.5=27.5m。
式中：h
超高
由资料查得为0.5m；▽max为出水池最高水位。
4.4.3.6 出水池池底高程
▽池底=▽min-(h
+Dc+P)=27-(0.88+0.3+0.7)=25.12m。取出水池底板高程
淹min
取25.12m。
4.5 进出水管道设计
4.5.1 进水管道设计
由之前的计算可得进水管道直径d1=800mm，实际进水管内流速为V1=1.84 m/s。进水管喇叭口口直径D=1.25d1=1000mm。
从进水池边缘到泵房直墙外边有一段水平进水管，取长度为8m。已知水泵安装高程为21.6m，则进水管道中心轴线高程为21.60m。
同时由以上计算可知进水池最低水位为17.5-0.3-0.15=17.05m，进水管伸入水中的淹没深度为1.2m，则喇叭口下缘高程为：17.05-1.2=15.85m，从而由进水管水平中心线至喇叭口下缘的直管长度为21.6-15.85=5.75m。
则进水管总长为L进=8+5.75+b净1=13.6m+1=14.75m，考虑墙内管道与弯管部分取为15m。
4.5.2 出水管道设计
由于水泵中心线高程为21.6m，则泵房内出水管中心轴线高程为21.6-E=21.6-0.57=21.03m。（其中E为进出水管中心线高差，由图2-1 650HW-10S 型轴流泵外形安装图可以查得为570mm）。
由之前的计算可得出水管道直径d2=700mm ，则实际出水管内流速为V2=2.4 m/s。
泵房内出水管长度为2m（b净2=2m）。泵房以外设计1m长的水平管道，轴线高度为21.03m，之后以一定的坡度与出水池连接。
由以上计算可得：出水池池底高程25.12m，P=0.3m。则出水管中心线出口高程为25.12+0.3+0.35=25.77m。
则倾斜段出水管垂直长度：L=25.77-21.03=4.74m，取倾斜角度30度，则可以算得倾斜管长为9.48m，由此可估算出水平长度为8.21m。
因此出水管总长为2+1+9.48=12.48m，考虑墙内管道以及出水池内管道长度，取为13.2m。
平顶山工学院市政工程系0214081-2班 《水泵及水泵站》课程设计任务书 一、课程设计的目的 1、通过课程设计，使学生所获得的专业理论知识加以系统化，整体化，以 便于巩固和扩大所学的专业知识； 2、培养学生独立分析，解决实际问题的能力； 3、提高设计计算技巧和编写说明书及绘图能力； 4、为适应工作需要打一下的基础。考虑美观以及便于施工等要求，根据可 能和合理方案进行技术经济比较选定工程枢纽的布局，建筑物的结构型式，材 料和施工方法等。 二、设计题目：海口城市净水厂送水泵站 三、设计原始资料 1、任务书 某城市所需用水量 22.8×104 m3/d，用水最不利点地面标高66.60 m、服务水头24m，泵站处的地面标高 65.3 m、水池最高水位64.60m、水池最低水位 标61.60m，经计算管网水头损失 19.93m。试进行泵站工艺设计。 2、地区气象资料： 最低气温：-5~15℃，最高气温：35~41℃，最大冰冻深度15㎝。 3、泵站地址1∕100~1∕500地形图（暂缺） 4、站址处要求抗震设计烈度为7°。 5、电源资料：采用双回路供电，电压等级为：220V、380 V、10KV。 四、课程设计内容 城镇给水厂送水泵站扩初设计。 五、设计成果： 1. 说明书：概述：包括设计依据、机组选择、台数、泵站形式和建筑面积、 启动方式等。 2.计算书：按教材中所要求步骤计算，写明计算过程并附必要草图。 图纸：泵站平、剖面图各一张（比例1∕50~1∕200）。 六、设计依据
1、《水泵与水泵站》教材 2、《给排水设计手册》第一、十、十一册 3、《快速给排水设计手册》第四、第五册 七、设计时间安排 给水排水工程泵站课程设计时间18周一周（2010年12月27日—31日），要求学生集中时间完成全部内容，时间安排如下： 1、基础资料收集 0.5d 2、泵站规模计算及运行方式确定 1d 3、水泵选型及泵房布置 0.5d 4、泵房平面图、剖面图绘制 2d 5、整理设计计算书和说明书 1d 八、设计纪律要求 １、设计中要自主完成，杜绝抄袭现象。 ２、正常上课期间所有设计学生必须到教室进行设计，上午8：00 ~ 12：00，下午2：00 ~ 3：45，不得迟到和早退。 ３、设计期间指导教师实行不定期点名制度，两次无故不到者设计成绩降级。四次无故不到者设计成绩为不及格。 ４、由于设计时间较紧，希望同学们克服困难，按时、认真完成本次设 计任务。 九、成绩评定 学生的课程设计成绩由指导老师根据学生在设计期间的设计图纸、设计计算说明书、答辩、出勤等情况综合评定。成绩分：优、良、中、及格、不及格五个等级。 其中，设计图纸占50%，设计说明书占30%，答辩占10%，出勤占10%。成绩评定标准如下： 优：能认真完成设计指导书中的要求，设计过程中，严格要求自己，独立完成设计任务，图纸整洁、绘制标注规范，设计方案合理，思路清晰，设计说明书内容充实工整，应用理论正确，有创新性。答辩正确，设计期间出满勤。 良：能较好的完成设计指导书中的要求，能独立完成设计任务，设计思路
目录 1设计题目 (2) 2设计流量的计算 (2) 2.1 一级泵站流量和扬程计算 (2) 2.2 初选泵和泵机 (3) 2.3 机组基本尺寸的确定 (5) 2.4 吸水管路与压水管路计算 (6) 2.5 机组与管道布置 (6) 2.6 吸水管路和压水管路中水头损失的计算 (7) 2.7 泵的安装高度的确定和泵房简体高度计算 (9) 3泵站附属设备的选择 (10) 3.1 起重设备 (10) 3.2 引水设备 (10) 3.3 排水设备 (10) 3.4 通风设备 (10) 3.5 计量设备 (10) 4设备具体布置 (1) 1 4.1泵房建筑高度的确定 (11) 4.2 泵房平面尺寸的确定 (11) 5泵站内噪声的防治 (11)
