《泵与泵站第六版答案》
河北工业大学13级给排水专业 泵与泵站课 程 设 计 任 务 书 设计题目： 送水泵站设 班 级： 给排水131班 姓 名： ?高兴达??? 学 号： 131518?? ? 指导教师： 李 静 ? ? 成 绩： ?????? ? 目录1.0水泵站课程设计任务书 ............................. - 1 -1.1、设计目的 .................................... - 1 - 1.2、原始资料 .................................... - 1 - 2.0计算说明书内容 ................................... - 2 -2.1二级泵站的组成 ............................... - 3 - 2.2二级泵站的特点 ............................... - 3 - 2.3泵站设计参数的确定 ........................... - 4 -2.3.1 流量的确定 ............................. - 4 - 2.3.2扬程的确定 .............................. - 4 - 2.4选择水泵 ..................................... - 5 -2.4.1水泵选择的基本原则 ...................... - 5 -3.0考虑因素： ....................................... - 5 -3.1初选水泵 ..................................... - 6 - 3.2确定电机 .................................... - 10 - 4.0 水泵机组的基础设计 ........................... - 10 - 5.0水泵吸水管和压水管系统的设计 .................... - 11 -5.1吸水管路 .................................... - 12 -5.1.2吸水管径 ............................... - 12 - 5.2压水管路 .................................... - 12 -5.2.1压水管路的布置 ......................... - 12 - 5.2.2压水管管径 ............................. - 13 -6.0管路附件选配 .................................... - 13 - 7.0布置机组和管道 .................................. - 13 - 8.0泵房形式的选择 .................................. - 14 -8.1泵的布置形式 ................................ - 14 - 8.2吸水井的设计 ................................ - 15 - 8.3各工艺标高的设计 ............................ - 15 - 8.4复核水泵和电机 .............................. - 16 - 8.5消防校核 .................................... - 17 - 9.0设备的选择 ...................................... - 17 -9.1引水设备 .................................... - 17 - 9.2计量设备 .................................... - 18 - 9.3起重设备 .................................... - 18 - 9.4泵房高度 .................................... - 19 - 9.5排水设备 .................................... - 20 -9.6防水锤设备 .................................. - 20 - 9.7泵房的建筑高度和平面尺寸的确定 .............. - 20 - 10.0设计二级泵站平面图和剖面图 ................. - 20 - 1.0水泵站课程设计任务书 1.1、设计题目：送水泵站（二级泵站）设计 1.2、原始资料： 送水泵站：某地区近期设计水量4.35万米/日，要求远期8.2万米/日。已知城市的用水量变化为：全天小时（0～24小时）用水量见表1-1（百分数表示）。表1-1最大日用水量变化表3322-6点，每小时供水量为2.7%，6-22点，每小时供水量为4.9%。 清水池及地面标高见图1-1。 图1-1 清水池及地面标高示意图（4）在该城市最高日最高时用水量时：① 二泵站供水量为两级供水中的最高级（即4.9%）； ② 输配水管网中水头损失为25.5米； ③ 管网中的控制点所需的自由水压为16米； ④ 控制点的标高为77.2m。2.0计算说明书内容1. 绪论2．初选水泵和电机根据水量、水压变化情况选泵，工作泵和备用泵型号和台数。 3泵房形式的选择4.机组基础设计、平面尺寸及高度 5.计算水泵吸水管和压力管直径 选用各种配件的型号、规格种类及安装尺寸（说明特点）。吸水井设计（尺寸和水位）6.布置管道和机组7.泵房中个标高的确定室内地面、基础顶面、水泵安装高度、泵房建筑高度。 8. 复合水泵电机计算吸水管机泵站内压水管损失、求出总扬程、校核所选水泵。如不合适，则重选水泵和电机。重新确定泵站的各级供水量。9.进行消防和传输校核 10.计算和选择附属设备 ①设备的选择和布置 ②计量设备 ③起重设备④排水泵及水锤消除器等11.确定泵站平面尺寸、初步规划泵房总面积泵房的长度和宽度，总平面布置包括：配电室、机器间、值班室、修理间等。