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1、第4章水泵及水泵站4.1葉片式水泵4.2給水泵站4.3排水泵站1復(fù)習(xí)的三個(gè)層面:掌握基本概念增強(qiáng)對問題正誤的判斷能力提高對需要運(yùn)算的問題進(jìn)行快速計(jì)算的能力參考資料:教材或大學(xué)教材《水泵及水泵站》(第四版)室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范泵站設(shè)計(jì)規(guī)范24.1葉片式水泵水泵:輸送和提升液體的機(jī)器,它把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被輸送液體的能量,使液體獲得動(dòng)能或勢能。按作用原理的不同可把水泵分為三大類:葉片式水泵容積式水泵其他類型水泵3葉片式水泵依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)以完成其能量的轉(zhuǎn)換葉輪中葉片形狀不同,旋轉(zhuǎn)時(shí)水流受到的質(zhì)量力不同,水流流出葉輪時(shí)的方向不同根據(jù)葉輪出水的
2、水流方向可將葉片式水泵分為徑向流、軸向流和斜向流3種。即葉片式水泵可分為離心泵、混流泵、軸流泵三類離心泵——離心力作用,沿葉輪徑向出水混流泵——離心力、軸向升力共同作用,斜向出水軸流泵——軸向升力作用,沿葉輪軸向出水44.1.1離心泵工作原理教材葉輪高速旋轉(zhuǎn),液體受離心力作用,周邊壓力出水,中心負(fù)壓吸水葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械能→液體的能量(位能+壓能+動(dòng)能)5灌水的作用離心泵在啟動(dòng)之前,應(yīng)先用水灌滿泵殼和吸水管道,因?yàn)?泵殼內(nèi)液體離心力的大小與泵殼內(nèi)液體的容重γ成正比:6J——轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪中單位體積液體的離心力(kN)W——液體體積,W=1(m3)γ——液體容重(k
3、N/m3)r——葉輪半徑(m)ω——角速度(s-1)γ水約是γ空氣的800倍,J水也是J空氣的800倍,在葉輪進(jìn)口形成的真空也是800倍:J水約形成600mmHg的真空而J空氣只形成0.75mmHg的真空∴離心泵在啟動(dòng)之前,應(yīng)先灌泵7葉片泵的性能參數(shù)(共6個(gè))流量(出水量)Q(L/s或m3/h)揚(yáng)程(總揚(yáng)程)H(m)——液體經(jīng)過水泵所獲得的能量,即H=△E=E2-E1(液體比能的增值)E1、E2——水泵進(jìn)口、出口處液體的比能E——單位重量液體所具有的位能、壓能、動(dòng)能之和8揚(yáng)程的常用單位換算9HSTHsdHss水泵運(yùn)行時(shí)揚(yáng)程的計(jì)算水泵進(jìn)口處裝有真空表,讀數(shù)
4、——Hv出口處裝有壓力表,讀數(shù)——Hd水泵的揚(yáng)程可近似表示為:H≈Hd+Hv精確計(jì)算水泵運(yùn)行時(shí)揚(yáng)程的方法:△Z——水泵出口壓力表所在位置與水泵進(jìn)口真空表接點(diǎn)的標(biāo)高差10△Z△Z——水泵出口壓力表所在位置與水泵進(jìn)口真空表接點(diǎn)的標(biāo)高差11題9在實(shí)際工程應(yīng)用中,對于正在運(yùn)行的水泵,水泵裝置總揚(yáng)程可以通過以下公式進(jìn)行估算:H=(D)。(A)Hss+Hsd(B)Hs+Hsv(C)HST+Hsv(D)Hd+Hv明確各符號(hào)的含義12選泵時(shí)水泵揚(yáng)程計(jì)算能量守恒:液體的能量來源=剩余能量+過程中的能量消耗得水泵裝置的總揚(yáng)程需滿足:HSTHsdHss13HSTHsdHssH
5、——水泵裝置的總揚(yáng)程(m),包括兩部分:HST——水泵裝置的靜揚(yáng)程,即從水泵吸水井的設(shè)計(jì)水面到出水池最高水位之間的測壓管高差(m)(從吸水起點(diǎn)到送水終點(diǎn))HST=Hss+HsdHss——吸水地形高度或吸水揚(yáng)程,在泵站設(shè)計(jì)中又稱水泵的安裝高度,吸水池測壓管液面到泵軸的高差Hsd——壓水地形高度或壓水揚(yáng)程,泵軸到出水池測壓管液面的高差14靜揚(yáng)程HST從水泵吸水井的設(shè)計(jì)水面到出水池最高水位之間的測壓管高差封閉式水池要轉(zhuǎn)化成敞開式(接測壓管)進(jìn)行計(jì)算HST>0;HST=0;HST<015∑h——水泵裝置管路中水頭損失的總和(m)(從吸水起點(diǎn)到送水終點(diǎn))∑h=∑h
6、s+∑hd∑hs——吸水管路總水頭損失(吸水喇叭口到水泵進(jìn)口的沿程+局部水頭損失)(逐一計(jì)算)∑hd——壓水管路總水頭損失(水泵出口到出水池的沿程+局部水頭損失)(壓水管路局部損失按沿程損失的百分?jǐn)?shù)計(jì))16題8水泵裝置總揚(yáng)程包括兩部分:將水由吸水井提升到出水池(或水塔)所需的(C)和消耗在管路中的水頭損失。(A)總揚(yáng)程(B)吸水揚(yáng)程(C)靜揚(yáng)程(D)壓水揚(yáng)程基本概念的區(qū)分1718葉片泵的性能參數(shù)軸功率N或P(kW)——輸入水泵的功率19葉片泵的性能參數(shù)效率η(%):有效功率Nu(kW)——單位時(shí)間內(nèi)流過水泵的液體從水泵得到的能量Nu=γQH(水泵輸出功率
7、)軸功率N中:1)ηN=Nu——輸出到液體2)(1-η)N——損失在水泵內(nèi)部η——反映水泵性能及動(dòng)力的利用程度20(水泵、電機(jī)、傳動(dòng)裝置的效率分別為η、η′、η′′)電機(jī)傳動(dòng)水泵Q、Hηη′η′′21泵站電耗計(jì)算選泵及運(yùn)行時(shí),降低水泵的實(shí)際揚(yáng)程H,使接近管道系統(tǒng)所需的揚(yáng)程;提高水泵及電機(jī)的效率,可降低電耗注意各符號(hào)的單位,如送水時(shí):22例某水泵機(jī)組流量為10000m3/d,揚(yáng)程為29m,轉(zhuǎn)速為1450r/min,效率為78%,電費(fèi)為0.58元/kW·h,則其每日的耗電費(fèi)用為( )元。(按全天均勻供水、電機(jī)效率和傳動(dòng)裝置效率為1考慮)23例某泵站總供水量
8、為3150m3/d,水泵分2級(jí)工作,5~20時(shí)的15小時(shí)內(nèi),供水量為150m3/