水泵与水泵站注册给排水

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/5/18,,‹#›,,注册公用设备工程师考试,,2013,年给水排水专业,,基础课,—,泵及泵站,,,北京工业大学市政学科部,马长明,2013.4,考试大纲,,,4,．,1,,叶片式水泵,离心泵工作原理,离心泵的基本方程式,,性能曲线,,比转数（,n,s,）,,管道系统特性曲线,,水箱出流工况点,,定速运行工况,,调速运行,并联运行,,串联运行,,吸水管中压力变化,,气穴和气蚀,气蚀余量,,安装高度,混流泵,,2024/11/26,2,2013,给水排水专业基础课复习,4. 1. 1,,离心泵工作原理

2、,,水泵,：,是一种能量转化机械。它将机械能转化为液体的动能和势能，达到输送和提高液体高程的目的。,,1,、按作用原理水泵分类,,叶片式水泵,——,离心泵、轴流泵、混流泵,,容积式水泵,——,活（柱）塞式往复泵、旋片泵、水环泵。,其它类型水泵,——,射流泵、气升泵、螺旋泵等。,,,2024/11/26,3,2013,给水排水专业基础课复习,,叶片式水泵,：高速旋转的叶轮通过叶片进行能量转化，实现对液体的压送。,按工作原理可分为：,离心泵,、,轴流泵,和,混流泵,。,,,,,容积式水泵,：,,通过泵体工作室容积的改变实现对液体的压送。,,,,,其它类型的水泵,：除叶片式水泵和容积式水泵之外的特殊

3、泵。,,,,2024/11/26,4,2013,给水排水专业基础课复习,2,、叶片式水泵的工作原理,2024/11/26,5,2013,给水排水专业基础课复习,离心泵,的工作原理,轴流泵,的工作原理,混流泵,,,,,,离心泵,,2024/11/26,6,2013,给水排水专业基础课复习,,,2024/11/26,7,2013,给水排水专业基础课复习,,轴流泵,混流泵,混流泵的性能介于离心泵和轴流泵之间，混流泵可根据其压水室的不同分为蜗壳式和导叶式两种。,蜗壳式混流泵,的外形与性能均与单吸式离心泵接近，,导叶式混流泵,则与立式轴流泵接近。,,2024/11/26,8,2013,给水排水专业基础课

4、复习,,,3,、离心泵的工作过程,,2024/11/26,9,2013,给水排水专业基础课复习,4,、离心泵的主要零件,2024/11/26,10,2013,给水排水专业基础课复习,,,叶轮,,,泵壳与泵座,,,,转动部件,,联轴器,,泵轴,,轴承座,,轴向力平衡措施,,交接部件,,减漏环,,轴封装置,叶轮,：叶轮是离心泵将旋转机械能转化为水能的主要零件。,,2024/11/26,11,2013,给水排水专业基础课复习,,2024/11/26,12,2013,给水排水专业基础课复习,1,）按叶轮进水口分：单吸和双吸两种形式。,双吸式叶轮,,2024/11/26,13,2013,给水排水专业基础

5、课复习,2,）按盖板情况分为：封闭式叶轮，,,开敞式叶轮，半开敞式叶轮。,开敞式叶轮,半开敞式叶轮,,2024/11/26,14,2013,给水排水专业基础课复习,泵壳：,1,）通,过吸水室（吸水锥管、环形吸水实、半螺旋吸水室）将水引入叶轮；,2,）通过螺旋线涡壳及压水锥管将叶轮出水与压水管路相联接。,泵座：,1,）将泵与底板或基础固定；,2,）承受泵的动、静荷载且将其传至底板或基础。,,2024/11/26,15,2013,给水排水专业基础课复习,1,）联轴器（靠背轮）,作用,：将电机轴（主动轴）功率传递给泵轴（被动轴）。,,类型,：,刚性联轴器；挠性联轴器。,,2024/11/26,16,

6、2013,给水排水专业基础课复习,2,）泵轴,：旋转叶轮。,3,）轴套,：防磨、定位。,4,）键,：,轴与叶轮的传动。,5,）轴承与轴承座：,,滚动轴承又分为滚珠轴承和滚柱轴承。,,2024/11/26,17,2013,给水排水专业基础课复习,轴向力平衡措施,1,）轴向力的产生原因,：,叶轮两侧水压力不等。,2,）轴向力的平衡措施,平衡孔（单级泵）,；,平衡鼓（多级泵）；,平衡盘（多级泵）,。,,2024/11/26,18,2013,给水排水专业基础课复习,轴向力平衡措施,——,平衡孔（单级泵）,,2024/11/26,19,2013,给水排水专业基础课复习,轴向力平衡措施,——,平衡鼓（多级

7、泵）,,2024/11/26,20,2013,给水排水专业基础课复习,轴向力平衡措施,——,平衡盘（多级泵）,,2024/11/26,21,2013,给水排水专业基础课复习,交接部件,泵的转动部件与固定部件存在交接部，为减小泄漏或回流所设计的部件称为交接部件，如减漏环、轴封装置。,作用,：减少回流泄漏；保护泵壳和叶轮。,两种减漏途径,：,1,）减小接触间隙（小,0.1~0.5mm,）；,2,）增加泄漏通道的阻力。,,(1),减漏环,2024/11/26,22,2013,给水排水专业基础课复习,(2),轴封装置,常用的密封装置,：填料密封；机械密封。,填料密封,机械密封,,4,－,1,水泵的作用

8、是使液体获得（,,）。,,A,．动能,,B,．压能,,C,．势能,,D.,动能或势能,,D,2024/11/26,23,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,2,离心泵的转动部件包括（,,）。,,A,．叶轮、泵轴和轴承,,B,．叶轮、泵轴和减漏环,C,．叶轮、泵轴和轴封装置,D,．叶轮、泵壳和轴封装置,A,2024/11/26,24,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,3,水泵可以按作用原理分为（,,）三大类。,,A,．离心泵、混流泵、轴流泵,,B.,叶片泵、容积泵、其他泵,C.,调速泵、定速泵、半可调泵,,D.,固定式、半可调式、全可调式,,B,2024/11/26,25,2013