1设计题目 某给水工程净水厂取水泵站设计（0801,0802班） 此为某新建给水厂的水源工程。 （1）水量：最高日用水量为（35000＋200×座号×班级）吨/天，由于该城市用电紧张，工业用电分时段定价，为了节省运行成本，取水泵房采用分时段供水，高电费时段（6~20时）供应总日用水量的40%，低电费时段（20~6时）供应日用水量的60%。 （2）水源资料：取水水源为地表水，洪水水位标高46.00m （1%频率），枯水位标高39.25m （97%频率） （3）泵站为岸边式取水构筑物，距离取水河道300m ，距离给水厂2000m 。 （4）给水厂反应池前配水井水面标高63.05m 。 （5）该城市不允许间断供水。 （6）地质资料：粘土，地下水水位-7m 。 （7）气候资料：年平均气温15℃，年最高气温36℃，年最低气温4℃，无霜期300天。 2 设计流量的计算 2.1 一级泵站流量和扬程计算： 1．设计流量： 一天总流量：3500020023244200/t d +??= 6-20时平均设计流量：1.054420040%141326/0.3683/t h t s ??÷== 20-6时平均设计流量：1.054420060%102784.6/0.7735/t h t s ??÷== 考虑得到安全性，吸水管采用两条管道并联的方式。一条管的设计流
水泵轴功率计算公式 这是离心泵的：流量×扬程×9.81×介质比重÷3600÷泵效率流量单位：立方/小时，扬程单位：米 P=2.73HQ/η,其中H为扬程,单位m,Q为流量,单位为m3/h,η为泵的效率.P为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=ρgQH/1000η（kw),其中的ρ=1000Kg/m3,g=9.8 比重的单位为Kg/m3,流量的单位为m3/h,扬程的单位为m,1Kg=9.8牛顿 则P=比重*流量*扬程*9.8牛顿/Kg =Kg/m3*m3/h*m*9.8牛顿/Kg =9.8牛顿*m/3600秒 =牛顿*m/367秒 =瓦/367 1)离心泵 流量×扬程×9.81×介质比重÷3600÷泵效率 流量单位：立方/小时， 扬程单位：米 P=2.73HQ/Η, 其中H为扬程,单位M,Q为流量,单位为M3/H,Η为泵的效率.P为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=Ρ GQH/1000Η（KW),其中的Ρ=1000KG/M3,G=9.8 比重的单位为KG/M3,流量的单位为M3/H,扬程的单位为M,1KG=9.8牛顿 则P=比重*流量*扬程*9.8牛顿/KG =KG/M3*M3/H*M*9.8牛顿/KG =9.8牛顿*M/3600秒 =牛顿*M/367秒 =瓦/367 上面推导是单位的由来,上式是水功率的计算,轴功率再除以效率就得到了. 设轴功率为NE，电机功率为P，K为系数（效率倒数） 电机功率P=NE*K (K在NE不同时有不同取值，见下表) NE≤22 K=1.25 22 目录 第1章绪论 第2章斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数斜盘式轴向柱塞泵工作原理 斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数 第3章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析柱塞运动学分析 柱塞行程s 柱塞运动速度v 柱塞运动加速度a 滑靴运动分析 瞬时流量及脉动品质分析 脉动频率 脉动率 第4章柱塞受力分析与设计 柱塞受力分析 柱塞底部的液压力P b 柱塞惯性力P g 离心反力P l 斜盘反力N 柱塞与柱塞腔壁之间的接触力P 1和P 2 摩擦力p 1f和P 2 f 柱塞设计 柱塞结构型式 柱塞结构尺寸设计 柱塞摩擦副比压p、比功pv验算第5章滑靴受力分析与设计 滑靴受力分析 分离力P f 压紧力P y 力平衡方程式 滑靴设计 剩余压紧力法 最小功率损失法 滑靴结构型式与结构尺寸设计 滑靴结构型式 结构尺寸设计 第6章配油盘受力分析与设计 配油盘受力分析 压紧力P y 分离力P f 力平横方程式 配油盘设计 过度区设计 配油盘主要尺寸确定 验算比压p、比功pv 第7章缸体受力分析与设计 缸体地稳定性 压紧力矩M y 分离力矩M f 力矩平衡方程 缸体径向力矩和径向支承径向力和径向力矩 缸体径向力支承型式缸体主要结构尺寸的确定 通油孔分布圆半径R f ′和面积F α 缸体内、外直径D 1、D 2 的确定 缸体高度H 结论 摘要 斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵，对于斜盘式轴向柱塞泵柱塞、滑靴、配油盘缸体是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之一，滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之一，能适应高压力高转速的需要，配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命，由于配油盘与缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了一静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻，比径向泵结构简单等优点，由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。 