2.1二级泵站的组成1）水泵机组 包括水泵和电动机，是泵站中最重要的组成部分； 2）吸压管路 指水泵的吸水（进水）管路和压水（出水）管路，水泵通过吸水管从水井中吸水，经水泵加压后通过压水管路送至用户；3）饮水设备 指真空引水设备（如真空泵、引水罐等）和灌水设备。当水泵工作为吸入式启动时，需引水设备。4）起重设备 指泵站内的设备及管道安装，检修用的吊车，电动葫芦等设备。5）排水设备 指排水泵、排水沟、集水坑、用以排除地面污水； 6）计量设备 指流量计、压力计、真空泵、温度计等；7）采暖及通风设备 指采暖用的散热器、电热器、火炉及通风设备； 8）电气设备 指变电设备、配电设备； 9）防水锤设备 指水锤消除器；10）其他设备 包括照明、通信、安全与防水设施等。在泵站中除设有机器间（安装水泵机组的房间）外，还设有高低压配电室、控制室、值班室、修理间等辅助房间。2.2二级泵站的特点二级泵站通常设在净水厂内，经水厂净化后的水进入清水池贮存，清水池中的水经管道自流入吸水井，水泵从吸水井吸水，经加压后送入城市输配水管网。其工艺流程如：清水池—吸水井—送水泵站—输配水管网—用户。基本特点：泵站埋深较浅，通常建成地面式或半地面式，为了适应用户水量、水质的变化，需要设置多台水泵机组，因而，泵房面积较大，泵房一般为矩形形状，砖混结构。 2.3泵站设计参数的确定2.3.1 流量的确定近期：泵站一级工作时的设计工作流量 Q??4.35?104?2.7%?1.05?/h?342.6L/s泵站二级工作时的设计工作流量QⅡ?4.35?104?4.9%?1.05?/h?621.7L/s 远期：泵站一级工作时的设计工作流量 Q??8.2?104?2.7%?1.05?/h?645.75L/s泵站二级工作时的设计工作流量QⅡ?8.2?104?4.9%?1.05?/h?1172.1L/s 2.3.2扬程的确定HⅠ?Zc?H0??h??h泵站内?Hc＝（77.2-68.2）?5.5?16?25.5?2?2 ＝60m其中 Zc—最不利点的地面标高和清水池最低水位的高程差（m）；H0—自由水压(m)；?h—总水头损失(m)；?h 泵站内—泵站内损失（初步估计为2.0m）。Hc—安全水头2m2.4选择水泵2.4.1水泵选择的基本原则选泵要点（1）大小兼顾，调配灵活再用水量和所需的水压变化较大的情况下，选用性能不同的泵的台数越多，越能适应用水量变化的要求，浪费的能量越少。 （2）型号齐全，互为备用希望能选择同型号的泵并联工作，这样无论是电机、电气设备的配套与设备管道配件的安装与制作均会带来很大的方便。 （3）合理的用尽各泵的高效段单级双吸是离心泵是给水工程中常见的一种离心泵（如SH型、SA型）。他们的经济工作范围（即高效段），一般在0.85Qp~1.05Qp之间（Qp为泵铭牌上的额流量值）。（4）近远相结合的观点在选泵的过程中应给予相当的重视，特别是在经济发展活跃的地区和年代，以及扩建比较困难的取水泵站中，可考虑近期用小泵大基础的办法，近 期发展采用还大泵轮以增大水量，远期采用换大泵得办法。（5）大中型泵站需要选泵方案比较。3.0考虑因素：（1）泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部布置等有影响，因而对泵站的造价很有关系。（2）应保证泵的正常吸水条件，在保证不发生汽蚀的前提是下，应充分利用泵的允许席上真空高度，以减少泵的埋深，降低工程造价。（3）应选择效率较高的泵，劲量选用大泵，因为一般而言大泵比小泵要要效率高，（4）根据供水对象对供水可靠性的不同要求，选用一定数量的备用泵，以满足在事故情况下的用水要求：①再不允许减少供水量的情况下，应有两套备用机组。②允许短时间内减少供水量的情况下，备用泵只保证事故用水量。 ③允许短时间内中断供水时，可只设一台备用泵，城市给水系统中的泵站，一般也只设一台备用泵，通常备用泵的型号可以和泵站中最大的工作泵相同。④当管网中无水塔且泵站内机组较多时，也可考虑增设一台备用泵，它的型号和最长运行的工作泵相同。（5）如果给水系统中就有足够大容积的高的水池或水塔时，可以部分或全部代替泵站进行短时间供水，则泵站中可不设备用泵，仅在仓库中贮存一套备用机组即可。 3.1初选水泵选泵方案比较 表2-2 还有许多Q1?2?3?1172但均不如上述两个方案，.1L/s的组合方案，就不再列出。方案1和方案2列表进行详细比较，主要比较养成利用率 ，重点比较平均日平均时附近的扬程利用率，因Qmax出现的几率很低，一年中绝大部分时间在平均日平均是附近流量运行。从表2-2可以看出，方案2能量略好于方案1，特别是在出现几率较大时，如在621.7-1172.1 L/s的范围内（这一范围内用水量接近平时用水量），能量浪费较少。可用管路特性曲线进行选泵。先求出管路特性曲线方程中的参数，因为：HST?9?16?5.5?30.5S近期?HST/Q22?30.5/0.62169?78.91S2/m5Q(m3/h)H(m)? S远期?HST/Q22?30.5/1.11721 ?22.2S2/m5Q(m3/h)H(m)?所以：H近期?HST?SQ2?30.5?78.91Q2H远期?HST?SQ2?30.5?22.2Q2
由上表数据及绘出管路特性曲线与近期，远期泵的特性曲线，从图中可得出各级工作的工况点和近期，远期泵运行流量和扬程。最大时工作其工况点（即三泵并联时，由以上数据可知初选水泵时可以满足流量和扬程要求的。综上所述，总共选泵4台即可满足需求，为保证最大供水量时水泵供水正常运行再加一台同型号泵作为备用泵，所有泵和电机均采用自动控制。 3.2确定电机根据水泵样本提供的配套可选电机，350s75B泵与Y355M-4连用，其参数如下：V?6000V,N?220kW,n?1450r/min,2020kg。4.0 水泵机组的基础设计 350S75B型泵的尺寸 基础长度L＝地角螺钉间距+（400～500）＝L2?L3?B?（400～500）?899?450?630?466?2445mm 基础宽度B＝地角螺钉间距+（400～500）（400～500）?610?490?1100mm ＝A? 基础高度H＝??2.5~4.0???W水泵?W电机??/?L?B??? ＝3.0???