9、,给水排水专业基础课复习,4,－,6,离心泵起动前需将泵壳和吸水管路灌满水，灌水的作用是（,,）。,,A,． 防止水泵发生气蚀,,B.,,增大叶轮进口真空值,C.,,降低水泵起动功率,,D,．降低电耗,,B,2024/11/26,26,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,61,轴流泵的工作是以空气动力学中机翼的（,,）为基础的，其叶片与机翼具有相似形状的截面。,,A,．应用条件,,B,．适用范围,,C.,断面形状,,D,．升力理论,,D,2024/11/26,27,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,64,混流泵是利用叶轮旋转时液体受（,,）双重作用来工作的。,,A,．速度与压力变

10、化,,B,．作用力与反作用力,C.,离心力与轴向升力,,D,．流动速度和流动方向的变化,,C,2024/11/26,28,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,65,混流泵按结构形式分为（,,）两种。,,A,．立式与卧式,,B,．正向进水与侧向进水,C,．全调节与半调节,,D,．蜗壳式和导叶式,,D,2024/11/26,29,2013,给水排水专业基础课复习,2024/11/26,30,2013,给水排水专业基础课复习,4. 1. 2,叶片泵的基本性能参数,（,1,）流量,,（,2,）扬程,（,3,）,轴功率,,（,4,）,效率,（,5,）转速,,（,6,）,允许吸上真空高度（或气余量）

11、,扬程,H,：,水泵对单位重量的液体所作的功，即单位重量的液体流过水泵后其能量的增值。,数学表示：以水泵出口的单位重量能量（比能）,E,2,与水泵入口单位重量的能量,E,1,之差表示：,其中单位重量液体的能量（比能）：,水泵的理论扬程,H,T,与实际扬程,H,。,水泵名牌参数,2024/11/26,31,2013,给水排水专业基础课复习,,水泵铭牌,上所,列是在,给定转速,n,下，,最高效率点,η,所对应的,H、Q、N,、,及,H,S,或,H,sv,的值，也称为,设计工况点,。,,离心式清水泵,,型号：,12Sh-28A,转速：,1450r/min,扬程：,10m,效率：,78%,流量：,68

12、4m,3,/h,轴功率：,28W,允许吸上真空高度：,4.5m,重量：,660kg,,常见水泵型号：,1,）双吸离心泵：,Sh,，,S,，,Sa,；,,,2,）国际标准离心泵：,IS,；,3,）多级泵：,D,，,Da,；,,,4,）潜水泵：,QG,（,W,），,QXG,5,）轴流泵：,ZLB,；,,,6,）混流泵：,HW,，,HD,7,）深井多级泵：,JD,；,,,8,）螺旋泵：,LXB,水泵轴功率,N,：,泵轴得自原动机所传递的功率。,,,2024/11/26,32,2013,给水排水专业基础课复习,水泵有效功率,N,u,：,水泵输入液体的功率,。,M,：,水泵轴传输力矩，,ω,：水泵轴转动

13、角速度。,功率单位,,1 W,（瓦特）,= N· m/s;,1 kW =1000 W = 102 kgf · m/s = 1.36 HP;,1 HP,（马力）,= 75 kgf · m/s = 735 W,,水泵水功率,N,h,：,叶轮传递给液体的全部功率。,N,h,=,ρgQ,T,H,T,,2024/11/26,33,2013,给水排水专业基础课复习,,水泵效率,η,：,水泵有效功率与轴功率之比值,水泵的总效率：,,1,）,水力效率,η,h,,：,实际扬程,H,与理论扬程,H,T,之比值,2,）,机械效率,η,m,,：,水功率与水泵轴功率之比值,3,）,容积效率：,实际流量与理论流量之比

14、值,η,V,= Q,／,Q,T,,,2024/11/26,34,2013,给水排水专业基础课复习,1,）水泵轴功率的计算：,2,）水泵运行所需电能量：,原动机为电机时：,,η,P,,：电机效率；,η’,：传动效率；,N,P,：,电机输入功率。,,2024/11/26,35,2013,给水排水专业基础课复习,1,）允许吸上真空高度,H,S,定义,：指水泵在标准状况下（水温：,20°C,，当地压强,1 atm,）运转时，水泵吸入口测压孔处所允许的最大真空高度。,要求,：,H,V,≤ H,S,,其中：,H,V,—,入口真空表读数。,H,s,数值,： 依据气蚀实验确定。 单位：,m H,2,

15、O,。,特点,：对不同的海拔高程和水温需要修正。,用途,：保证水泵在正常运行时不发生气蚀；用以计算、确,,定水泵的安装高程。,,2024/11/26,36,2013,给水排水专业基础课复习,,2,）气蚀余量,H,SV,,定义,：指水泵进口处，单位重量的液体所具有的超过饱和蒸,,汽压力的富裕能量。,,要求,：,泵,实际运行的值应,满足,数值,：依据气蚀实验确定；,单位,：,m H,2,O,。,特点,：仅与水泵自身的结构特性、水力特性有关。,用途,：保证水泵在正常运行时不发生气蚀；用以计算、确,,定水泵的安装高程。,4,－,4,水泵的扬程即（,,）,。,,A,．水泵出口与水泵进口液体的压能差,B.