关键词斜盘柱塞泵滑靴缸体 Abstract The inclined dish type and axial pump with a pillar is a main part in liquid press system，The inclined dish type and axial pump with a pillar is a back and forth movement by pillar to fill the inside of the pillar cavity，in order to change the pillar fills the contents of cavity to realize the oil of inhaling with line up oily，Is a capacity type liquid to press the pump .Fill to pillar to pump for the inclined dish type stalk the pillar fill, slip the boots and go together with the oil dish an is its importance part. The pillar fills is it suffer the one of the dint spare parts primarily. The slippery boots is one of the form that high pressure pillar fill the pump to often adopt. It can adapt to the high demand turning soon in high pressure dint, go together with the oil dish and the efficiency of the direct influence in a pump with life span. Because of going together with the oil dish fills ,pillar and a slippery boots these two rightness of high speeds the sport the vice- all adopting a the static pressure accepts. The province went to the big capacity push the bearings, have the construction tightly packed, the spare parts is little, the craft is good, the cost is low, the physical volume is small, the weight is light, comparing the path face to pump the construction simple etc. Because the inclined dish type stalk fills to pillar the pump to realizes to have no easily the class changes the deal, maintain convenience and so on. 河北大学某学院 水泵与泵站课程设计说明书 设计题目：华北地区某城镇给水泵站设计 专业：给水排水工程 班级：XXX 姓名：XXX 学号：XXXXXX 指导教师：XXXX 2011 年6 月21 日 目录 一．水泵与泵站课程设计任务书 二．摘要 三．设计任务书 （一）水泵选择 1、选泵基本数据参数 2、选泵 （二）绘制单泵草图和水泵基础尺寸确定 （三）吸、压水管道计算 1、管路布置 2、管径计算 3、吸水管 4、压水管 5、管路附件选配 （四）水泵安装高度的确定 1. 确定泵轴标高 2. 泵站内地面标高 3．泵房高度的确定 4．各个设计标高 （五）泵站内部平面布置和精选水泵 1. 机器间长度 2. 机器间宽度 3. 管路敷设 4. 精选水泵 （六）附属设备选择与泵房高度的确定 1. 起重设备 2. 真空泵 3．通风 （七）管材及敷设 （八）主要参考文献和设计成果图 华北地区某城镇给水泵站设计任务书 一．任务书依据：根据华北某城市建委批准的文件，提出某城镇给水泵站设计任 务书。 二．设计资料： 城镇给水泵站，经管网设计计算得出如下资料： 市名甲市乙市丙市 项目 Q max（米3/时）1250 1800 2400 Q min(米3/时) 250 360 500 Z1（米）768.39 395.58 646.69 Z2（米）773.41 392.54 663.72 mH2O）20 20 28 H 自（ （mH2O）12 6.8 9.6 Σh 压 Z0,max(米) 769.89 397.08 648.19 Z0,min(米) 765.61 392.78 644.19 Q max—最大供水量（米 3/时）。 Q min—最小供水量（米3/时）。 Z1—泵站外地面标高（米）。 Z2—管网计算最不利点标高（米）。 H自—最不利点要求的自由水头（mH2O）。 Σh压—相应最大供水量时由泵站至最不利点输水管及管网的总水头损失（mH2O）。Z0,max—吸水池最高水位（米）。 Z0,min—吸水池最低水位（米）。 采用无水塔供水系统。最大供水量至最小供水量之间的各供水量发生机率假定是 均等的。泵站附近地形平坦。当地冰冻深度0.82米。最高水温24o C。吸水井 距泵站外墙中心线 3 米。 经平面布置,泵站出水管须在吸水井对面,输水管采用两条。 距泵站最近的排水检查井底标高比泵站外地面低 1.40 米，排水管径400mm，检 查井距泵站 5 米。 水泵设计计算书 一、水泵选型计算: 设计条件说明:特征水位(黄海高程):最低枯水位4、51m,常水位5、82m,最高水位7、2m,河岸标高7、8m,水厂水池标高30m。 