/?2.45?1.1?m（取1.6m）W其中 水泵—水泵重量（kg）;W电机 —电机重量（kg）;L—基础长度（m） B—基础宽度（m）;?—基础密度（kg/m3）(混凝土密度ρ＝2400 kg/m3) 最终确定水泵占地2.45m×1.1m×1.6m。5.0水泵吸水管和压水管系统的设计 当泵站为近期一级供水时，由一台350S75B型单极双吸式离心泵单独工作，其流量是Q?1233m3/h?342.5L/s每台泵流量为342.5L/s当泵站为近期二级供水时，由两台350S75B型单极双吸式离心泵工作，其流量是Q?/h?621.7L/s每台泵流量为310.9L/s当泵站为远期一级供水时，由两台350S75B型单极双吸式离心泵工作，其流量是Q?/h?645.8L/s每台泵流量为322.9L/s 当泵站为远期二级供水时，由三台350S75B型单极双吸式离心泵工作， 其 流量是 Q?/h?1172.1L/s每台泵流量为390.7L/s水泵吸水管和压水管所通过的流量应按最大流量Q?390.7L/s设计，管材采用钢管。5.1吸水管路5.1.1吸水管路的布置要求吸水管路通常处在高压状态下工作，所以对吸水管路的基本要求时不漏气、不积气、不吸气，否则会使水泵的工作产生故障，为此常采用以下措施：① 为保证吸水管路不漏气，要求管材必须严格。② 为使水泵能及时排走吸水管路中的气体，吸水管应有沿水流方向连续上升的坡度。③ 吸水管的安装与铺设应该避免管道内形成气囊。 ④ 吸水管安装在吸水井内，吸水井的有效容积不应小于最大一台泵5min的抽水量。⑤ 吸入式的水泵，每台水泵都应单独设立吸水管。⑥ 当吸水池的水位高于水泵的轴线时，吸水管上应设闸阀，以利于水泵检修。⑦ 当水中有大量杂质时，喇叭口下应设置滤网。⑧ 吸水管路设计的流速一般为：DN?250mm时，v?1.0~1.2m/s；DN?250~1000mm时，v?1.2~1.6m/s；DN?1000mm时，v?1.5~2.0m/s5.1.2吸水管径当Q?390.7L/s时，由钢管水力计算表查的管径D?600mm，流速v?1.38m/s， 单位管短的损失i?0.5%每台水泵都单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为D371J-10，DN＝600mm，L＝1540mm，W＝380kg.5.2压水管路5.2.1压水管路的布置对压水管路的基本要求就是耐高压，不漏水，供水安全，安装及检修方便。① 压水管路常采用钢管，采用焊接接口，与设备连接处或需要经常检修的地方采用法兰连接。② 为了避免管路上的应力传至水泵，以及安装和拆卸的方便，可在压水管路适当的位置上设补偿接头或可绕性接头。③ 离心泵必须要关阀启动。④ 当不允许水倒流时，需设置止回阀。⑤ 压水管路设计流速DN?250mm时，v?1.5~2.0m/s；DN?250mm时，v?2.0~2.5m/s；5.2.2压水管管径当Q?390.7L/s时，由钢管水力计算表查的管径D?500mm，流速v?2.01m/s， 单位管短的损失i?1.1%，压水管设有多功能水泵控制阀，型号JD745X-25，DN＝500mm，L＝1100mm，W＝120kg。并设有联络管（DN＝600mm），由两条输水干管（DN＝800mm）送往城市管网。6.0管路附件选配吸水管、压水管连同泵一起安装在机器间的地板上，管道直进直出，弯头少，可节约电耗。在选择配件时，选择的是全国通用的产品。7.0布置机组和管道水泵机组布置的基本要求是；供水安全可靠，管道布置简短、安装与维护方便、机组排列整齐、起重设备简单并留有扩建余地。 常见的布置形式； 1）纵向排列适用于IS型单级单吸挂壁式离心泵。采用这种排列形式的可以保持吸水管顺直，机组布置较为紧凑整齐，检修方便，泵房长度较小但宽度较大（IS型水泵轻，可以用移动式吊装设备）。 2）横向排列（泵轴线呈一直线布置）横向排列这种排列形式适用于侧向进水、侧向出水的SH型双吸式水泵，进出水管道顺直，水利条件好，这种布置形式虽然泵房长度大胆跨度小，吊装设备采用单轨电车即可。 3）横向双行排列横向双行排列这总布置形式更为紧凑，节省建筑面积。泵房跨度大、起重设备需考虑采用桥式行车。适用于泵房中机组较多的圆形取水泵站。但这种布置形式两行泵的转向从电机方向看去时彼此相反的，因此，在泵订购时应向泵厂特别说明，一边水泵厂配置不同转向的轴套止锁装置。8.0泵房形式的选择根据清水池最低水位标高H?5.5m和水泵Hs?4.4m的条件，确定泵房为矩形地面式。泵房左侧设有设备出入的大门，右侧设有控制室，配电室等。8.1泵的布置形式（一）纵向排列此种排列方式适用于如IS型单级单吸挂壁式离心泵。因为悬臂式系顶端进水，采用纵向排列能使吸水管保持顺直状态，如果泵房中兼有侧向进水和侧向出水的离心泵，则纵向排列的方案就值得商量。如果是SH型泵占大多数，纵向排列方案就不可取。 （二）横向排列侧向进、出水的泵，如单级双吸卧式离心泵SH型、SA型采用横向排列比较好。横向排列虽然稍增长了泵房的长度，胆跨度可减小，进出水顺直，水利条件好，节省电耗故被广泛采用。根据以上药店和实际情况，本泵站采用横向布置，横向排列的各部尺寸应符合下列要求：根据机组和管道布置经反复比较，最终取水泵间距2m，水泵与配电设备间距2.5m，水泵距大门口5m，水泵距吸水管侧墙2.5m，水泵距出水管侧墙4.5m。 泵房总长度：L?A1?3?C1?4?L安装?L控制?L配电 ?0?4?00 ?31816mm（最后调整为32000mm）泵房总宽度：B?D1?B设备?B1 ?00 ?7400mm（最后调整为8000mm）8.2吸水井的设计吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进口喇叭口的要求。吸水井最低水位＝清水池最低水位－清水池至吸水井水头损失＝5.5-0.2＝4.8m；具体尺寸要求：（1） 吸水管进口淹没水深h>0.5-0.1m,否则映射水平隔板，水平隔板长为2D或3D（D为喇叭口大头直径，d为吸水管直径），取h=1.5m （2） 水泵进水口应设喇叭口，以便吸水管进口水流稳定，减少损失。