16、,,水泵出口与水泵进口液体的比能差,C.,,叶轮出口,与,叶轮进口液体的压能差,D.,,叶轮出口与叶轮进口液体的比能差,,B,2024/11/26,37,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,20,离心泵的允许吸上真空高度,H,s,，是指水泵在标准状况（即水温为,20,℃，表面压力为一个标准大气压）下运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度，它反应（,,）。,,A.,离心泵的吸水性能,,B.,离心泵的吸水地形高度,C.,离心泵的进水口位置,,D,．叶轮的进水口位置,,A,2024/11/26,38,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,21,水泵的泵壳铭牌上简明列出了水泵在设计转速下运转

17、且（,,）时的流量、扬程、轴功率及允许吸上真空高度或气蚀余量值。,,A,．转速为最高,,B,．流量为最大,,C.,扬程为最高,,D.,效率为最高,,D,2024/11/26,39,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,22,某泵供水量,Q,＝,86 400m,3,/d,，扬程,H,＝,30m,，水泵及电机的效率均为,70,％，传动装置效率为,100,％，则该水泵工作,10h,的耗电量为（,,）,kW,·,h,。,,A,．,600 B. 6000 C. 60 000 D. 6 000 000,,B,2024/11/26,40,2

18、013,给水排水专业基础课复习,4,－,66,下列水泵型号中，不属于叶片式水泵的是（,,）。,,A,．,ISL65,－,50,－,160,B. 300S32A,C,．,200QW360,－,6,－,11,D. LXB,z,800,－,3,,D,2024/11/26,41,2013,给水排水专业基础课复习,4. 1. 3,离心泵的基本方程式,2024/11/26,42,2013,给水排水专业基础课复习,1,、叶轮内液体速度表示,——,速度合成三角形,绝对运动速度,：C；,,相对运动速度：,W；,,牵连运动速度：,U,由速度合成关系，叶轮内任意一点的速度,2024/11/26,43,2

19、013,给水排水专业基础课复习,2,、按叶片出口安放角，将叶片分为：,,后,弯,式,径向式,前,弯式,当,β,2A,=90,°时，水泵效率仅有30%~50%,2024/11/26,44,2013,给水排水专业基础课复习,3,、基本方程的推证的基本假设,1）理想流体假设,2）恒定流动假设,3）叶轮叶片无穷多、无限薄假设,无粘性、不可压；所以流动分析不计水力损失。,① 在叶轮外，绝对运动是恒定流；,,②,在叶轮内，相对运动是恒定流,。,①,β=β,A,（,相对运动沿叶片骨线运动）；,② 叶轮同半径处的同名流速相等；,③ 叶轮中每个叶槽内的液体流动是均匀一致的。,2024/11/26,45

20、,2013,给水排水专业基础课复习,4,、叶片泵的基本方程,,,基本方程：水泵理论扬程与泵的转速、叶轮直径和叶片进、,,出口绝对水流角及绝对流速之间的关系。,在设计工况下：,,α,1,=90,°，,C,1u,=0,,5,、基本方程的讨论,2024/11/26,46,2013,给水排水专业基础课复习,1）,H,T,与出口水流角,α,2,在设计工况下，,α,1,=90,°，,C,1u,=0,∴ α,2,越小，,H,T,越大,（一般,α,2,= 6° ~ 15°）,。,2,）,H,T,与转速,n,和叶轮外径,D,2,的关系,3,）密度,ρ（,或容重）的影响：,H,T,与,ρ,无关。,即： 泵在输送

21、不同,ρ,的液体时，其理论扬程相同；,但泵所消耗的功率是不同的。,2024/11/26,47,2013,给水排水专业基础课复习,6,、,对基本方程假设的讨论,1）恒定流动假设,——,合适（当,Q,T,= const）。,2,）叶轮叶片无穷多、无限薄假设对有限叶片数不合适，需修正。,3）理想流体假设,认为液体无粘性，流经叶轮时无能量损失。,不适合,——,流过叶轮时有冲击损失、摩阻损失等。,4,－,5,,叶轮内液体的运动是一种复合圆周运动，液体质点的速度是（,,）的合成。,,A,．相对速度和绝对速度,,B,．相对速度和牵连速度,C,．绝对速度和牵连速度,,D.,,,圆周运动速度和牵连速度,,B,2

22、024/11/26,48,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,7,当水泵叶轮出水角，β,2,小于,90,°时，叶片为（,,）。,,A,．径向式,B,．前弯式,,C.,后弯式,D.,水平式。,,C,2024/11/26,49,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,8,速度三角形中,C,2u,表示叶轮出口液体质点速度的（,,）。,,A,．径向分速度,,B,．切向分速度,,C,．相对速度,,D.,,圆周运动速度,,B,2024/11/26,50,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,9,叶片泵的基本方程式为：,H,T,=,（,,）。,,A. B.,,C.

23、 D,．,,,A,2024/11/26,51,2013,给水排水专业基础课复习,,4,－,10,水流通过水泵时，比能增值,H,T,与圆周运动速度值有关，因此，提高转速,n,和（,,）可以提高水泵扬程。,,A,．减小叶轮直径,D,2,,B,．增大叶轮直径,D,2,C,．切削叶轮直径,,D,2,D,．固定叶轮直径,,D,2,,B,2024/11/26,52,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,11,叶片泵基本方程式的形式与液体密度无关，适用于各种理想液体，因此，水泵分别输送密度不同而其他性质相同的两种理想液体时，水泵的（,,）相同。,,A,．扬程,B.,出口压力,,C.,轴功率,D

24、.,有效功率,,A,2024/11/26,53,2013,给水排水专业基础课复习,4.,,1.,,4,水泵,性能曲线,2024/11/26,54,2013,给水排水专业基础课复习,1、水泵特性（性能）曲线含义,当转速,n,,=,,const,,下，以流量,Q,为自变量，绘制的水泵扬程,H、,水泵效率,η、,水泵轴功率,N、,以及水泵允许吸上真空高度,H,S,（或气蚀余量,H,SV,）随流量变化的关系曲线。,对,n = const,下，给出：,,2、水泵特性曲线的确定,由水泵性能实验或气蚀实验获得。,2024/11/26,55,2013,给水排水专业基础课复习,3,、水泵理论特性曲线,——,基本

25、方程确定的,H,T,与,Q,T,的关系,在,α,1,=90,°下，有：,（1）,H,T,与,Q,T,呈线性关系；,（2）,曲线随,u,2,和,β,2,的变化：,（3）前弯式叶轮（,β,2,＞90°）：,,1）在供水系统运行中水泵电机易过载；,,2）,H,T,随,Q,T,而增大，扬程的增加主要是由,动能部分产生,，故水泵效率低。,1,）,β,2,增大，直线斜率,B,由“负”到“正”；,2,）,u,2,增大，,A,点上移。,4,、水泵实测特性曲线的讨论,2024/11/26,56,2013,给水排水专业基础课复习,（,1,）离心泵的特性曲线,以“14,SA—10”,型水泵的特性曲线为例，说明水泵特

