水泵与水泵站教案
合肥工业大学土建学院市政工程系
二0一0年元月
第一章绪论
第一节水泵及水泵站在给水排水事业中的作用和地位•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。
•1，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：
给水流程:原水由取水泵站从水源地抽送至水厂，净化后的清水由送水泵站输送到城市管网中去。
排水流程:城市中排泄的生活污水和工业废水或降水，经排水管渠系统汇集后，也必须由排水泵站将污水抽送至污水处理厂(或..)，经过处理后的污水再由排水泵站(或用重力自流)。排放入江河湖海中去，或者排入农田作为灌溉之用。
•2，水泵在灌溉、防洪、排涝的应用
1）、灌溉泵站
2）、排涝泵站
3）、灌排结合
第二节水泵定义及分类
•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。
电能或其他能量机械能压能（势能）或动能
•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
–(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
•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。
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
第二章叶片式水泵
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。
•先看一下这三种叶轮的出水的情况示意
•叶轮出流为径向流的称为离心泵，叶轮叶片对水流的作用力为
离心力。由于离心力为径向力，水流的出流方向为径向出流。
•叶轮出流为轴向流的称为轴流泵，液体质点在叶轮中流动时主要受到的是轴向升力的作用。
•叶轮出流为斜向流的称为混流泵，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。
第一节离心泵的工作原理与基本构造
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。
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。
一、叶轮
•叶轮是离心泵的主要零件，叶轮的作用就是通过其自身的高速旋转向液体传递能量.叶轮通过键固定于泵轴之上并由泵轴带
动其转动.
•叶轮的形状和尺寸是通过水力计算来决定的。叶轮形状及表面的光洁度对水泵的性能影响较大.
•叶轮的材料常用的有:铸铁、铸钢、青铜、不锈钢、工程塑料等。
选择叶轮材料时，除了要考虑离心力作用下的机械强度以外，
还要考虑材料的耐磨和耐腐蚀性能。
•叶轮按其吸水口的类型一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种。单吸式叶轮是单边吸水，只有一个吸水口，叶轮的前盖板
与后盖板呈不对称状。双吸式叶轮两边吸水，有两个吸水口，
叶轮盖板呈对称状，一般大流量离心泵多数采用双吸式叶轮。
•安装单吸式叶轮的离心泵称为单吸式离心泵，安装有双吸式叶轮的离心泵称为双吸式离心泵。
•叶轮按其结构又可以分为开敞式、半开敞式和封闭式叶轮。
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
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。
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
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
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。
五、轴封装置
•轴封装置位于泵轴穿过泵壳处，用于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。
•填料密封装置也称填料盒（见构造示意图）。