1、设计流量: Q=1、05×1400=1470m3/h 2、设计扬程: 水泵站的设计扬程与用户的位置与高度,管路布置及给水系统的工作方式等有关。 Σhd＝2、5m 则H=Hst+Σhs+Σhd+H安全 Σhs＝1、0m(粗略假设)。 粗略设计总管路水头损失Σh=Σhs +Σhd＝ 3、5m H安全为保证水泵长期良好稳定工作而取的安全水头(mH2O)一般取2～3m以内,故取H安全＝2、5m。 由此,Σhs+Σhd+H安全＝3、5+2、5＝7m 洪水位时: H=30-7、2+7=29、8m 枯水位时:H=30-4、51+7=32、49m 常水位时:H=30-5、82+7=31、18m 由下图可选水泵型号:300S32 Q=790m3/h H=32m。 电机为110kw,n＝1450r/min,型号为Y280S-4,水泵为两用一备。300S32型双吸离心泵规格与性能:(查资料得) 二、水泵机组基础尺寸确定: 查水泵说明书的配套电机型号,由给水排水设计手册第十一册查得: 300S32型泵就是不带底座的,所以选定其基础为混凝土块式基础,其基础计算如下: 300S32型双吸离心泵外形尺寸表: 1、基础长度L＝水泵机组地脚螺孔长度方向间距+(400～500) ＝1062、5+1200(电动机安装尺寸)+500＝2762、5mm 2、基础宽度:B＝水泵底角螺孔长度方向间距+(400～500) ＝450+500＝1000mm 3、基础高度:H＝(2、5～ 4、0)×(W泵+W电机)/(L×B×γ) ＝3、5×(709+490)/(1、513×1、380×2400) ＝0、84m。设计取1、0m。 1、离心泵的工作点由水泵的特性曲线和管路的特性曲线共同确定： 水泵的特性曲线H = Ho - SoQ^2 是一条向下凹的递减曲线 管路的特性曲线H = Z2-Z1 + SQ^2 是一条向上凹的递增曲线 式中：H——水泵扬程，Ho ——流量为零时的扬程，So——泵内摩阻，Q——水泵流量，Z1——水泵吸水池水位，Z2——出水池水位，S——管路摩阻。 离心泵出口阀门的开度的变化，意味着管路的特性曲线发生变化。当阀门的开度变小时，管路阻力增大（S增大），管路的特性曲线变陡，由水泵特性曲线的交点向流量变小，扬程变大的方向移动。当阀门的开度变大时，则相反。至于轴功率、效率的变化应由水泵的特性曲线和管路的特性曲线图上确定。对于离心泵，轴功率随阀门的开度变小而变小。 2、在变频拖动的供水设备中，频率的高低决定了电机的转速，也就是水泵的转速。对于同一台水泵来说，可以运用水泵的比例定律来计算在不同转速下的扬程，流量，功率。 比例定律的定义：同一台水泵，当叶轮直径不变，而改变转速时，其性能的变化规律。 Q1/Q2=N1/N2,H1/H2=(N1/N2)平方，P1/P2="(N1/N2)立方。 Q1,H1,P1分别是转速N1时的流量，扬程，轴功率。 Q2......参考上边， 你先算出电机在35HZ时的转速，然后带入公式计算。 另外，当转速下降太大的时候，水泵的效率也会跟着下降。 实际上，在水泵的生产制造过程中，并不能保证每一台泵的工作曲线是相同的，只能说它是相似的。 3、流量与转速成一次方关系：Q1/Q2 = n1/n2； 扬程与转速成二次方关系：H1/H2 = ( n1/n2 ) 2 电机轴功率与转速成三次方关系：P1/P2 = ( n1/n2 ) 3 由上述推导可以知道，电机转速公式：n=60f/p，其中，n为电机同步转速，f为供电频率，p为电机极对数，可知电机供电频率f与转速成正比。这样频率与流量、扬程及电机轴功率也有上述的n次方（n=123）比例关系。 N=Q.H.g.ρ /η N——电机功率，kW H——水泵扬程，m Q——水泵流量，m^3/s g——重力加速度g=9.81 ρ ——工质的密度，当工质是水时，ρ=1 η——水泵效率，查不到数值时可取η=0.8 N=30x(200/3600)x9.81x1/0.8=20.44≈20(kW) (即选配20kW的电机) 水泵的轴功率是怎么计算出来的？ 计算与说明 一、泵房形式的选择及泵站平面布置 泵房主体工程由机器间、配电室、控制室和值班室等组成。 机器间采用矩形半地下形式，以便于布置吸压水管路与室外管网平接，减少弯头水力损失，并紧靠吸水井西侧布置，直接从吸水井取水压送至管网。 值班室、控制室及配电室在机器间北侧，与泵房合并布置，与机器间用玻璃隔断分隔。最北侧设有配电室，双回路电源用电缆引入。平面布置示意图见图1。 图1 二、泵站设计参数的确定 1.设计流量 m d 该城市最高日用水量为41833.123/ 由于分级供水可减小管网中水塔的调节容积，故本设计采用分级供水的形式。二级泵站一般按最大日逐时用水变化曲线来确定各时段中泵的分级供水线。参照相似城市的最大日用水量变化曲线，确定本设计分两级供水，并确定分级供 水的流量。 泵站一级工作时的设计工作流量： 341833.12 4.64%1941.06/539.18/I Q m h L s =?== 泵站二级工作时的设计工作流量： 341833.12 2.76%1154.59/320.72/II Q m h L s =?== 2.设计扬程 根据设计要求假设吸水井水面标高为318.83m 。则 370.41314.8312260.58ST d c s H H h h H m =+++=-+++=∑∑Ⅰ 其中I H ——设计扬程 ST H ——静扬程（m ）； s h ∑ ——吸水管路水头损失（m ） ，粗估为1m ； d h ∑——压水管路水头损失（m ），粗估为2m ； c H ——安全水头2m 三、选择水泵 1.水泵原则的基本原则 选泵要点 ： （1）大小兼顾，调配灵活 再用水量和所需的水压变化较大的情况下，选用性能不同的泵的台数越多，越能适应用水量变化的要求，浪费的能量越少。 （2）型号齐全，互为备用 希望能选择同型号的泵并联工作，这样无论是电机、电气设备的配套与设备管道配件的安装与制作均会带来很大的方便。 （3）合理的用尽各泵的高效段 单级双吸是离心泵是给水工程中常见的一种离心泵（如SH 型、SA 型）。他们的经济工作范围（即高效段），一般在p p Q Q 05.1~85.0之间（p Q 为泵铭牌上的额流量值）。 （4）近远相结合的观点在选泵的过程中应给予相当的重视，特别是在经济发展活跃的地区和年代，以及扩建比较困难的取水泵站中，可考虑近期用小泵大基础的办法，近 期发展采用还大泵轮以增大水量，远期采用换大泵得办法。 （5）大中型泵站需要选泵方案比较。 考虑因素： （1）泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部布置等有影响，因而对泵站的造价很有关系。 （2）应保证泵的正常吸水条件，在保证不发生汽蚀的前提是下，应充分利用泵的允许席上真空高度，以减少泵的埋深，降低工程造价。 （3）应选择效率较高的泵，劲量选用大泵，因为一般而言大泵比小泵要要效率高， （4）根据供水对象对供水可靠性的不同要求，选用一定数量的备用泵，以满足在事故情况下的用水要求： ①再不允许减少供水量的情况下，应有两套备用机组。 《城市水资源与取水工程》课程设计任务书 一.任务书 本课程设计的任务就是根据所给定的原始资料设计某城市新建水源工程的取水泵房。 一、设计目的 本课程设计的主要目的就是把《泵与泵站》、《城市水资源与取水工程》中所获得的理论知识加以系统化,并应用于设计工作中,使所学知识得到巩固与提高,同时培养同学们有条理地创造性地处理设计资料的独立工作能力。 二、设计基本资料 1、近期设计水量6,8,10万米3/日,要求远期9,12,15万米3/日(不包括水厂自用水)。 2、原水水质符合饮用水规定。河边无冰冻现象,根据河岸地质地形以决定采用固定式泵房由吸水井中抽水,吸水井采用自流管从取水头部取水,取水头部采用箱式。取水头部到吸水井的距离为100 米。 3、水源洪水位标高为73、2米(1%频率);估水位标高为65、5米(97%频率);常年平均水位标高为68、2 米。地面标高70、00。 4、净水厂混合井水面标高为9 5、20米,取水泵房到净水厂管道长380(1000)米。 5、地区气象资料可根据设计需要由当地气象部门提供。 6、水厂为双电源进行。 三、工作内容及要求 本设计的工作内容由两部分组成: 1、说明说 2、设计图纸 其具体要求如下: 1、说明书 (1)设计任务书 (2)总述 (3)取水头部设计计算 (4)自流管设计计算 (5)水泵设计流量及扬程 (6)水泵机组选择 (7)吸、压水管的设计 (8)机组及管路布置 (9)泵站内管路的水力计算 (10)辅助设备的选择与布置 (11)泵站各部分标高的确定 (11)泵房平面尺寸确定 (12)取水构筑物总体布置草图(包括取水头部与取水泵站) 2、设计图纸 根据设计计算成果及取水构筑物的布置草图,按工艺初步设计要求绘制取水头部平面图、剖面图;取水泵房平面图、剖面图及机组大样图,图中应绘出各主要设备、管道、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高。绘制取水工程枢纽图。 泵站建筑部分可示意性表示或省略,在图纸上应列出泵站与取水头部主要设备及管材配件的等材料表。 二、总述 本次设计为一级泵站,给水泵站采用圆形钢筋混凝土结构,泵房设计外径为16m,泵房上设操作平台。自流管采用DN800的钢管,吸水管采用DN600的钢管,压水管为DN450的钢管,输水干管采用DN600的钢管。筒体为钢筋混凝土结构,所有管路配件均为钢制零件。水泵机组采用14sh—13A型水泵,JS—116—4型异步电动机,近期二用一备,远期三用一备。起重机选用DL型电动单梁桥式,,排水设备选用WQ20-15型潜水泵,通风设备选用T35-11型轴流风机两台。 三、取水头部设计计算 1、设计流量Q的确定: 考虑到输水干管漏损与净化场本身用水,取水用水系数α=1、05,所以 近期设计流量为: 2、取水头部的设计与计算 计算书 工程(项目)编号12622S002 勘察设计阶段施工图工程名称中新生态城（滨海旅游区范围）7号雨水泵站单体名称专业给排水 计算内容泵房尺寸、标高、设备选型等 （共14页）封面1页，计算部分13页 计算日期 校核日期 审核日期 7号雨水泵站计算书 符号： 1、设计水量 p Q —雨水泵站设计流量，y p Q Q %120=； y Q —排水系统设计雨水流量。 2、扬程计算 d Z —进泵站处管道（箱涵）内底标高； H Z —泵房栅后最高水位（全流量），过栅损失 总管-+=D Z Z d H ； L Z —泵房栅后最低水位（一台水泵流量） ，过栅损失总管-+=3/D Z Z d L ； 有效h —泵站有效水深，L H Z Z h -=有效； M Z —排涝泵房栅后平均水位，过栅损失总管-+=D Z Z d M 21 ； 吸水h —从水泵吸水管~出水拍门的水头损失， 拍门立管转弯吸水h g L g h ++=2v 2v 2 2ξ 出水h —出水管路水头损失；总水头损失=出水吸水h h + M H —设计扬程，出水吸水（常水位）h h Z Z H M c M ++-=； max H —设计最高扬程，max H =最高水位-L Z +总水头损失； min H —设计最低扬程，min H =最低水位-H Z +总水头损失； 3、格栅井计算 1Z —格栅平台标高，一般按低于泵站进水管内底标高0.5m 考虑，即5 .01-=d Z Z ； 2Z —泵房顶板顶标高，一般按高于室外地坪考虑，即2.02+=室外Z Z ； 1）格栅井长度计算 格栅井L —格栅井长度，∑==4 1 i i L L 格栅井 L 1—格栅底部前端距井壁距离，取； L 2—格栅厚度，取； L 3—格栅水平投影长度，安装角度按75°考虑ο75)(123ctg Z Z L -=； L 4—格栅后段长度，取； 2）格栅井宽度计算 格栅v —过栅流速； 格栅h —格栅有效工作高度， 总管总管格栅栅前最低水位栅前最高水位D Z D Z h d d =-+=-= 格栅b —栅条净间距； 格栅S —栅条宽度； n —栅条间隙数，格栅 格栅格栅v h b Q n p αsin = 格栅B —格栅总宽度，n 1-n 格栅格栅 格栅）（b S B += 一. 