①水泵吸水管进口喇叭口大头直径D≥（1.3～1.5）d=1.33×600=800mm，②水泵吸水管进口喇叭口长度L≥（3.0～7.0）×（D－d）=4×（800-600）=800mm；③喇叭口距吸水井井壁距离≥（05～.71.0）D＝1.0×800＝800mm； ④喇叭口之间的距离≥（1.5～2.0）D＝2.0×800＝1600mm；⑤喇叭口距吸水井井底距离≥（0.8～1.0）D＝800mm； ⑥喇叭口淹没水深h≥（0.5～1.0）＝1.2m。所以，吸水井长度为7200mm，但考虑水泵机组之间间距，将吸水井长度确定为8000mm，吸水井宽度为2400mm（最终调整为3000），吸水井高度为6500mm(包括超高300)。经计算吸水井有效容积为154m3，大于泵站内最大一台泵5min的抽水量，故满足要求8.3各工艺标高的设计350s75B型水泵允许吸上真空高度Hs可在水泵性能曲线上查的，当Q?390.7L/s时，Hs?4.4m v2泵轴安装高度Hss?Hs???hs，查表得?1?0.15（喇叭口局部阻力2g系数）；?2?0.67（90度弯头局部阻力系数）；?3?0.06（阀门局部阻力系数）；?4?0.2（偏心减缩管局部阻力系数）；?5?0.1（三通）；?4?0.21（同心渐扩管局部阻力系数）；?4?0.11（同心渐扩管局部阻力系数）；?4?0.2（偏心减缩管局部阻力系数）。经计算?hs?0.1m，但考虑长期运行后，水泵性能下降和管路阻力增加等，所以取?hs?1m。v21.382350s75B型泵Hss?Hs???hs?4.4??1?3.3m。2g2?9.8350s75B型泵泵轴标高＝吸水井最低水位+Hss＝4.8+3.3=8.1m，。基础顶面标高＝泵轴标高-泵轴至基础顶面高度＝8.1-0.98＝7.12m。 泵房地面标高＝基础顶面标高-0.20＝6.92m。8.4复核水泵和电机根据已经确定得机组布置和管路情况重新计算泵房内得管路水头损失，复核所需扬程，然后校核水泵机组。 泵房内管路水头损失?h 泵站内??hs??hd?1.0?0.59?0.29m，所以，水泵扬程HⅠ?Zc?H0??h??h泵站内＝（77.2-68.2?5.5）?16?25.5?0.29＝56.29m，与估计扬程基本相同，选定得水泵机组合适。8.5消防校核消防时，泵站的扬程：H火＝Zc?H0火＋?h??h泵站内＝（77.2-68.2?5.5）?20?25.5?0.29＝60.29m 其中 Zc—地形高差(m)；H0火—自由水压(低压消防制取20m)；?h—总水头损失(m)；?h近期泵站的供水量： 泵站内—泵站内损失（m）。Q火＝Qh?Qx??/h?677.2L/s远期泵站的供水量：Q火＝Qh?Qx??/h?1227.7L/s根据Q火和H火，在附图上绘制泵站在消防时需要得水泵工况点，见图中得X点，X点在两台水泵并联特性曲线得下方，所以，两台水泵并联工作就能满足消防时的水量和水压要求，说明所选水泵机组能够适应设计小区的消防灭火的要求。 9.0设备的选择9.1引水设备启动引水设备，选用水环式真空泵，真空泵的最大排气量?Wp?Ws??Ha?/?T??Ha?Hss?? Qv?K???1.10??0.25?8.33??10.33/300/?10.33?3.74??0.05m/s3其中 Qv—真空泵的最大排气量（m3/s）；K—漏气系数（1.05～1.10）；Wp—最大一台水泵泵壳内空气容积（m）；Ws—吸水管中空气容积；Ha—一个大气压的水柱高度，取10.33； 3T—水泵引水时间（h），一般取5min；Hss—离心泵的安装高度（m）；真空泵的最大真空度HVmax?Hss?760/10.33?4?760/10.33?294.29 其中 HVmax—真空泵的最大真空度（mmHg）；Hss—离心泵的安装高度（m），最好取吸水井最低水位至水泵顶部的高差。根据QV和HVmax选取SZB-8型水环式真空泵2台，一备一用，布置在泵房靠墙边处。 9.2计量设备在压水管上设超声波流量计，选取SP-1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管上，距离泵房7m。在压水管上设压力表，型号为Y－60Z，测量范围为0.0～1.0MPa。在吸水管上设真空表，型号为Z－60Z，测量范围为0～760mmHg。9.3起重设备选取CD型电动葫芦式起重机，型号CD13-9D，起重量3t,跨度7.0m，起升高度9m。根据起重机的要求计算确定泵房净高度12m. 9.4泵房高度H1?a?b?c?d?e?fH1—泵房平台以上高度；a—一般不小于0.1m，取0.1m；b—吊车梁高度0.6m；c—吊车梁底至起重机钩中心距离1.25m； d—起重绳的垂直长度1.54m； e—最大一台设备高度1130mm； f—起吊钩在平台上的超高2000mm；所以泵房的高度为H=10m，为了以后的发展需要，取H=11m 9.5排水设备设潜水排污泵2台，一用一备，设集水坑一个，容积为2.0×1.0×1.5＝3.0m3选取50QW15-7-0.75型潜水排污泵，其参数为：Q?15m3/h；H?7m；n?2820r/min；N?0.75kW9.6防水锤设备采用缓闭阀门来减少水锤的冲击。 9.7泵房的建筑高度和平面尺寸的确定 水泵机组采用单排横向排列式布置。泵房左端设以进出设备的大门，控制室、配电室、值班室设在泵房右侧地上一层。水泵间距2。5m，水泵与配电设备间距2.5m，水泵距大门口5.0m；水泵距吸水管侧墙2.0m； 泵房长32.0m,宽7.4m，净高11m；清水池长12.4m，宽3m，高6.5m； 10.0设计二级泵站平面图和剖面图