26、性曲线,Q － H、Q － N、Q － η,及,Q － H,s,的特点。,1,）各曲线形状特点,①,,H,随,Q,的增加而降低；,②,N,随,Q,的增加而增加；,③,效率,曲线有极值点，,该点对应与泵的设计工况点。,④,H,S,随,Q,增大而减小。,2024/11/26,57,2013,给水排水专业基础课复习,2,）特性曲线所反映的离心泵的运行特点,①,,Q,－,H,运行特性,随,Q,增大,H,减小的特性适宜电机配套，且水泵在系统中运行时工况可自动调节。,② 离心泵的“闭闸起动”,离心泵的轴功率,N,在,Q=0,时值最小（约为设计值的30% ~ 40%），用“闭闸起动”方式适合电机起动特性要求

27、。,,但应注意：只允许作短时间的闭闸运行，能量转化为热能而损耗。,③ 配套电机功率,N,P,的确定,其中：,N,——,,水泵装置在运行中可能达到的最大轴功率；,,k,——,,安全系数；,η″,——,,传动效率；,,皮带传动,η″= 90% ~ 95%；,挠性联轴器,η″,≥95%。,2024/11/26,58,2013,给水排水专业基础课复习,④ 特性曲线上的高效区段,设计工况点，不低于最高效率值的10%的区段。在满足水泵站的供水要求下，应使泵在高效区段内运行。,⑤,Q－H,S,曲线,反映不同流量下的允许最大吸上真空高度，它并不表示水泵在（,Q ，H）,工况点的实际吸上真空值。,⑥ 输送

28、不同液体时特性曲线的应用问题,特性曲线是对一定液体（一般为水）所作试验得到的，当输送液体的,ρg,与试验介质不同时，,Q－N,曲线需换算；当输送液体的粘性不同时，泵的特性曲线需经过专门换算，不能直接套用输水的特性曲线。,2024/11/26,59,2013,给水排水专业基础课复习,（,2,）轴流泵的特性曲线,1）扬程随流量减小而剧烈增加，一般空转扬程为设计扬程的1.5 ~ 2倍，,Q~H,曲线有拐点（,H,0,= (1.5 ~ 2.0)H,d,）；,2）,Q ~ N,曲线呈陡降曲线，关闸轴功率,N,0,为设计工况轴功率的1.2 ~ 2.4 倍（,N,0,= (1.2 ~ 2.4)N,d,）。,

29、所以,轴流泵采用开闸启动,。,3）,Q ~ η,曲线高效区很窄。,4,）不能进行叶轮切割，变速调节难以实现，一般选用变角调节方式以适应工况调节。,变角调节方式有,：叶片全调式和叶片半调式两种。,5,）要求的气蚀余量大，一般情况下吸水地形高度,H,SS,为负值。,2024/11/26,60,2013,给水排水专业基础课复习,变角调节方式：叶片全调式和叶片半调式,,4,－,14,每台水泵都有其特定的特性曲线，水泵的,Q,－,H,特性曲线反映了该水泵本身的（,,）。,,A.,潜在工作能力,B.,基本构造,,C.,工作环境,,D.,基本工作原理,,A,2024/11/26,61,2013,给水排水专业

30、基础课复习,4,－,15,水泵的特性曲线是在水泵的（,,）一定的情况下，各性能参数随流量变化而变化的曲线。,,A.,轴功率,B,．扬程,,C,．转速,D,．效率,,C,2024/11/26,62,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,16,离心泵采用闭闸起动的原因是，出水量为零时水泵的轴功率约为额定功率的（,,），符合电机轻载起动的要求。,,A. 80,％,B. 60,％,,C. 30,％,D. 10,％,,C,2024/11/26,63,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,17,电动机起动时要求轻载起动，所以离心泵起动前应处于（,,）的状态。,,A,．出水阀门全开,,B,．

31、出水阀门全闭,C,．吸水阀门全闭,,D,．吸水阀门或出水阀门全闭,,B,2024/11/26,64,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,18,从离心泵,Q,－,N,曲线上可看出，在,Q,＝,0,时，,N,≠,0,，这部分功率将消耗在水泵的机械损失中，变为（,,）而消耗掉，其结果将使泵壳内水温上升，泵壳、轴承会发热，而严重时会导致泵壳变形。所以，起动后出水阀门不能关太久。,,A,．扬程,B,．热能,,C,．动能,D.,势能,,B,2024/11/26,65,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,19,叶片泵,Q,－ η曲线是一条,具,有极大值的曲线，它从最高效率点向两侧下降，离心泵的,

32、Q,－η曲线比轴流泵的,Q,－η曲线（,,），尤其在最高效率点两侧最为显著。,,A.,变化较陡,,B,．数值更大,,C.,变化较平缓,,D,．数值更小,,C,2024/11/26,66,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,60,离心泵起动前一般应进行盘车、灌泵或引水排气、（,,），然后才能打开水泵。,,A,．测试水温,,B,．检查仪表和闭闸,C.,检查轴温,,D,．量测安装高度,,B,2024/11/26,67,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,62,按调节叶片角度的可能性，可将轴流泵分为（,,）三种类型。,,A,．固定式、半调节式和全调节式,B,．立式、卧式和斜式,C,．封闭式

33、、半敞开式和全敞开式,,D,．全角、半角和固定角,,A,2024/11/26,68,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,63,与离心泵相比，轴流泵的扬程特性曲线,Q,－,H,是（,,）型的。,,A,．直线,B,．抛物线,,C.,平缓,D,．陡降,,D,2024/11/26,69,2013,给水排水专业基础课复习,2024/11/26,70,2013,给水排水专业基础课复习,4.,,1.,,5,水泵装置（管道）特性,曲线,1、水泵装置,,由水泵与其配置的管路及一切附件所构成的系统。,2、水泵装置总扬程,（1）水泵装置总扬程的概念,对给定的水泵装置，在某种上、下游水池水位条件下，输送流量为,

