【正文】 “十 五 ” 國家級(jí) 規(guī)劃 教材 水泵及水泵站 (第三版 ) 主編 劉竹溪 劉景植 中國水利水電出版社 緒 論 一、水泵定義 : 水泵是輸送和提升液體的機(jī)器。它是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給被輸送液體，使液體獲得動(dòng)能或勢能的增加從而被提升或者被輸送的機(jī)械。 第一節(jié) 水泵及水泵站的作用和地位 入田入江取水泵站 泵站凈水用水戶輸水污水? 二、 水泵應(yīng)用 : 廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、電力、石油、化工、市政以及農(nóng)林等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。 ? 三、 水泵在城市給排水工程中的應(yīng)用： 城市給排水系統(tǒng)工藝基本流程： 城市給水和排水系統(tǒng)工藝基本流程 ? 四、 水泵在農(nóng)業(yè)灌溉、防洪、排澇的應(yīng)用 ? 灌溉泵站 排澇泵站 灌排 結(jié)合 第二節(jié) 國內(nèi)外機(jī)電排灌事業(yè)發(fā)展概況 （自行閱讀） 第一章 泵的基礎(chǔ)知識(shí) ? 第一節(jié) 泵的定義和分類 ? 一 、泵的 定義： ? 二、水泵分類：水泵按其作用原理可分為 以下 三類 ： ? (1)葉片式水泵 ：它對(duì)液體的壓送是靠裝有葉片的葉輪高速旋轉(zhuǎn)而完成的。屬于這一類的有 離心泵、軸流泵、混流泵 ? (2)容積式水泵 ：它對(duì)液體的壓送是靠泵體工作室容積的周期性改變來完成的。一般使工作室容積改變的方式有往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩種。如：噴霧器等 ? 容積泵的特點(diǎn)是工作流量穩(wěn)定，基本不受工作壓力變化的影響，常用來做為計(jì)量泵使用。 ? (3)其它類型水泵 ：這類泵是指除葉片式水泵和容積式水泵以外的特殊泵。屬于這一類螺旋泵、射流泵、水錘泵、水輪泵以及氣升泵。 三、葉片 式水泵的 分類與型號(hào) ? 葉片式水泵是依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)來完成能量的轉(zhuǎn)換和傳遞的。葉輪葉片的形狀則影響著水泵對(duì)水流的作用力及水流的出流方向，根據(jù)葉輪出水的水流方向的不同可將葉片式水泵分為徑向流、軸向流和斜向流 3種。 ? 來看一下這三種不同情況下， 葉片式水泵圖 ? a,離心泵： 葉輪出流方向?yàn)閺较?，葉輪葉片對(duì)水流的作用力為離心力。 ? b,軸流泵： 葉輪出流方向?yàn)檩S向，液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪中流動(dòng)時(shí)主要受到的是軸向升力 。 ? c,混流泵： 葉輪出流方向?yàn)樾毕?，它是上述兩種葉輪的過渡形式，液體質(zhì)點(diǎn)在這種水泵葉輪中流動(dòng)時(shí)既受離心力的作用，又有軸向升力的作用。 ? 再來認(rèn)識(shí)一下這幾種水泵的外形 : 單級(jí)單吸式離心泵 單級(jí)雙吸式離心泵 大型單級(jí)雙吸式離心泵 臥式蝸殼式混流泵 軸流泵 混流泵 四、 葉片泵的 工作 原理 ? 1，離心泵的工作原理：離心泵在啟動(dòng)之前，應(yīng)先用水灌滿泵殼和吸水管道，然后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使葉輪和水作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，水受到離心力作用被甩出葉輪，經(jīng)蝸形泵殼中的流道而流入水泵的壓水管道，由壓水管道而輸入管網(wǎng)中去。在這同時(shí)，水泵葉輪中心處由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大氣壓力作用下，沿吸水管而源源不斷地流入葉輪吸水口，又受到高速轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪的作用，被甩出葉輪而輸入壓水管道。這樣，就形成了離心泵的連續(xù)輸水 。 離心泵的工作原理 ? 2， 軸流泵 的工作原理 空氣動(dòng)力學(xué)中機(jī)翼的升力理論 P’ B A P ? 