第二章? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?叶片式泵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2.1 离心泵的工作原理与基本构造?2.1.1 工作原理1 2?2.1.2 离心泵基本构造5 7 1 3 4 2 8 5 7936 41—泵壳； 2—泵轴； 3—叶轮； 4—吸水管； 5—压水管； 6—底阀； 7—闸阀； 8—灌水漏斗； 9—泵座2.2 离心泵的主要零件离心泵是由许多零件组成的，离心泵的组 成主要有：叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封 装置、减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平 衡装置。6 8 12 4 1 11 14 2 13 153 9 7 10 5单级单吸卧式离心泵 1—叶轮；2—泵轴；3—键；4—泵壳；5—泵座；6—灌水孔；7—放水 孔；8—接真空表孔；9—接压力表孔；10—泄水孔；11—填料盒；12— 减漏环；13—轴承座；14—压盖调节螺栓；15—传动轮单级单吸卧式离心泵单级单吸卧式离心泵?1、叶轮叶轮：是水泵最核心的零件，离心泵就是靠叶轮的 高速旋转甩水实现能量的转换。 离心泵的叶轮不同于电风扇的叶片，一般是由两个 圆形盖板所组成，盖板之间有若干片弯曲的叶片将前后 两块盖板连接在一起，是一体的，相邻两片叶片和前后 盖板围住的空间槽道称之为过水的流道。 叶轮的形状和尺寸是通过试验和计算决定的，为了 效率较高?1、叶轮叶轮：单吸式、双吸式（大流量离心泵）4 1 3 23 2 17 6 5 55 4l前盖板；2后盖板；3叶片；4叶槽； 5吸水口；6轮毂；7泵轴1吸入口；2轮盖；3叶片 4轮毂；5轴孔?1、叶轮 制造叶轮的材料首先要有足够的机械强度，还要考虑耐磨、耐腐蚀等，一般多采用铸铁、铸钢、青铜等， 硬塑料和合金钢等材料也有应用。 叶轮按其盖板又分为封闭式叶轮、半开式叶轮和敞 开式叶轮。 封闭式叶轮：前后两个盖板，应用最广泛，单吸式 和双吸式叶轮均属于这种叶轮，叶片较多，6-8片，或12 片。 半开式叶轮：只有后盖板没有前盖板。 敞开式叶轮：没有完整的前后盖板，特点是叶片较 少，一般2-5片，输送含有悬浮物的液体?2、泵轴泵键铸铁水泵配件、泵轴?泵轴是用来旋转叶轮的，必须要有足够的抗扭强度和刚度，扰度 不能超过允许值，工作转速不能接近产生共振现象的临界转速， 常用碳钢和不锈钢制造。叶轮和泵轴之间用键来连接。键只能传 递扭矩，叶轮轴向位置通常采用轴套和并紧轴套的螺母来定位。3、泵壳 泵壳是蜗壳形，其过水部分要有良好的水 力条件。由于叶轮工作时不断往外甩水，流量 会逐渐增大，为了减少水力损失，过水断面必 须是渐扩的，使流量增加，但流速维持常数。 水流出泵壳经锥形扩散管流入压水管，主 要是为了降低水流速度，使速度水头一部分转 化为压力水头 泵壳要耐腐蚀和磨损，有足够的机械强度 以耐高压。4、泵座 泵座起支撑和固定泵壳作用，通常和 泵壳铸成一体。 泵座上有法兰孔，用来与底板或基础 固定。?5、轴封装置：泵轴与泵壳间 作用：阻水（单吸泵），阻气（双吸泵）(1)填料密封3 1 4 5122压盖填料型填料盒 1轴封套；2填料；3水封管；4水封环；5压盖(2)机械密封DY101型系列机械密封112型系列机械密封轴封形式的确定轴封是防止泵轴与壳体处泄露而设置的密封装置。常用的轴封型式有：填 料密封、机械密封和动力密封。 往复泵的轴封通常是填料密封。当输送不允许泄漏介质时，可采用隔膜式 往复泵。旋转式泵（含叶片式泵、转子泵等）的轴封主要有填料密封、机械密 封和动力密封。 1.填料密封:结构简单、价格便宜、维护方便，但泄漏量大、功耗损失大。因此填料 密封用于输送一般介质，如水；一般不适用于石油及化工介质，特别是不能用 在贵重、易爆和有毒介质中。 2.机械密封:（也称端面密封）密封效果好，泄漏量很小，寿命长，但价格贵，加工 安装维护保养比一般密封要求高。 机械密封适用于输送石油及化工介质，可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的 介质。 3.动力密封：动力密封性能可靠，价格便宜，维护方便，适用于输送含有固体颗粒较 多的介质。缺点：功率损失较机械密封大，切其停车密封装置的寿命较短。?6、减漏环(承磨环)叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁有接缝，接缝处正处 于水泵高低压区之间，会导致流量泄漏。 这种泄漏会降低水泵流量及工作效率。 可采用安装减漏环减少泄漏。 减漏环是个口环，耐磨材料做成，可以经常更换口 环而不致使泵壳或叶轮报废。?6、减漏环(承磨环)叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处1 231 3 2 41 234 ( a ) ( b ) ( c )1、泵壳；2、镶在泵壳上的减漏环； 3、叶轮；4、镶在叶轮上的减漏环7、轴承座ZHZ滑动轴承滚动轴承?8、联轴器ZML膜片及连轴器联轴器及其选用泵用联轴器一般选用挠性联轴器，目的是 传递功率，补偿泵轴与电机轴的相对位移， 减低对联轴器安装的精确对中要求，缓和冲 击，改变轴系的自振频率和避免发生危害性振 动等。 泵常用联轴器有： 1.爪型弹性联轴器 2.弹性柱销联轴器 3.膜片联轴器 4.液力偶合器1.爪型弹性联轴器又称弹性块联轴器，其特点：体积小，重量轻，结构简单， 安装方便，价格廉价，常用于小功率及不太重要的场合。2.弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器以柱销与两半联轴器的凸缘相联，柱销的一端以圆 锥面和螺母与半联轴器凸缘上的锥形销孔形成固定装配，另一端带有弹 性套，装在另一半联轴器凸缘的柱孔销中。弹性套用橡胶制成。 弹性套柱销联轴器的特点：结构简单，安装方便，更换容易，尺寸 小，重量轻，传动扭矩大，广泛应用于各种旋转泵中。3.膜片联轴器膜片联轴器是采用一组厚度很薄的金属弹簧片，制成各 种形状，用螺栓分别与两半联轴器联接。 膜片联轴器结构简单，不需要润滑和维护，抗高温，抗 不对中性能好，可靠性高，传动扭距大，但价格较高。水泵 行业推荐的膜片联轴器为JM1J型接中间轴整体式膜片联轴 器。4.液力偶合器:液力耦合器是一种液力传动装置，又称液力联轴器。液力耦合器其结 构主要由壳体、泵轮、涡轮三个部分组成，如图所示。 液力耦合器工作时，电动机的动能通过泵轮传给液压油，液压油在循 环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。 液力耦合器启动平稳，有过载保护及无级调速等功能，缺点是存在一 定的功率损耗，价格较贵。一般均用于大功率或工况需经常改变的大泵。?9、轴向力平衡措施由于叶轮缺乏对称性，单吸式离心泵工作时， 叶轮两侧作用的压力不相等，因此，在水泵叶轮上 就作用有一个推向叶轮吸入口的轴向力。