34、Q,时水泵应具有的扬程值,H。,2024/11/26,71,2013,给水排水专业基础课复习,（3）装置总扬程的量定（估算）,由扬程定义：,整理可得：,2024/11/26,72,2013,给水排水专业基础课复习,1）水泵出口压力表读数,P,d,与,压出水柱高度,H,d,。,2,）水泵吸入口真空表度数,P,v,与,吸上真空水柱高度,H,v,。,2024/11/26,73,2013,给水排水专业基础课复习,值较小，忽略；,装置总扬程实际按,量测,(,估算值）,。,2024/11/26,74,2013,给水排水专业基础课复习,（,4,）装置总扬程的,计算,H,ST,：水泵静扬程；,∑,h,s,：吸

35、水管路损失； ∑,h,d,：压水管路损失。,（,5,）水泵装置管道特性曲线,对,H=H,ST,+,∑,h,在不同流量，给出装置总扬程的值，画在以流量为横坐标，装置总扬程为纵坐标的图上。,其中：∑,h,称为管道损失曲线。,2024/11/26,75,2013,给水排水专业基础课复习,3、水泵静扬程 （,H,ST,）,2024/11/26,76,2013,给水排水专业基础课复习,（1）水泵吸水地形高度（,H,ss,）,水泵轴线高程,Z,P,与水泵吸水池水面测压管高程之差。,其中：,Z,P,，Z,0,：,分别对应水泵轴线和吸水池液面相对于参考0势面的高度（,m ）;,p,0,：,吸水池液面处的表压力

36、值（,Pa）。,2024/11/26,77,2013,给水排水专业基础课复习,（,2,）水泵压水地形高度（,H,sd,）,水泵压水池水面测压高程与水泵轴线高程之差。,其中,Z,3,：,水泵压水池液面相对于参考0势面的高度（,m）；,p,3,：,压水池液面处的表压力值（,Pa）。,2024/11/26,78,2013,给水排水专业基础课复习,4,、管道水头损失特性曲线,对串联管道，从给定的两点,O,至,A,的总水头损失可表示为：,h,o-A,,=,h,A,,=,∑h,＝,∑,h,j,＋,∑,h,f,其中：,S——,管道总水头损失系数（阻抗），单位：[,s,2,/m,5,]。,当管道装置、布置、长

37、度和管径确定后，,S,为常数，与流量,Q,和水头,H,无关。可见，管道总水头损失,∑h,是流量,Q,的二次齐函数。,4,－,12,水泵装置总扬程包括两部分：一是将水提升所需的（,,），二是消耗在管路中的水头损失。,,A,．总扬程,B,．吸水扬程,,C,．静扬程,D,．压水扬程,,C,2024/11/26,79,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,13,在实际工程应用中，对于正在运行的水泵，水泵装置总扬程可以通过公式,H,＝（,,）进行估算。,,A,．,H,ss,+ H,sd,B,．,H,s,+ H,sv,,C,．,H,ST,+ H,sv,D. H,d,+ H,v,,D,2024/11

38、/26,80,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,23,反映流量与管道系统所需能量之间关系的曲线方程,,，称为（,,）方程。,,A,．水头损失特性曲线,,B,．阻力系数与流量,C.,管道系统特性曲线,,D,．流量与管道局部阻力,,C,2024/11/26,81,2013,给水排水专业基础课复习,2024/11/26,82,2013,给水排水专业基础课复习,4.,,1.,,6,水泵定速工况点分析,1,、瞬时工况点及其决定因素,（1）水泵装置的瞬时工况点,水泵在运行时，某一时刻所对应的特性参数值,——,转速,n、,输送流量,Q、,扬程,H、,效率,η、,轴功率,N,，称为水泵装置的,瞬时工况

39、点,。,1）水泵的型号（水泵特性曲线）；,（2）决定水泵装置瞬时工况的因素,3）水泵（输配水管道）装置系统及其布置，吸水池与送水池（高地水库或水塔）水位变化，水控制设备的操作状况（闸门、安全阀等）。,2）水泵运行的实际转速；,2024/11/26,83,2013,给水排水专业基础课复习,,2,）,瞬变过程,：水泵装置从一种稳定工况到另一种稳定工况的过渡。如：闸阀闸板脱落；管网干管爆裂；水泵电机断电等，,产生水锤,。,（3）水泵装置的稳定运行工况与瞬变过程,,1,）,稳定运行工况,：理论上指，（在一定时间内）水泵装置的特性参数（,Q、H、n、N、 η）,不随时间而变化。,,稳定工况点的确定：,2

40、024/11/26,84,2013,给水排水专业基础课复习,（1）水箱出流的流动条件,1）上、下水箱比较大，水箱内的行进流速可忽略；,2）两水箱的水位差,H,是常数，以下游水箱水位为参考零势面。,,,（2）水箱出流的能量守恒关系表示,（1）,H = ∑,h = SQ,2,；,（2）H－∑h ＝ 0,（,3,）水箱出流工况点的图解法（工况点：,H,k,，Q,k,）,（1,）,一般图解法,（2）折引,法,2,、水箱出流分析方法,2024/11/26,85,2013,给水排水专业基础课复习,（1）离心泵装置工况点的解析关系,1）能量平衡关系：,H = H,ST,+ ∑h,2）,折引法表示的关系：,H

41、 - ∑h = H,ST,,（,2,）确定水泵装置工况点的图解法,（1）图解法（,H,M,，Q,M,，η,M,，N,M,）；,（2）,折引法（,H,M,，Q,M,）,3,、离心泵装置工况点,2024/11/26,86,2013,给水排水专业基础课复习,（3）水泵装置工况点的自稳定特性,设扰动后工况点偏离,M,至,K（D），,则,K（D）,点会自动向,M,移动。,（4）极限工况点,当装置水头损失系数,S,取最小值时，所对应的水泵装置工况点称为极限工况点，即在给定,H,ST,下，水泵装置所能输送的最大流量,Q,M,。,4,、离心泵装置工况点的改变,2024/11/26,87,2013,给水排水专业