3， 混流泵的工作原理 第二節(jié) 葉片 泵 的 主要零部件 ? 本節(jié)主要介紹離心泵與軸流泵的主要部件。 ? 一、離心泵的主要零部件 ? 離心泵的部件 組成 主要有：葉輪、泵軸、泵殼、泵座、軸封裝置、減漏環(huán)、軸承座、聯(lián)軸器、軸向力平衡裝置 。 ? 1， 葉輪 ? 葉輪的作用 ? 葉輪是離心泵最重要的部件，通常由蓋板、葉片、輪轂等組成 a,單吸式葉輪 1前蓋板； 2一后蓋板； 3一葉片 4一葉槽； 5一吸入口； 6— 輪轂； 7— 泵軸 b,雙吸式葉輪 1吸入口；2一輪蓋； 3一葉片 4一輪轂； 5一軸孔 葉輪按其 蓋板 情況可分封閉式葉輪、敞開式葉輪和半開式葉輪 3種形式 封閉式 開敞式 半開敞式 泵 軸 ? 泵軸是 用來支承和固定 并帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)的，常用材料是碳素鋼和不銹鋼。泵軸應(yīng)有足夠的 抗扭強(qiáng)度 和足夠的剛度 ，其撓度不超過允許值；工作轉(zhuǎn)速不能接近產(chǎn)生共振現(xiàn)象的臨界轉(zhuǎn)速。 泵 殼 泵殼一般由泵蓋、殼體（蝸殼）、出水接管組成 泵殼的作用： 1，使水流平順地進(jìn)入葉輪 2，匯集葉輪甩出的流體 泵殼通常鑄成 蝸殼形 ，其過水部分要求有良好的水力條件。泵殼頂上設(shè)有充水和放氣的螺孔，以便在水泵起動(dòng)前用來充水及排走泵殼內(nèi)的空氣。 泵殼的材料一般有鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼等 泵座 ? 泵座的作用是用來支承和固定水泵的。 ? 泵座上有與底板或基礎(chǔ)固定用的法蘭孔。 ? 上述的零件中，葉輪和泵軸是離心泵中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，泵殼和泵座是離心泵中的固定部件。 ? 軸封裝置位于泵軸穿過泵殼處，作用是密封水泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部件和固定部件之間的間隙，防止水泵內(nèi)的高壓水（單吸式離心水泵、混流泵、軸流泵）向泵外泄漏，或者是為了防止泵外的空氣向泵內(nèi)滲入（雙吸式離心泵）破壞水泵進(jìn)水口處的真空狀態(tài)。 ? 軸封裝置主要有兩種形式：填料密封和機(jī)械密封。 ? （ 1）填料 密封裝置也稱填料盒（見構(gòu)造示意圖）。 軸封裝置 葉輪 水泵軸 固定部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的間隙 ? （ 2）機(jī)械密封 也稱端面密封。 減漏環(huán) ? 減漏環(huán)位于葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處 減漏環(huán) 減漏環(huán) ? 減漏環(huán)的作用是減少回流損失，同時(shí)承受磨損，所以也稱為承磨環(huán)。由于其位于水泵葉輪的進(jìn)口處，也稱為口環(huán)。 ? 軸承體 ? 支承水泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部分（葉輪和泵軸） ? 聯(lián)軸器 ? 將原動(dòng)機(jī)械和水泵的軸聯(lián)接起來的裝置 ? 原動(dòng)機(jī)械與水泵之間的聯(lián)接和傳動(dòng)方式一般有： ? （ 1） 皮帶 傳動(dòng)（皮帶輪、皮帶） ? （ 2）聯(lián)軸器 傳動(dòng)（彈性聯(lián)軸器、剛性聯(lián)軸器） ? 軸向力平衡裝置 平衡孔 1 排出壓力； 2加裝的減漏環(huán) 3平衡孔； 4泵殼上的減漏環(huán) 二、軸流泵的主要部件 第三節(jié) 機(jī)電排灌常用泵的典型結(jié)構(gòu) ? 一、離心泵的典型結(jié)構(gòu)型式 ? 離心泵：按吸水方式分 單吸式與雙吸式 ? 按葉輪個(gè)數(shù)分 單級(jí)和多級(jí) 1， 單級(jí)單吸臥式離心泵的基本構(gòu)造 單級(jí)單吸臥式離心泵 1一葉輪， 2一泵軸； 3一鍵， 4一泵殼， 5一泵座‘ 6一灌水孔，7一放水孔： 8一接真空表孔， 9一接壓力表孔， 10一泄水孔，1l一填料盒， 12一減漏環(huán)， 13一軸承座， 14—壓蓋調(diào)節(jié)螺栓，15—傳動(dòng)輪（皮帶輪或聯(lián)軸器） 單級(jí)單吸式離心泵 2， 單級(jí)雙吸式離心泵的構(gòu)造 單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)圖 1泵體； 2 泵蓋； 3葉輪； 4泵軸； 5密度封環(huán)； 6軸套： 7填料盒； 8填料； 9水封環(huán)； 10壓蓋； 11軸套螺母： 12軸承體； 13固定螺釘； 14軸承體壓蓋； 15滾動(dòng)軸承； 16聯(lián)軸器； 17軸承端； 18擋水圈； 19螺桿； 20鍵 單級(jí)雙吸式離心泵 3， 多級(jí)泵 ? 