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水泵与水泵站教学要点.doc

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1第一章 绪论第一节 水泵与泵站在给水排水事业中的作用和地位1.水泵与泵站的应用水泵与泵站主要应用于市政以及采矿、冶金、电力、石油、化工、农林等系统的给水和排水工程(主要用途为水的输送)。2.水泵与泵站在城市给排水系统中应用举例城市给排水系统典型工艺流程举例:流程一:原水由取水泵站从水源地送至水厂,净化后的合格用水由送水泵站输送到城市管网中去。 流程二:城市中排泄的生活污水和工业废水,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,经过处理后的污水再由另一个排水泵站(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。第二节 水泵定义及分类1. 水泵的定义泵不能简单地理解为一种将低处的水送至高处的机器,要用能量的观点解释。即能把原动机的能量(如机械能)传递转换至被输送的水,使水的能量(位能、压能、或动能)得到增加的设备,称作“泵”或“水泵”。2.水泵的分类泵的分类方法很多,通常按结构、工作原理分类。(1)按结构分类,通常有以下几种分类方法:a) 依叶轮进水方式,分单吸式和双吸式;b) 依叶轮个数,分单级和多级泵;c) 依泵体检修拆装情况,分水平中开式和垂直剖分式;d) 依泵轴装置形式,分立式、斜式和卧式。(2)按工作原理通常可分为三类:a) 叶片式水泵:离心泵、轴流泵、混流泵等。b) 容积式水泵:往复泵等。 c) 其它类型水泵:螺旋泵、射流泵、等。其中,叶片式水泵在实际应用中最为广泛。3.叶片式水泵中各种泵的基本特征离心泵流量较小、扬程较高;轴流泵大流量、低扬程;混流泵的特征界于离心泵和轴流泵之间。4.水泵的发展趋势(1)大型化、大容量化(2)高扬程、高转速(3)系列化、通用化和标准化 (4) 叶片式水泵第一节 离心泵的工作原理与基本构造1. 离心泵的工作原理2离心泵在启动前应该排气充水。当电动机通过泵轴带动叶轮高速旋转时,叶轮中的水由于受到离心力的作用,由叶轮中心甩向叶轮外缘,并汇集到泵体内,获得能量增量的水在泵体内被导向出水口,沿出水管被输送至出水池。与此同时,叶轮进口处产生真空或低压状态,进水的压强与进口处产生的真空或低压状态形成压强差,进水池中的水便在此压强差的作用下,通过进水管吸入叶轮。叶轮不停的旋转,水被源源不断的送出和吸入,构成连续的工作状态。第二节 离心泵的主要零件1.离心泵的组成以给水排水工程中常用的单级单吸卧式离心泵为例,离心泵的三个主要部分构件——静止部分(泵壳、泵座)、转动部分(叶轮、泵轴)、动静结合部(轴封装置、减漏环、轴承座)及联轴器和轴向力平衡装置2.离心泵各个零件的基本作用(1)叶轮叶轮是离心泵的主要零件,叶轮的作用就是高速旋转,传递能量.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。目前多数叶轮采用铸铁、铸钢和青铜制成。叶轮一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种。(2)泵轴 泵轴是用来旋转泵叶轮的,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。(3)泵壳 泵壳的作用一是把水引向叶轮,二是汇集叶轮当中流出的水.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。(4)泵座泵座的作用就是固定连接,泵座上有与底板或基础固定用的螺栓孔。(5)轴封装置轴封装置是对应泵轴与泵壳之间存在间隙而采取的措施.应用较多的轴封装置有填料密封和机械密封.(6)减漏环 叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处存在一个转动接缝,容易发生水的回流,产生容积损失。减漏环的主要作用就是减漏及另一作用是用来承磨的。(7)轴承座轴承座是用来支承轴的。常用的轴承有滚动轴承和滑动轴承。(8)联轴器电动机的出力是通过联轴器来传递给水泵的。第三节 叶片泵的主要性能参数1.叶片泵的主要性能参数表征水泵性能的参数是:流量 Q、扬程 H、轴功率 N(及有效功率 Nu)、效率η、转速 n、允许吸上真空度(Hs)及允许气蚀余量(Hsv)。在学习该部分内3容时,目前特别要注意体会和掌握前五个基本参数的定义、常用单位及其相互关系。第四节 离心泵的基本方程式1. 叶轮主要结构参数叶轮主要结构参数有:叶轮进口直径 D1,叶轮出口直径 D2, 出口宽度 b2,叶片进出口安装角度,叶片数,叶片包角等。这些参数对泵的性能产生重要影响。2.叶轮中液体质点运动的速度三角形叶轮中的液体存在三种运动,它们是圆周运动(圆周速度 U)、相对运动(相对速度 W)和绝对运动(绝对速度 C)。它们满足C=U+W由圆周速度、相对速度、绝对速度构成的图形,称为速度三角形。绝对速度 C 在切向和径向上的投影,分别称为切向分速和径向分速。欲描述叶轮中任一水流质点的运动状态,可绘出该点
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