42、基础课复习,（1）离心泵工况点随静扬程,H,ST,的变化,1）调整范围,Q = 0, Q,A,（,极限工况点）,2）闸阀附加轴功率损耗⊿,N=,ρgQ⊿H／ η （kW）,（,3,）改变水泵特性曲线实现工况点的调节,2,）,水泵调速运行,1,）,水泵换论运行,3,）轴流泵变角运行,（2）离心泵工况点的闸阀节流调节（改变,S,值）,5,、数解法求离心泵装置的工况点,2024/11/26,88,2013,给水排水专业基础课复习,（1）基本思路,1）水泵扬程与流量（,H~Q,）的函数关系① ：,H = f(Q),,实验曲线，如何用解析式表示。,2）水泵装置的扬程与流量的关系② ：,H = H,S

43、T,+ ∑h = H,ST,+ SQ,2,,3）,水泵装置运行工况点应同时满足关系式①和②，,,,即求两方程之解，得到工况点,H,k,、,Q,k,。,,依据对,实验曲线的拟合方法，分为：,1,）,抛物线法,；,2,）最小二乘法,2024/11/26,89,2013,给水排水专业基础课复习,（,2,）水泵（,H ~ Q）,特性曲线的抛物线法,（虚扬程,H,x,和虚水头损失,h,X,表示）,H,=,H,X —,h,X,,=,H,X,,—,S,X,Q,n,其中：,H,X,——,虚总扬程；,,S,X,——,水泵内虚阻耗系数；,,h,X,——,水泵内虚水头损失；,,n,,——,,指数，,,一般可取,n

44、 = 2 。,2024/11/26,90,2013,给水排水专业基础课复习,当取,n = 2.0；,在水泵扬程曲线的高效率段内取两点,H,1,、,Q,1,，,H,2,、,Q,2,。，可求得：,故可求得水泵装置工况点为：,4,－,24,离心泵装置的工况就是装置的工作状况。工况点就是水泵装置在（,,）状况下的流量、扬程、轴功率、效率以及允许吸上真空度等。,,A,．出厂销售,,B.,实际运行,,C.,起动,,D.,水泵设计,,B,2024/11/26,91,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,25,如果图,4,－,10,中水泵装置运行时管道上的所有阀门为全开状态，则水泵特性曲线与管道系统特性曲

45、线的交点,M,就称为该水泵装置的（,,）。,,A,．并联工况点,,B,．极限工况点,,C.,相对工况点,,D,．绝对工况点,,B,2024/11/26,92,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,26,如果在定速运行的水泵供水系统中，阀门开启度不变，引起工况点发生变化的主要因素是（,,）。,,A,．,H,ST,变化,,B,．温度变化,,C,．,SQ,2,变化,,D.,时间变化,,A,2024/11/26,93,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,27,当水泵的吸水井水位下降时，工况点会向出水量（,,）的方向移动。,,A,．增大,B.,减小、,,C.,不变,D,．增大或减小,,B,20

46、24/11/26,94,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,28,离心泵装置的工况可以用闸阀来调节，也就是通过改变水泵出水阀门的开启度进行调节。关小阀门，管道局部阻力值加大，（,,），出水量减小。,,A,．管道特性曲线变陡,,B.,水泵特性曲线变陡,C,．等效率曲线变陡,,D.,效率曲线变陡,,A,2024/11/26,95,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,29,在泵站的运行管理中，水泵工况点的调节通常是指（,,），以使水泵在高效区内运行。,,A.,手动调节出水阀门的开启度,,B.,水泵自身自动改变出水流量,C.,通过自动控制系统改变水泵工作参数,,D.,人为对工况点进行改变和

47、控制,,D,2024/11/26,96,2013,给水排水专业基础课复习,4.,,1.,,7,水泵调速运行,,2024/11/26,97,2013,给水排水专业基础课复习,1、水泵运行工况相似条件,（1）两个流场（原型与模型）的相似条件,,1）几何相似； 2）运动相似； 3）动力相似。,1）几何相似,2）工况相似（运动相似 ≒动力相似）,（,2,）水泵运行工况相似条件,2024/11/26,98,2013,给水排水专业基础课复习,2、叶片式水泵的相似条件,1）几何相似,λ,：,称为长度比尺。,2）工况相似（运动相似 ≒动力相似）,：称为,速度比尺。,3,、运行工况,相似,3,定律,202

48、4/11/26,99,2013,给水排水专业基础课复习,（1）相似第一定律（流量关系）,（2）相似第二定律（扬程关系）,（3）相似第三定律（功率关系）,2024/11/26,100,2013,给水排水专业基础课复习,4,、水泵调速运行,（,1,）,函义,：,利用可调速的驱动电机来改变水泵轴的转速，从而改变水泵特性曲线以调节水泵运行工况点。,（,2,）,调速运行的特点,1）特性曲线调整区域大，大大地扩大了水泵的有效工作范围；,2）是泵站运行中最为适合的调节方式，可大大节约供水运行费用。,,泵站的造价会有所增加。,2024/11/26,101,2013,给水排水专业基础课复习,（,3,）比例律,对

49、同一台叶片泵，,λ,≡1，在不同转数下运行，则在两个转数,n,1,和,n,2,下所对应的相似运行工况满足比例律关系：,,2024/11/26,102,2013,给水排水专业基础课复习,（,4,）叶片泵调速运行的两类问题,1）调速运行特性曲线换算问题,已知：对给定转速,n,下的水泵特性曲线（,Q ~ H）、（Q ~ N）,和（,Q ~ η）。,要求：绘制转速为,n′,下的水泵特性曲线（,Q′ ~ H′）、（Q′ ~ N′）,和（,Q′ ~ η′）。,2）对给定的水泵装置工况点（管道特性曲线上的,A′ (Q′、H′),值）,,确定：水泵调速转速,n′,及通过水泵装置工况点的特性曲线。,,（,5,）