这个推力 使得泵轴正常工作受到影响，所以要采用安装一个 专门的轴向力平衡装置的办法解决。 对于单级单吸式离心泵，一般采用在叶轮的后 盖板开平衡孔，同时在后盖板加装减漏环的方法解 决。 多级单吸式离心泵轴向推力相当大，需要采用 一些机械方法和措施才能解决，结构较为复杂，不 做介绍。?9、轴向力平衡措施14 2ΔP3平衡孔 1 排出压力；2 加装的减漏环 3 平衡孔； 4 泵壳上的减漏环2.3 叶片泵的基本性能参数?叶片泵的6个性能参数： 1、流量(抽水量)——水泵在单位时间内所输送的液体 数量。用字母Q表示， 常用的体积流量单位是m3／h、 m3／s 、L／s。常用的 重量流量单位是t／h。2、扬程(总扬程) ——泵对单位重量(1kg)液体所作功， 也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。 用字母H表示，其单位为kg·m／kg，也可折算成被 抽送液体的液柱高度(m)；工程中用国际压力单位帕 斯卡(Pa)表示 。?3、轴功率——泵轴得自原动机所传递来的功率称 为轴功率，以N表示。 原动机为电动机时，轴功率单位以kw表示。 有效功率——单位时间内流过水泵的液体从泵 那里得到的能量叫做有效功率，以字母 N u 表示泵 的有效功率为N u = ρ gQH ( w)ρ :液体密度，对于水取1000kg / m3?4、效率——水泵的有效功率与轴功率之比值，以 η表示。 Nu η= NNu ρ gQH ( w) N = = η ηρ gQH N= (kW ) 1000ηρ gQH N= ( HP) 735.5ηρ gQH = W ? t (kwh) 1000η1η 2W:耗电量(Kw h) Q:流量（m3/s) H:扬程（m） t：运行时间h η1：水泵的效率 η2：电机的效率?5、转速——水泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转 动的次数来表示，以字母n表示常用单位为r／min。 在往复泵中转速通常以活塞往复的次数来表示(次 ／min)?6 允许吸上真空高度(Hs)及气蚀余量(Hsv) 允许吸上真空高度(Hs)——指泵在标准状况下(即水温为 20℃、表面压力为一个标推大气压)运转时，泵吸入口所 允许的最大的吸上真空高度 (即泵吸入口的最大真空度)。 单位为mH20。水泵厂一般常用Hs来反映离心泵的吸水性能。 气蚀余量(Hsv)——指水泵进口处，单位重量液体所具有 超过饱和蒸气压力的富裕能量。水泵厂一般常用气蚀余量 来反映轴流泵、锅炉给水泵等的吸水性能。单位mH20 。? ?性能参数之间的关系－性能曲线 泵的铭牌离心式清水泵 型号：12Sh-28A 转数：1450r/min 扬程：10m 效率：78% 轴功率：28KW 流量：684m3/h 允许吸上真空高度：4.5m 重量：660kg2.4 离心泵的基本方程式?2.4.1叶轮中液体的流动情况b2 C2u2 C2rα 2W2β2C 2uW1 β 1 C 1r C1 α 1b1C 0D2D1D2D1u1(1)相对运动：相对速度W；牵连速度(圆周速度)u； 绝对速度C (2)C与u的夹角α；W与负u的夹角β离心泵叶片形状（a) 后弯式 (β２＜90°)（b)径向式 (β２ ＝ 90°)（b) 前弯式 (β２＞ 90°)叶轮出口速度三角形C2 W2C 2r β2 α 2 C 2u β2 u2C2u = C2 cos α 2 = u2 - C2 r cot β 2C2 r = C2 sin α 2?2.4.2 基本方程式的推导三点假定： (1)液流是恒定流； (2)叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的 同名速度相等。 (3)液流为理想液体，也即无粘滞性。?恒定元流的动量矩方程（单位时间内动量矩的变化等 于外力矩之和）P3 e afbP1 P6 P2 h d P4 c P5 gdm (r2 × u2 - r1 × u1 ) = r × F dtρ dQ(C2 cos α 2 R2 - C1 cos α1 R1 ) = M单位时间里控制面内恒定总流的动量矩变化(流出液 体的动量矩与流入液体的动量矩之矢量差)等于作用 于该控制面内所有液体质点的外力矩之和。P3e afb P6 P2 h d P4 c P5 g P1取进出口轮缘(两圆柱面)为控 制面。 组成M的外力有： 1、叶片迎水面和背水面作用于 水的压力P2及Pl； 2、作用叶轮进出口圆柱面上的 水压力P3及P4，它们都沿着径向， 所以对转轴没有力矩； 3、作用于水流的摩擦阻力P5及 P6，但由于是理想液体，故不予 考虑； 4、重力的合力矩等于零Cα2fb P6 P2 h d P4 c P5 g P1 P3 e a1、恒定总流动量矩方程ρ QT ( C2 cos α 2 ? R2 - C1 cos α1 ? R1 ) = ΣM2、叶轮对流体所作功率NT = ΣM ω = ρ QT ( u2 C2 cos α 2 - u1C1 cos α1 )NT = ρ gQT H T3、理论扬程= HT 1 ( u2C2 cos α 2 - u1C1 cos α1 ) g1 = HT ( u2C2u - u1C1u ) g?2.4.3基本方程式的讨论（1）为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，取α１＝ 90°，既Ｃ１u=0 则 u 2C2u HT = gα2 愈 为了获得正值扬程(＞0)，必须使 α 2 ＜90°， 小，泵的理论扬程愈大。在实际应用中，水泵厂一 般选用 α 2 ＝6°～15°左右。 nπD2 （2） u2 = 60 则增加转速(n)，加大轮径(D2)，可以提高水泵之扬 程。(3)离心泵的理论扬程与液体的容重无关 但当输送不同容重的液体时，水泵所消耗的功率 将是不同的。 （4）出水漩涡和进水漩涡的影响 出水漩涡：叶轮的出口叶片的背面再受阻减速及 加压等作用下，水流会与叶片分离，形成回流区， 会造成理论扬程下降。 进水漩涡：漩涡方向与叶轮转向相反时，流量和 扬程都会增加，水泵功率大大增加，导致电机负 荷过大。漩涡方向与叶轮转向相同，水泵流量扬 程均减小，水泵利用率大大降低。