工程概况 本工程为滨海旅游区规划7号雨水泵站，服务系统为规划7号雨水系统。7号雨水系统位于滨海旅游区北部，系统北至津汉高速公路， 泵的效率及其计算公式 指泵的有效功率和轴功率之比。n二Pe/P 泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。 有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。 Pe=p g QH (W 或Pe二丫QH/1000 (KW P :泵输送液体的密度(kg/m3) Y :泵输送液体的重度丫二p g (N/ m3) g：重力加速度(m/s) 质量流量Qm=p Q ( t/h 或kg/s ) 水泵轴功率计算公式 这是离心泵的：流量x扬程X9.81 x介质比重+3600+泵效率流量单位：立方/小时，扬程单位:米 P=2.73HQ/ n,其中H为扬程，单位m,Q为流量，单位为m3/h, n为泵的效率.P为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=p gQH/1000n (kw), 其中的 p =1000Kg/m3,g=9.8 比重的单位为Kg/m3, 流量的单位为m3/h, 扬程的单位为m,1Kg=9.8 牛顿则P=比重*流量*扬程*9.8牛顿/Kg =Kg/m3*m3/h*m*9.8 牛顿/Kg =9.8 牛顿*m/3600 秒 =牛顿*m/367 秒 = 瓦/367 上面推导是单位的由来,上式是水功率的计算, 轴功率再除以效率就得到了. 渣浆泵轴功率计算公式 流量Q M3/H 扬程H 米H2O 效率n % 渣浆密度A KG/M3 轴功率N KW N=H*Q*A*g/(n*3600) 电机功率还要考虑传动效率和安全系数。一般直联取 1 ，皮带取0.96 ，安全系数1.2 泵的效率及其计算公式 指泵的有效功率和轴功率之比。n二Pe/P 泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P 表示。有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。 Pe= p g QH (W) 或Pe= 丫QH/1000 (KW) p：泵输送液体的密度(kg/m3 ) Y：泵输送液体的重度丫二pg(N/m3) g ：重力加速度( m/s ) 质量流量Qm p= Q (t/h 或kg/s) 河南工业职业技术学院毕业设计（论文） 柱塞泵设计 学生姓名：曹晓龙 学生学号：020******* 院（系）：河南工业职业技术学院 年级专业：数控0902班 指导教师：曲令晋 二〇一一年九月 摘要 液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件,它是每个液压系统中不可缺少的核心元件,合理的选择液压泵对于液压系统的能耗﹑提高系统的效率﹑降低噪声﹑改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。 本设计对往复式柱塞泵（容积泵）进行了分析,主要分析了柱塞泵部分主要的结构,例如,柱塞的结构型式﹑泵体的结构型式﹑阀体的结构型式等进行了分析，还有对零件的材料选用;工艺的制定与实施，计算机仿真模拟，并通过仿真模拟得出了数控加工程序。并对部件进行草图绘制、CAD画图、三维建模。该设计最后对柱塞泵的优缺点进行了整体的分析,对今后的发展也进行了展望。 关键词：柱塞泵，工艺路线，程序。 柱塞泵毕业设计 1.摘要 2.关键词 3.绪论 4.论文内容 4.1 柱塞泵的简介及参数的设定 4.2零件简介 4.3 零件的分析 4.4 工艺的制定 4.5 工艺的实施 4.6 夹具的设计 4.7 计算机仿真 5 总结与展望 6 参考文献 7 致谢 绪论 随着工业技术的不断发展，液压传动也越来越广，而作为液压传动系统心脏的液压泵就显得更加重要了。在容积式液压泵中，惟有柱塞泵是实现高压﹑高速化﹑大流量的一种最理想的结构，在相同功率情况下，径向往塞泵的径向尺寸大、径向力也大，常用于大扭炬、低转速工况，做为按压马达使用。而轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，转动惯量小，故转速较高；另外，轴向柱塞泵易于变量，能用多种方式自动调节流量，流量大。由于上述特点，轴向柱塞泵被广泛使用于工程机械、起重运输、冶金、船舶等多种领域。航空上，普遍用于飞机液压系统、操纵系统及航空发动机燃油系统中。是飞机上所用的液压泵中最主要的一种型式。 本设计对柱塞泵的结构作了详细的研究，在柱塞泵中有阀配流﹑轴配流﹑端面配流三种配流方式。这些配流方式被广泛应用于柱塞泵中，并对柱塞泵的高压﹑高速化起到了不可估量的作用。可以说没有这些这些配流方式，就没有柱塞泵。但是，由于这些配流方式在柱塞泵中的单一使用，也给柱塞泵带来了一定的不足。设计中对轴向柱塞泵结构中的滑靴作了介绍，滑靴一般分为三种形式；对缸体的尺寸﹑结构等也作了设计；对柱塞的回程结构也有介绍。 柱塞式液压泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔容积实现吸油和排油的。是容积式液压泵的一种。柱塞式液压泵由于其主要零件柱塞和缸休均为圆柱形，加工方便配合精度高，密封性能好，工作压力高而得到广泛的应用。 柱塞式液压泵种类繁多，前者柱塞平行于缸体轴线，沿轴向按柱塞运动形式可分为轴向柱塞式和径向往塞式两大类运动，后者柱塞垂直于配油轴，沿径向运动。这两类泵既可做为液压泵用，也可做为液压马达用。 