多級(jí)泵是指一個(gè)泵軸上串裝兩個(gè)以上的葉輪的水泵，葉輪的個(gè)數(shù)即為水泵的級(jí)數(shù)。 二、軸流泵的典型結(jié)構(gòu) ? 軸流泵主要有立式、臥式和斜式三種結(jié)構(gòu)形式 ? 軸流泵的葉片的安裝形式有固定式、半調(diào)節(jié)式和全調(diào)節(jié)式三種，固定式主要用于小口徑的軸流泵（小于 300mm） 三、 混流泵的典型結(jié)構(gòu) ? 混流泵 根據(jù)其壓水室的不同，通?？煞譃槲仛な胶蛯?dǎo)葉式兩種 。 ? 蝸殼式與單吸式離心泵 相似 ? 導(dǎo)葉式與立式軸流似 。 ? 工作原理：介于離心泵和軸流泵之間。 混流泵 第四節(jié) 泵的基本性 能參數(shù) ? 水泵的 6個(gè)性能參數(shù) ： 流量 (抽水量 )—— 水泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的液體數(shù)量 。 用字母 Q表示，常用的體積流量單位是 m3／ h或 L／ s。常用的重量流量單位是 t／ h。 揚(yáng)程 (總揚(yáng)程 ) —— 水泵對(duì)單位重量 (1kg)液體所作功，也即單位重量液體通過水泵后其能量的增值。用字母 H表示，其單位為 kgm／ kg，也可折算成被送液體的液柱高度 (m)；工程中用國際壓力單位帕斯卡 (Pa)表示 。 ? 軸功率 —— 泵軸得自原動(dòng)機(jī)所傳遞來的功率稱為軸功率，以 N表示。 原動(dòng)機(jī)為電力拖動(dòng)時(shí)，軸功率單位以kw表示。 有效功率 —— 單位時(shí)間內(nèi)流過水泵的液體從水泵那里得到的能量叫做有效功率，以字母 Nu表示泵的有效功率為 QHN u ??3/1 0 0 0: mkg取?? 效率 —— 水泵的有效功率與軸功率之比值，以 η 表示。 t：運(yùn)行時(shí)間 h η 1：水泵的效率 η 2：電機(jī)的效率 ) ( 102 2 1 kwh t QH W ? h h ? N N u ? h ? 例：某水廠取水泵站，供水量 Q＝ 104m3／ d，揚(yáng)程 H=30m；水泵及電機(jī)的效率均為 70％，則該泵站工作 10h其電耗值？ ? 轉(zhuǎn)速 —— 水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)來表示，以字母 n表示 ? 常用單位為 r／ min(rpm)。 ? 在往復(fù)泵中轉(zhuǎn)速通常以活塞往復(fù)的次數(shù)來表示(次／ min) ? (Hs)及氣蝕余量 (Hsv) 允許吸上真空高度 (Hs)—— 指水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 (即水溫為 20℃ 、表面壓力為一個(gè)標(biāo)推大氣壓 )運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵所允許的最大的吸上真空高度 (即水泵吸入口的最大真空度 )。單位為mH20。水泵廠一般常用 Hs來反映離心泵的吸水性能。 氣蝕余量 (Hsv)—— 指水泵進(jìn)口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸氣壓力的富裕能量。水泵廠一般常用氣蝕余量來反映軸流泵、鍋爐給水泵等的吸水性能。單位為 mH20 。氣蝕余量在水泵樣本中也有以 Δh 來表示的。 水泵的銘牌 水泵的銘牌 型號(hào) :12SH28A 揚(yáng)程： 10m 流量： 684m3/h 轉(zhuǎn)數(shù)： 1450r/min 效率： 78% 軸功率： 28kW 允許吸上 真空高度： 總量： 660kg 水泵型號(hào) 水泵種類 型號(hào)舉例 型號(hào)說明 備注 軸流泵 半調(diào)節(jié)軸流泵 900ZLB70 36ZLB70 ZLB –立式半調(diào)節(jié)軸流泵 900 泵出口直徑， mm 70