50、调速运行工况——,图解法,2024/11/26,103,2013,给水排水专业基础课复习,1,）给定调速后转速,n,2,下特性曲线的绘制,绘制步骤：,① 选点；,② 计算；,③ 立点；,④ 连线。,注意：,,效率曲线的绘制。,2024/11/26,104,2013,给水排水专业基础课复习,2,）给定运行工况点,B（H,B,, Q,B,），,确定调速转速,n,2,① 相似工况抛物线（等效率曲线）,由比例律：,可得：,满足抛物线：,H = k Q,2,即：满足上式的的所有（,H, Q）,点互为相似工况，各点对应的效率值相等；,称之为,相似工况抛物线。,2024/11/26,105,2013,给水排

51、水专业基础课复习,② 求解步骤,由给定工况点计算,k,值：,作过,B,点的相似工况抛物线,,,H = k Q,2,,与转速,n,1,下特性曲线（,H ~ Q）,1,交与,C,点。,,C（H,C,, Q,C,）,与,B （H,B,, Q,B,）,为相似工况点,。,,H = k Q,2,C,由比例律求出对应,B（H,B,, Q,B,）,工况点的转速值,（,6,）调速途径与注意事项,2024/11/26,106,2013,给水排水专业基础课复习,1）调速实现途径,① 调整电机转速（变极，变频，调转差率）；,② 电机转速不变，通过中间耦合器实现调速（如：液力耦合器，齿轮变速箱）。,2）级差调速

52、与无级调速,级差调速：水泵转速分几档，如改变电机极对数，齿轮变速；,无级变速：水泵转速可连续调整，如：液力耦合器，变频电机调速等。,3）调速应用注意事项,① 注意水泵转轴系统的临界转速（刚性轴与柔性轴）；,② 提高水泵转速影响到水泵叶轮的强度，一般不提速。,2024/11/26,107,2013,给水排水专业基础课复习,5,、水泵换轮运行,——,切削定律,（1）切削前后的叶轮不满足几何相似，所以,在理论上不能按相似定律对切削前后的叶轮特性曲线进行换算,。,切削律是以大量感性实验资料为基础，是实践经验的结论。,（,2,）切削三定律（水泵转速保持不变）,1）切削第一定律（流量关系）,2）切削第

53、二定律（扬程关系）,3）切削第三定律（功率关系）,2024/11/26,108,2013,给水排水专业基础课复习,（,4,）切削律应用的两类问题,1）第一类问题。对给定叶轮及其,特性曲线,，已知,切削前后叶轮的直径值,，要求做出,切削后叶轮的特性曲线,；,2,）第二类问题。对给定的水泵及特性曲线，欲通过改变叶轮直径的方法来,实现水泵在某一工况（,H′, Q,′,）,下工作,，要求确定,切削后的叶轮直径,和,切削后水泵的特性曲线,。,3,）第一类问题的解法步骤,①,选点,,,② 计算,,③,立点,,④ 连线,2024/11/26,109,2013,给水排水专业基础课复习,（,5,）叶轮切削限

54、量表,比转数,60,120,200,300,350,350,以上,最大允许切割量,(%),20,15,11,9,7,0,效率下降值,每切削,10%,，效率下降,1%,,每切削,4%,，效率下降,1%,,,,4,）切削抛物线（等效率抛物线）,由切削第一、二定律可得：,即：,H = KQ,2,,，,称为切削抛物线。,4,－,30,若两台水泵满足几何相似和（,,）的条件，则称为工况相似的水泵，符合叶轮的相似定律：,,A,．形状相似,B.,条件相似,C,．水流相似,D.,运动相似,,D,2024/11/26,110,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,31,水泵叶轮相似定律的第一定律（流量相似定

55、律）可以简化为（,,）。,,A,．,,,B.,,C.,,D.,,D,2024/11/26,111,2013,给水排水专业基础课复习,,,,,4,－,32,水泵叶轮相似定律的第二定律（扬程相似定律）可以简化为（,,）。,,A,·,B.,,C,·,D,·,,,B,2024/11/26,112,2013,给水排水专业基础课复习,,4,－,33,离心泵调速运行的理论依据是（,,）。,,A,．比例律,B.,切削律,C,．几何相似条件,D.,运动相似条件,,A,2024/11/26,113,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,34,某泵铭牌参数为,2000 r,／,min,，,Q = 0.17 m,

56、3,/s,，,H = 104 m,，,N = 184 kW,。另有一相似的水泵，其叶轮直径是上述水泵叶轮的,2,倍，转速为,1500r,／,min,，则该泵的高效点流量为（,,）,m,3,/s,。,,A. 0. 06 B. 0. 12,C. 1. 02 D. 0. 51,,C,2024/11/26,114,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,35,切削抛物线也称为（,,）。,,A,．管道特性曲线,,B.,水头损失特性曲线,C,．等效率曲线,,D,．相似工况抛物线,,C,2024/11/26,115,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,

57、36,比例律和切削律公式形式类似，均（,,）。,,A,．为理论公式,,B.,为经验公式,C.,适用于等效率曲线上的两个点,D,．适用于改变工况前、后两个点,,C,2024/11/26,116,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,37,在产品试验中，一台模型离心泵尺寸为实际泵的,1/4,，在转速,n,,＝,730,,r/min,时进行试验，此时量出模型泵的设计工况出水量为,Q,0,= 11,,,l/s,，扬程为,H,,＝,0.8,,m,。如果模型泵与实际泵的效率相等，则实际水泵在,n,＝,960,,r/min,时的设计工况流量和扬程分别为（,,）。,,A,．,Q,0,= 1040,,l/s

58、,，,,H,,=,,20.6,,m,,B. Q,0,= 925,,l,/,s,，,,H = 22.1,m,C. Q,0,= 840,l/,s,，,H,,=,,26.5,,m,,D. Q,0,= 650,l,/,s,，,H = 32.4,m,,B,2024/11/26,117,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,45,水泵在调速时应注意：提高水泵的转速，将会增加水泵叶轮中的离心应力，可能造成（,,），也有可能接近泵转子固有的振动频率，而引起强烈的振动现象。,,A,．出水量减小,B.,扬程降低,C,．机械损伤,D.,电机超载,,C,2024/11/26,118,