泵的内在特性是指包括产品性能、零部件质量、整机装配质量、外观质量等在内的产品固有特性，或者简称之为品质。在这一点上，是目前许多泵生产厂商所关注的也是努力在提高、改进的方面。而实际上，我们可以发现，有许多的产品在工厂检测符合发至使用单位运行后，往往达不到工厂出厂检测的效果，发生诸如过载、噪声增大，使用达不到要求或寿命降低等等方面的问题；而泵在实际当中所处的运行点或运行特征，我们称之为泵的外在特性或系统特性。 正如科学技术的发展一样，现阶段科技领域中交叉学科、边缘学科越来越丰富，跨学科的共同研究是十分普遍的事情，作为泵产品的技术发展亦是如此。以屏蔽式泵为例，取消泵的轴封问题，必须从电机结构开始，单局限于泵本身是没 泵与泵站课程设计计算书 目录 1设计资料 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2课程设计题目 (1) 2 计算 (1) 2.1 流量和扬程的确定 (1) 2.1.1 水泵站供水设计流量的计算 (1) 2.1.2 水泵站供水扬程的计算 (1) 2.1.3水泵站供水设计流量和扬程汇总 (3) 2.2 水泵初选及方案比较 (4) 2.2.1 选泵的主要依据 (4) 2.2.2 选泵要点 (4) 2.2.3水泵初选 (4) 2.2.4 方案比较 (4) 2.2.5方案比选分析 (5) 2.3机组基础尺寸的确定 (6) 2.3.1确定水泵基础尺寸以及水泵安装高度 (6) 2.3.2绘制机组基础的尺寸草图 (7) 2.4泵房的布置 (8) 2.4.1组成 (8) 2.4.2一般要求 (8) 2.5布置机组与管道、确定泵房平面尺寸 (8) 2.5.1机组的布置 (8) 2.5.2确定泵房平面尺寸 (9) 2.5.3确定水泵吸、压水管直径，并计算流速 (9) 2.5.4 确定泵轴标高和机器间标高（绘制草图） (10) 2.6泵站范围内吸、压水管路的精确水头损失的计算 (13) 2.6.1计算吸水管路水头损失 (13) 2.6.2计算压水管路水头损失 (13) 2.6.3总水头损失 (14) 2.7水泵校核 (14) 2.7.1绘制单个水泵工作曲线 (14) 2.7.2绘制两台泵并联的特性曲线 (15) 2.7.3绘制最高时管道系统特性曲线 (16) 2.8选择起重设备、确定泵房建筑高度 (17) 2.8.1起重设备的选择 (17) 2.8.2确定泵房建筑高度 (17) 2.9选择附属设备 (18) 2.9.1引水设备 (18) 2.9.2排水系统 (19) 2.9.3考虑通风良好 (19) 目录 第一章课程设计（论文）任务书 (1) 第二章中文摘要 (2) 第三章设计计算书 (3) 一、设计流量的确定和设计扬程估算 (2) 1．设计流量Q (2) 2.水泵所需静扬程Hst (2) 3.初选水泵和电机 (3) 4.机组基础尺寸的确定 (3) 5.压水管的设计 (4) 6.泵机组及管路布置 (4) 7.吸水井设计计算。 (5) 8.泵站内管路的水力计算 (5) 二、泵站各部分高度的确定 (8) 1．泵房筒体高度的确定 (7) 2．泵房建筑高度的确定 (8) 三、泵房平面尺寸确定 (8) 四、辅助设备的选择和布置 (9) 1．起重设备 (8) 2．引水设备 (8) 3．排水设备 (8) 4．通风设备 (8) 5．计量设备 (9) 第四章结语 (10) 第五章参考文献 (10) 附图 1 取水泵房平面图…………………………………………………………………… 13 附图 1 取水泵房剖面图…………………………………………………………………… 14 第一章课程设计任务书 1．主要内容及基本要求 （一）项目简介 取水泵站，近期用水量为26000方/天，远期用水量为39000方/天。取水头部倒吸水井距离42m，常年平均水位标高74.2m，枯水位为72.5m，水源洪水位为77.1m，泵房设置地室外地面标高78.2m，净水厂混合井水面标高104.2m，取水泵房到净水厂管道长540m。 （二）设计内容及要求 1）、取水泵房工艺平面布置图——泵房构筑物、机组及辅助设施平面布置图，节点大样图、材料设备一览表、图例明确、尺寸要标准清楚，准确。 2）、取水泵房工艺剖面图——具体要求：剖面图中标高尺寸要明确，包括构筑物的控制标高及水位标高。 3）、取水泵房辅助设施详图——包括主要辅助设施详图。 （三）图纸及设计要求 1）、采用A2图纸出图。 2）、设计说明书要内容全面、思路清晰、规范及计算书要详细。 3）、最终成果严格按照四川理工学院课程设计要求排版装订，图纸可附计算说明书后。 2．指定查阅的主要参考文献及说明 ［1］《给水排水设计手册》，1册， 11册，中国建筑工业出版社 ［2］《给水排水制图标准》 ［3］《泵站设计规范》GB/T 50265-97 ［4］《给水排水管道工程施工及验收规范》 ［5］《泵与泵站》姜乃昌主编，第五版，中国建筑工业出版社 3．进度安排 设计（论文）各阶段名称起止日期 给水与排水工程—水泵与水泵站 1 目录 目录 (1) 第一章概述 (2) 1.1设计对象的概况 (2) 1.2设计任务 (2) 第二章水泵机组的选择 (3) 2.1设计流量的确定和设计杨程的估算 (3) 2.1.1设计流量Q (3) 2.1.2设计扬程H (3) 2.2水泵选型 (4) 2.2.1选择原则 (4) 2.2.2选泵计算 (4) 第三章总体设计与计算 (4) 3.1机组基础尺寸的确定 (5) 3.2 吸水管路与压水管路设计计算 (5) 3.3 机组与管道布置 (5) 3.4 吸水管路与压水管路中的水头损失 (6) 3.5泵安装高度的确定和泵房高度计算 (8) 第四章附属设备的选择 (8) 4.1起重设备 (8) 4.2引水设备 (8) 4.3排水设备 (9) 4.4通风设备 (9) 4.5计量设备 (9) 第五章泵房尺寸的确定 (9) 5.1泵房建筑高度的确定 (9) 5.2泵房平面尺寸的确定 (9) 小结 (9) 参考文献 (10) 第一章概述 1.1设计对象的概况 某新建水源工程近期设计水量120000m3/d，要求远期发展到270000m3/d，采用固定式取水泵房（一级泵站），用两条直径为1200mm的钢制自流管从江中取水。