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第二章 叶片式水泵

第二章 叶片式水泵. 2.1 离心泵的工作原理与基本构造 2.2 离心泵的主要零件 2.3 叶片泵的基本性能参数 2.4 离心泵的基本方程式 2.5 离心泵装置的总扬程 2.6 离心泵的特性曲线 2.7 离心泵装置定速运行工况 2.8 离心泵装置调速运行工况 2.9 离心泵装置换轮运行工况 2.10 离心泵并联及串联运行工况 2.11 离心泵吸水性能 2.12 离心泵机组的使用及维护 2.13 轴流泵及混流泵 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵. §2.11 离心泵吸水性能. 2.11.1 吸水管中压力的变化及计算.

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第二章 叶片式水泵

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  1. 第二章 叶片式水泵 • 2.1 离心泵的工作原理与基本构造 • 2.2 离心泵的主要零件 • 2.3 叶片泵的基本性能参数 • 2.4 离心泵的基本方程式 • 2.5 离心泵装置的总扬程 • 2.6 离心泵的特性曲线 • 2.7 离心泵装置定速运行工况 • 2.8 离心泵装置调速运行工况 • 2.9 离心泵装置换轮运行工况 • 2.10 离心泵并联及串联运行工况 • 2.11 离心泵吸水性能 • 2.12 离心泵机组的使用及维护 • 2.13 轴流泵及混流泵 • 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵

  2. §2.11 离心泵吸水性能 • 2.11.1 吸水管中压力的变化及计算

  3. 吸水池水面上的压头 和泵壳内最低压头 之差用来支付： (1)把液体提升Hss高度 (2)克服吸水管中水头损失 ； (3) 流速水头 (4)产生流速水头差值 (5)供应叶片背面足点压力下降值 。

  4. 表示吸水井中能量余裕值; 是泵壳进口外部的压力下降值 ; ( )反映了泵壳进口内部的压力下降值，此值中 是叶轮进口和进口附近叶片背面(背水面)的压头差， 通常不小于3m,由水泵的构造和工况而定的。

  5. 2.11.2 气穴和气蚀 1、气穴现象：当叶轮进口低压区的压力Pk≤Pva时，水就大量汽化，同时，原先溶解在水里的气体也自动逸出，出现“冷沸”现象，形成的汽泡中充满蒸汽和逸出的气体。汽泡随水流带入叶轮中压力升高的区域时，汽泡突然被四周水压压破，水流因惯性以高速冲向汽泡中心，在汽泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象，其瞬间的局部压力，可以达到几十兆帕。此时，可以听到汽泡冲破时炸裂的噪音，这种现象称为气穴现象。

  6. 2、气蚀 (1)气蚀现象：一般气穴区域发生在叶片进口的壁面，金属表面承受着局部水锤作用，经过一段时期后，金属就产生疲劳，金属表面开始呈蜂窝状，随之，应力更加集中，叶片出现裂缝和剥落。在这同时，由于水和蜂窝表面间歇接触之下，蜂窝的侧壁与底之间产生电位差，引起电化腐蚀，使裂缝加宽，最后，几条裂缝互相贯穿，达到完全蚀坏的程度。水泵叶轮进口端产生的这种效应称为“气蚀”。

  7. (2)气蚀两个阶段： 气蚀第一阶段，表现在水泵外部的是轻微噪音、振动和水泵扬程、功率开始有些下降。 气蚀第二阶段，气穴区就会突然扩大，这时，水泵的H、N、η就将到达临界值而急剧下降，最后终于停止出水。

  8. (3)气蚀的危害 水泵性能恶化甚至停止出水； 水泵过流部件发生破坏； 产生噪音和振动； (4)气蚀影响对不同类型的水泵不同 ns较低 ns较高

  9. 2.11.3 水泵最大安装高度 1、水泵最大安装高度

  10. 2、允许吸上真空高度Hs (1)水泵铭牌或样本中，对于各种水泵都给定了一个允许吸上真空高度Hs，此Hs即为Hv的最大极限值。在实用中，水泵的Hv超过样本规定的Hs值时，就意味着水泵将会遭受气蚀。 水泵厂一般在样本中，用Q-Hs曲线来表示该水泵的吸水性能。此曲线是在大气压为l0.33mH20，水温为20℃时，由专门的气蚀试验求得的。它是该水泵吸水性能的一条限度曲线。 Hs与当地大气压(Pa)及抽升水的温度(t)有关: 当地大气压越低，水泵的Hs值就将越小 水温越高，水泵的Hs值也将越小。

  11. (2)水泵厂所给定的Hs值修正： H’s——修正后采用的允许吸上真空高度(m) HS——水泵厂给定的允许吸上真空高度(m) ha——安装地点的大气压(即 )(mH20)； hav——实际水温下的饱和蒸汽压力(表2—8)。

  12. 2.11.4 气蚀余量(NPSH) 对轴流泵、热水锅炉给水泵等，其安装高度通常是负值，叶轮常须安在最低水面下，对于这类泵常采用“气蚀余量”这名称来衡量它们的吸水性能。 总气蚀余量。也即水泵进口处单位重量的水，所具有超过汽化压力的余裕能量再加上 。其大小通常换算到泵轴的基准面上； ha：吸水井表面的大气压力(mH20)； hva：该水温下的汽化压力(mH20)； Σhs ：吸水管道的水头损失之和(m)； Hss：水泵吸水地形高度，即安装高度(m)。

  13. 2、（NPSH）r和（NPSH）a (1)必要气蚀余量（NPSH）r 样本中所提供的蚀余量：由Δh和避免气蚀的余裕量(0.3mH20左右)两部分所组成。 (2)装置气蚀余量（NPSH）a 由气蚀余量公式计算出的是该水泵装置的实际的气蚀余量。 在工程中（NPSH）a =（NPSH）r+(0.4～0.6mH20)