另外，漩涡不 稳定，会引起水泵机组工作波动，影响水泵寿命。(4) 水泵的扬程由两部分能量组成，一部分为势扬程(H1)，另一部分为动 扬程(H2)，它在流出叶轮时，以比动能的形式出现。 由叶轮的进出口速度三角形图可知，按余弦定律可得W 12 =u12 + C 12 - 2u1C 1 cos α12 + C 22 - 2u 2C 2 cos α 2 W 22 =u 2将上两式除以，并相减可得：2 (u2 C2 cos α 2 - u1C1 cos α1 ) u2 - u12 C22 - C12 W12 - W22 = + + g 2g 2g 2g2 2 u2 - u12 C2 - C12 W12 - W22 HT = + + 2g 2g 2g?从水力学的相对运动能量方程中可以知道，泵叶轮进出口断面的势能方程为：2 P W12 - u12 P2 W22 - u2 1 + + ( Z1 + ) = (Z 2 + ) 2g 2g ρg ρg2 u2 P P - u12 W12 - W22 + = ( Z 2 + 2 ) - ( Z1 + 1 ) 2g 2g ρg ρg?用H1代表泵叶轮所产生的势扬程，可得：?P P H1 = ( Z 2 + 2 ) - ( Z1 + 1 ) ρg ρg 用H2代表泵叶轮所产生的动扬程，可得：2 - C12 C2 H2 = 2g?由此得：H= H1 + H 2 T?2.4.4基本方程式的修正假定1 液流是恒定流：基本满足，无须修正。 假定2 叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同名速度相 ( b ) 等 ：“反旋现象”存在，须修正。HT HT ' = 1+ p( a ) ( c )假定3 理想液体：有水力损耗，须修正( d )HT H = ηh HT ' = ηh 1+ pηh——水力效率; p——修正系数。§ 2.5 离心泵装置的总扬程? ?2.5.1 离心泵装置 离心泵配上管路及一切附件后的“系统” 2.5.2 离心泵的总扬程基本计算方法： （1）运行时：（用进出口压力表的读数表示）2 v2 p1 v12 H = z2 + + - ( z1 + + ) γ 2g γ 2g大气压 3 3p22 - v12 p2 - p1 v2 + H = ( z2 - z1 ) + γ 2g2 - v 12 v2 = H d + Hv + + ?Z H 2g H = Hd + HvH sT22ΔZP = P0 - Pv 1P = P0 + Pd 211P0：大气压力（Pa）； Pv：真空表读数（Pa） ； Pd：压力表读数（Pa） ； Hd：以水柱高度表示的压力表读数（m） Hv：以水柱高度表示的真空表读数（m）大气压 0 0H ssH sd大气压（2）设计时：（用扬升液体高度和水头损失表示）33H = H ST + ΣhHST为泵装置的静扬程。即泵吸水井的设计水面 与 水塔(或密闭水箱)最高水位之间的测管高差，m； ∑h为泵装置管路中水头损失之总和，m。H sd H sT?注： （1）当水泵为自灌式，进口处有可能为压 力表，此时如何根据进出口的两个表计算 泵的扬程？ （2）吸水井和水塔（水箱）有可能是密闭 的，其液面压力可能不是大气压，如何计 算泵装置的静扬程和总扬程？22ΔZ11大气压 0 0H ss§ 2.6 离心泵的特性曲线?2.6.1离心泵的特性曲线特性曲线：在一定转速下，离心泵的扬程、 功率、效率、容许吸上真空高度等随流量的变 化关系称为特性曲线：Q—H;Q—N;Q—η;Q— HS(或Q—HSV)。它反映泵的基本性能的变化规 律，可做为选泵和用泵的依据。各种型号离心 泵的特性曲线不同，但都有共同的变化趋势。?2.6.2理论特性曲线的定性分析QT u 2C2u u C 2= u 2 - C 2 rctg β 2 C2 r = HT = F2 g u2 QT H T = A - BQT cot β 2 ) H T = (u2 - g F2C2 W2 C 2r β2 α 2 C 2u β2 u2QT——泵理论流量(m3／s)。也即不考虑泵体内容积损失 (如漏泄量、回流量等)的水泵流量； F2——叶轮的出口面积(m2)； C2r——叶轮出口处水流绝对速度的径向分速(m／s)。H QT -Tβ2 >90°TQ T -H 冲击损失Q2 u2 (1+P)gβ2 =90°T-HTu2 2 gQ -Hβ2 Q-η ⅡⅠ1.β２＜90° (1)直线QT-HT (2)直线I (第一次修正） (3)扣除水头损失(Ⅱ) 摩阻、冲击（第二次（修正）(4)扣除容积损失(Q-H线)?(1)水力效率ηh：泵体内两部分水力损失必然要 消耗一部分功率，使水泵的总效率下降。ηh =H HT?(2)容积效率ηv：在水泵工作过程中存在着泄漏 和回流问题，存在容积损失。ηv =Q QTNh N?(3)机械效率ηM：机械性的摩擦损失ηm =?总效率η=γQHNη = η h ?η v ?η MH QT -Tβ2 >90°TQ T -H 冲击损失Q2 u2 (1+P)gβ2 =90°T-HTu2 2 gQ -Hβ2 Q-η ⅡⅠ2、(β２＞90°) H T = A + BQT 从上式可看出，水泵的扬程将随流量的增大 而增大，并且，它的轴功率也将随之增大。对于 这样的离心泵，如使用于城市给水管网中，将发 现它对电动机的工作是不利的。?结论：目前离心泵的叶轮几乎一律采用后弯式叶片 (β２＝20°-30°左右)。这种形式叶片的特点是随扬 程增大，水泵的流量减小，因此，其相应的流量Q与 轴功率N关系曲线(Q-H曲线)，也将是一条比较平缓上 升的曲线，这对电动机来讲，可以稳定在一个功率变 化不大的范围内有效地工作。?2.6.2H(m) 80 60 40 20 HA实测特性曲线的讨论14SA-10n=1450r/min D=466 A H N(kW) N 400 NA η (%) 200 100 ηA 0 80 60 40 20H s (m) 8 4 0 0 0 80 320 160 640 240 960 HSAn HsQA 320 1280400 160000 Q(L/s) (m 3 /h)(1)扬程H是随流量Q的增大而下降。 (2)泵的高效段：在一定转速下，离心泵存在一最高效率 点，称为设计点。该设计点左右的一定范围内(一般 不低于最高效率点的10％左右)都是属于效率较高的 区段，在水泵样本中，用两条波形线“ ”标出。 (3)轴功率随流量增大而增大，流量为零时轴功率最小。 (“闭闸启动”)(4)在Q—N曲线上各点的纵坐标，表示水泵在各不同流 量Q时的轴功率值。 电机配套功率的选择应比水泵轴率稍大。Np = k N η ′′K:考虑可能超载的安全系数 ； η ′′:传动效率 (5)在Q—HS曲线上各点的纵坐标，表示泵在相应流量 下工作时，泵所允许的最大限度的吸上真空高度值. 泵的实际吸水真空值必须小于Q—HS曲线上的相应值， 否则，水泵将会产生气蚀现象。 (6) 水泵所输送液体的粘度越大，泵体内部的能量损 失愈大，水泵的扬程(H)和流量(Q)都要减小，效率 要下降，而轴功率却增大，也即水泵特性曲线将发 生改变。