自流管全长160m。水源洪水位标高为30.50m（1%频率），枯水位标高为18.60m（97%频率），常水位标高为25.10m。净化厂反应池前配水井的水面标高为47.30m，泵站切换井至净化厂反应池前配水井的输水干管全长为1800m，吸水间动水位标高以17.5m计，现状地面标高按24.5m考虑。 1.2设计任务 1.绘制图纸 （1）水泵站平面布置图 平面布置图上应绘出泵房的平面，表示其外形尺寸和相互距离。平面图上绘出各种连接管渠，管道上需注明管径。图中应附设备一览表，说明各设备的名称、数量及主要外形尺寸。图中应附图例及必要的文字说明。图中应附比例。 （2）水泵站剖面图 剖面图上应绘出各水泵之间的连接管渠。图上应标出各水泵的顶、底及水面标高，应标出主要管渠、设备机组和地面标高。图上应附设备名称（比如，水泵的型号）。图上应附图例、比例。 （3）图例、说明等 课程设计图纸应能较好地表达设计意图，图面应布局合理、正确、清晰，图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别。图幅宜采用2号图。剖面图横向和纵向比例一般不相等。图纸要有边框，应画出标题栏，标注图名，图中文字、图例的表示应规范，图形位置安排适当，字体大小合理，具体要求详见制图标准。2.写出计算书和说明书 一份完整的计算书和说明书主要内容包括： 1、原始资料 2、机组的选择 3、机组基础尺寸的确定 水泵轴功率计算公式 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】 水泵轴功率计算公式 这是离心泵的：流量×扬程××介质比重÷3600÷泵效率流量单位：立方/小时，扬程单位：米 P=η,其中H为扬程,单位m,Q为流量,单位为m3/h,η为泵的效率.P为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=ρgQH/1000η（kw),其中的ρ=1000Kg/m3,g= 比重的单位为Kg/m3,流量的单位为m3/h,扬程的单位为m,1Kg=牛顿 则P=比重*流量*扬程*牛顿/Kg =Kg/m3*m3/h*m*牛顿/Kg =牛顿*m/3600秒 =牛顿*m/367秒 =瓦/367 1)离心泵 流量×扬程××介质比重÷3600÷泵效率? 流量单位：立方/小时， 扬程单位：米 P=Η, 其中H为扬程,单位M,Q为流量,单位为M3/H,Η为泵的效率.P为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=ΡGQH/1000Η（KW),其中的Ρ=1000KG/M3,G= 比重的单位为KG/M3,流量的单位为M3/H,扬程的单位为M,1KG=牛顿 则P=比重*流量*扬程*牛顿/KG =KG/M3*M3/H*M*牛顿/KG =牛顿*M/3600秒 =牛顿*M/367秒 =瓦/367 上面推导是单位的由来,上式是水功率的计算,轴功率再除以效率就得到了. 设轴功率为NE，电机功率为P，K为系数（效率倒数） 电机功率P=NE*K( K在NE不同时有不同取值，见下表) NE≤22?K= 22 一、井下排水 根据矿井开拓方式，本矿设计排水系统为一级排水，投产时在+2375m水平标高井底车场设1套井底主、副水仓及排水设施，矿井涌水由井底主、副水仓直接排至+2500m地面消防水池。 （一）、矿井不同时期井下正常、最大涌水量 根据《陇南市武都区龙沟补充勘查地质报告》预测计算，矿井最大涌水量4.5m3/h ，正常值涌水量3m3/h。涌水 PH≤5，管路敷设斜架倾角约 25°，排水垂高129m（地面消防水池+2500m，水泵标高+2375m，再加上井底车场至水仓最低水位距离 4m）。 （二）、设计依据 =3m3/h； （1）矿井正常涌水量：Q B =4.5m3/h； （2）矿井最大涌水量：Q max （3）排高：129m。 （三）、选型计算 1、所需水泵最小流量 Q1= 24Q B/20 = 24×3/20 =3.6（m3/h） 2、所需水泵最大流量 Q2= 24Q max/20 = 24×4.5/20 =5.4（m3/h） 3、排水总高度 h= 排水高度+吸水高度=125+4=129（m） 4、水泵所需扬程的估算。 HB=Hc/ηg(取0. 77∽0. 74) =129 /0.77∽0.74 =168∽175m 5、管路阻力计算 管路阻力按下式计算： （m） 式中： Hat—排水管路扬程损失m； Hst—吸水管路扬程损失m； λ—水与管壁摩擦的阻力系数，查表D=108mm钢管0.038： —管路计算长度，等于实际长度加上底阀、异形管、逆止阀、闸阀及其它L i 部分补充损失的等值长度m，计算长度取值500m； D —管道公称直径m;取0.1m； g —水流速度，按经济流速取2.0m。 V d 将各参数代入公式，经计算=38m。管路淤积后增加的阻力系数取1.7，增加的阻力为65m。 6、水泵扬程 淤积前：H=129+38=167m; 淤积后：H=129+65=194m; （四）、排水泵选择 选择MD12-50×5型矿用多级离心泵，其流量为12m3/h，扬程为250m；配用防爆电机功率30kW、进出口50mm、效率46.5%。 （五）、排水泵的工作、备用、检修台数 选择MD12-50×5型矿用多级离心泵3台，其中1台工作、1台备用、1台检修。 （六）、排水能力、电机功率和吸上真空高度校验 按管路淤积后工况参数校验排水能力，按管路淤积前工况参数校验电机功柱塞泵设计与计算
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