  14. Hs 吸入式工作的水泵气蚀余量图

  15. 2.11.5 水泵的吸水性能 (1)允许吸上真空高度Hs： 离心泵的吸水性能通常是用允许吸上真空高度Hs来衡量的。 Hs值越大，说明水泵的吸水性能越好，或者说，抗气蚀性能越好。 (2)气蚀余量（NPSH）r： 水泵厂样本中要求的气蚀余量越小，表示该水泵的吸水性能越好。

  16. § 2.12 离心泵机组的使用、维护及更新改造 • 2.12.1 启动前的准备工作 (1)检查：螺栓、轴承、出水阀、压力表及真空表，供配电设备 (2)盘车：转动机组的联轴器，检查水泵及电动机内有无不正常的现象 (3)灌泵：向水泵及吸水管中充水 (4)闭闸启动：闭闸运行时间一般不应超过2—3min

  17. 2.12.2 运行中应注意的问题 (1)检查各个仪表工作是否正常、稳定。 (2)检查流量计上指示数是否正常。 (3)检查填料盒处是否发热、滴水是否正常。 (4)检查泵与电动机的轴承和机壳温升。 (5)注意油环，要让它自由地随同泵轴作不同步的转动。随时听机组声响是否正常。 (6)定期记录水泵的流量、扬程、电流、电压、功率因素等有关技术数据。 (7)水泵的停车应先关出水闸阀，实行闭闸停车。然后，关闭真空及压力表上阀，把泵和电动机表面的水和油擦净。

  18. 2.12.3 水泵的故障和排除 离心泵常见的故障及其排除见书表2—10。 • 2.12.4 机泵的更新改造 (1)电动机 a.负荷率低于0.5 b.电机绝缘性的低劣 (2)水泵： a.平常 b.采用调节出水阀来控制管网压力 c.流量变化与季节有明显关系 d.深井泵

  19. § 2.13 轴流泵及混流泵 • 2.13.1 轴流泵的基本构造 (1)吸入管； (2)叶片； (3)叶轮； (4)导叶 (5)轴； (6)机壳； (7)出水弯管 轴流泵

  20. (1)吸入管：一般采用符合流线型喇叭管或做成流道形式。(1)吸入管：一般采用符合流线型喇叭管或做成流道形式。 (2)叶轮：固定式、半调式和全调式 (3)导叶：把叶轮中向上流出的水流旋转运动变为轴向运动。 (4)轴和轴承：导轴承、推力轴承 (5)密封装置：压盖填料型 1叶片 2轮毂体 3角度位置 4调节螺母

  21. 2.13.2 轴流泵的工作原理 空气动力学中机翼的升力理论 P’ B A P

  22. 2.13.3 轴流泵的性能特点 (1)扬程随流量的减小而剧烈增大，Q—H曲线陡降，并有转折点。 (2)Q—N曲线为陡降曲线，一般称为“开闸启动” 。 (3)Q—η曲线呈驼峰形。也即高效率工作的范围很小。 轴流泵特性曲线 轴流泵的通用特性曲线

  23. (4)在水泵样本中，轴流泵的吸水性能，一般是用气蚀余量Δhsv来表示的。一般轴流泵的气蚀余量都要求较大。 • 2.13.4轴流泵的主要应用 适于输送清水或物理、化学性质类似于清水的液体，不同类型的轴流泵对所输送液体温度的要求不同(如ZLB型要求液体温度不超过50℃)可供电站循环水、城市给水、农田排灌等之用。 • 2.13.5 混流泵 蜗壳式、导叶式

  24. § 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵 • 2.14.1 IS系列单级单吸式离心泵 现行水泵行业首批采用国际标准联合设计的新系列产品 适合输送清水及物理化学性质相类似的其它液体，主要用于工业和城市给水、排水，亦可用于农业排灌，互换性强、高效节能。

  25. 2.14.2 Sh(SA)系列单级双吸式离心泵 这种泵在城镇给水、工矿企业的循环用水、农田诽溜、防洪排涝等方面应用十分广泛，是给水排水工程中最常用的一种水泵。 目前，常见的流量为90-20000m3/h，扬程为10—l00mH2O。 按泵轴的安装位置不同，有卧式和立式两种。 卧式 立式

  26. 2.14.3 D(DA)系列分段多级式离心泵 这类泵扬程在100-650mH2O高范围内，流量在5—720m3/h范围内。 D型多级离心泵

  27. 2.14.４JD(J)系列深井泵 　　深井泵是用来抽升深井地下水的。 主要由三部分组成： (1)包括滤网在内泵的工作部分 (2)包括泵座和传动轴在内的扬水管部分 (3)带电动机的传动装置部分等。 这类泵实际上是一种立式单吸分段式多级离心水泵。 QJ/QJT系列深井潜水泵

  28. 2.14.５潜水泵 　　潜水泵的持点是机泵一体化，潜水给水泵常用的型号为QXG，其流量范围为200-400m3/h，扬程范围为6．5-60mH2O，功率范围为11-150kW。 　 按用途分，给水泵、排污泵； 　 按叶轮形式分，离心式、轴流式及混流式潜水泵等。 潜水排污泵 潜水泵

  29. 2.14.6 污水泵、杂质泵 它与清水泵的不同处在于:叶轮的叶片少，流道宽，便于输送带有纤维或其它悬浮杂质的污水。另外，在泵体的外壳上开设有检查、清扫孔，便于在停车后清除泵壳内部的污浊杂质。 QW型潜水排污泵

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