59、2013,给水排水专业基础课复习,4,－,46,已知：某离心泵,n,1,,＝,960,r/min,时,(,Q,－,H,),1,曲线上工况点为,A,1,（,Q,1,＝,42 L/s,，,H,1,＝,38.2m,），转速由,n,1,调整到,n,2,，后，其相似工况点为,A,2,（,Q,2,＝,31,．,5 L/s,，,H,2,＝,21.5m,），则,n,2,=,（,,）,r/min,。,,A,．,680 B,．,720 C,．,780 D. 820,,B,2024/11/26,119,2013,给水排水专业基础课复习

60、,4,－,47,如图,4,－,50,所示，已知：某离心泵,n,1,＝,950r/min,时,Q,－,H,1,，曲线上工况点为,A,（,Q,A,＝,42 L/s,、,H,A,,＝,38,．,2m,），转速调整后，,n,2,,＝,720 r/min,，保持静扬程不变，工况点,B,的流量,Q,B,比,A,点流量下降,33.3,％，扬程为,H,B,,＝,23.1 m,，则,B,点在曲线,Q,－,H,1,上的相似工况点,C,的流量为,Q,C,,＝（,,）,L/s,，扬程为,H,C,,＝（,,）,m,，,A,．,28,；,23.1,B,．,37,；,40,C,．,38,；,45,D,．,42,；,,50,

61、,B,2024/11/26,120,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,48,根据比例律可知，不同转速下满足比例律的所有工况点都分布在,H,＝,kQ,2,这条抛物线上，此线称为相似工况抛物线，也称为（,,）。,,A,．等效率曲线,B,．管路特性曲线,C,．流量一扬程特性曲线,D,．水泵效率曲线,,A,2024/11/26,121,2013,给水排水专业基础课复习,4.,,1.,,8,比转速,n,s,,2024/11/26,122,2013,给水排水专业基础课复习,1、比转速的概念及计算公式,（1）比转速的概念,叶片泵的比转速是个相似准数，反映了水泵叶轮的综合特性，是叶轮形状和性能的一个综

62、合判据，利用比转速可对水泵进行量化分类，是水泵系列化、规格化的基础。,（2）标准模型泵定义,叶片泵在最高效率点，,,扬程,H = 1 （m），,,流量,Q = 0.075 （m,3,/s）,，,,对应的有效功率,N,u,= 735.5 (W) = 1 (HP）。,2024/11/26,123,2013,给水排水专业基础课复习,（,3）,比转速计算公式,由叶片泵的相似律：,消去,λ,可得：,折算到标准模型泵所对应的模型泵的转速定义为该泵的比转速,n,s,。,2024/11/26,124,2013,给水排水专业基础课复习,比转速的单位：,n,s,— r/min,，应用时一般不说单位,。,使用上式时

63、计算参数所用单位,,：,Q,（,m,3,/s,）,；H,（,m,）,; n,（,r/min,）,。,一个比转速,n,s,反映了一群相似泵的综合特征，且用换算到标准模型泵的转速来标识。所以标准模型泵定义不同，计算出的比转速值也不同。,只要两台叶片泵的比转速相等，则这两台水泵就满足相似律，其对应工况满足工况相似，两台水泵的特性曲线之间可按叶片泵相似定律进行相互换算。,2024/11/26,125,2013,给水排水专业基础课复习,（,4,）计算比转速注意事项,1）计算比转速所用的,H、Q,值是最高效率点对应的值，即是设计工况点；,2）水泵样本中所给出的比转速是在水温为20℃，密度,ρ=1000 k

64、g/m,3,的得出值；,3）对双吸泵，计算比转速的流量应取额定流量值1/2，,,即:,Q,计,=,Q/2;,4）,对多级泵，计算比转速的扬程应取水泵额定扬程的1/,Z，,即：,H,计,=,H/Z,，,其中,Z,为多级泵的级数；,5）比转速的单位为：,r/min,，,实际使用过程中按,无名量,对待，主要用于反映（区别）,不同的水泵群（系列）,。,2024/11/26,126,2013,给水排水专业基础课复习,（,5,）对比转速的讨论,,1）,H↑, Q↓：n,s,↓,，叶槽长而窄,；,2,）,H↓, Q↑：n,s,↑,，叶槽短而宽,。,1,）,比转速与水泵形状的关系,2,）比转速与水泵特性曲线的

65、关系,比转速不同，反映的水泵特性曲线也不同，用相对值表示的水泵特性曲线，同一比转速的水泵特性曲线是相同的。,相对特性曲线：,下标0：表示水泵设计工况的值。,,1,）,n,s,与,Q~H,曲线的关系,；,2,）,n,s,与,Q~,η,取向的关系,；,3,）,n,s,与,Q~N,曲线的关系。,2024/11/26,127,2013,给水排水专业基础课复习,比转速与水泵形状的关系,,2024/11/26,128,2013,给水排水专业基础课复习,（,1,）,n,s,与,Q~H,曲线的关系,,2024/11/26,129,2013,给水排水专业基础课复习,（,2,）,n,s,与,Q~,η,取向的关系,

66、,2024/11/26,130,2013,给水排水专业基础课复习,（,3,）,n,s,与,Q~N,曲线的关系,,4,－,38,某一单级单吸泵，流量,Q,＝,45 m,3,/h,，扬程,H,＝,33.5 m,，转速,,n,＝,2900 r/min,，则比转数,n,s,＝（,,）。,,A. 120 B. 100,C,．,80 D,．,60,,C,2024/11/26,131,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,39,某单级双吸离心泵铭牌上显示，流量,Q,＝,790m,3,/h,，扬程,H,＝,19m,，转速,n,＝,1450r/min,，则该泵的比转数,n,s,=,（,,）。,,A,．,160 B,．,190 C,．,240 D,．,270,,B,2024/11/26,132,2013,给水排水专业基础课复习,4,－,40,有一台多级泵（八级），流量,Q,＝,45m,3,/h,，,H,＝,160m,，转速,n = 2900r/min,，则比转数,n,s,=,（,,）。,