西安科技大学《泵与泵站》课程设计任务书 院（系）：专 业：班 级：指导教师： 建筑与土木工程学院 给水排水工程 给水排水1202 张杰 1设计题目西安某水厂二级泵站初步设计2 设计原始资料(1) 已知西安某水厂经设计计算的最高日设计用水量为（5×学号后两位）吨/天。(2) 在设计决定城市管网、二泵站、清水池、高位水池（水塔）的共同工作状况时，经方案比较后已决定二泵站采用两级供水，即0~4点，每小时供水量为2.5%；4~24点，每小时供水量为4.5%。(3) 该水厂的最高日最高用水时情况：①输配水管网中的水头损失：28.5 m；②管网中控制点（即水压的不利点）所需的自由水头：19m；③二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差：20m。(4) 该水厂的最高日最高时和消防用水时情况：① 消防用水量：60L/s；② 输配水管网中的水头损失：35.6 m；③ 管网中要求的最低自由水头：10m；④ 二泵站吸水池最低水位到控制点的地面高差：21m。(5) 该水厂不允许间断供水，备用泵至少应有一台。(6) 二泵站（清水池附近）的地质情况是：地面表层（约2米）为粘土，2米以下为页岩。(7) 清水池有关尺寸如图所示（见下图）。(8) 该水厂最大转输用水时情况，因矛盾不突出，故略。(9) 该水泵站海拔为200米，夏季最高水温为30℃。
图1 清水池相关尺寸图3 设计任务及要求根据上述资料，进行该二泵站的初步设计，编写设计计算说明书共一份，绘制二泵站的平、剖面图一张。学生在教师指导下，按时独立完成所规定的设计内容和工作量，同时满足以下要求：（1）一般性的论述所设计泵站的规模，位置及合理的形式。（2）首先，初步确定泵站的设计流量及所需扬程，待水泵机组及吸水、压水管路布置确定以后，再进行吸水管、压水管水头损失的精确计算及水泵的精选。（3）水泵及电动机型号及台数的初步选择（包括备用机组等）。（4）设计机组的基础，确定基础尺寸（长、宽、深）。（5）计算并确定吸水、压水管的管径，确定机组间的交联管路，选择各种阀门及配件。（6）布置水泵机组及管路：确定水泵的安装高度。（7）精确选定水泵和电动机。（8）简要说明泵站中的附属设备（包括，起重、引水、排水、通风、计量等）。（9）简要说明停泵水锤危害防护措施。4 设计成果（1）设计（计算）书一份，其中包括：应包括：有关设计的主要原始资料的分析说明、设计任务规定的各项内容（包括说明、计算及结论）等、各种设备的草图及其主要尺寸（并说明来源）。要求计算完整、正确，论述简洁明了，层次清楚，文理通顺。设计（计算）书应包括下列内容：封面，目录，正文，参考文献等。 设计（计算）书用纸统一使用“西安科技大学”稿纸，要求手工书写，不得计算机打印；要求书写工整、规范，画插图认真，图面清晰，设计（计算）书中的公式、图、表须分别统一编号。（2）图纸设计图纸应能准确表达设计意图，力求图面布局合理、紧凑、正确清晰、符合国家有关制图标准、专业规范及有关规定。设计图纸包括平面图、剖面图各1张，以及水泵站内主要设备表，其中手工绘制至少1张。图纸比例尺拟为1:200~1:50。（3）设计时限完成本设计的有效时间为 2013年-2014年第2学期 第20周。 5课程设计需要的主要参考资料1.《泵与泵站》（第五版） 中国建筑工业出版社 姜乃昌主编2.《给水排水设计手册（1、3、11、12）》（第二版） 中国建筑工业出版社3.《给水排水工程快速设计手册（1、2、5）》 中国建筑工业出版社4.《全国通用给水排水标准图集（S1、S3）》 中国建筑标准设计研究所5.《泵站设计规范》GB 5，国家技术监督局，中华人民共和国建设部联合发布。6.《室外给水设计规范》GB 5，国家技术监督局，中华人民共和国建设部联合发布。7.《给水排水制图标准》GB/T，国家技术监督局，中华人民共和国建设部联合发布8、其他参考书。6、考核方法和内容考核方法采用优、良、中、及格、不及格五级记分制评定学生课程设计成绩。考核内容：（1）设计图纸；（2）设计说明书及计算书；（3）工作态度
09–10学年度第1学期 期末考试 试卷（B卷）参考答案 一、名词解释：本大题共5小题，每小题4分，共20分。 1. 比转数： 为了对整个叶片泵进行分类，需要找到一个既能反映泵的形状，又能反映泵的性能的综合特征数（判别指标），从而将叶片泵分类为不同的相似泵群，该判别指标就是比转数ns。 2. 轴功率 泵轴得自原动机所传递来的功率称为轴功率，以N表示；原动机为电力拖动时，轴功率单位以kw表示。 3. 瞬时工况点 水泵运行时，某一瞬时的出水流量、扬程、轴功率、效率等称水泵瞬时工况点。 4. 气蚀 由于某种原因，使水力机械低压侧的局部压力降低到该温度下的汽化压力以下，引起气泡的发生和溃灭，从而造成过流部件损坏的全过程。 5. 停泵水锤 指水泵机组因突然失电或其他原因，造成开阀停车时，在水泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。 二、简述题：本大题共7小题，每小题8分，共56分。 1. 简述离心泵的工作原理；在离心泵的主要零件中：叶轮和泵壳、泵轴和泵壳、泵轴和泵座之间的衔接装置分别是什么？ 答：离心泵的工作原理：在离心泵的泵壳和吸水管道内都灌满了水，叶轮高速的旋转 ，带动水流旋转；水受到离心力作用被甩出叶轮，由压水管道进入输水管网；在这同时，叶轮进口中心形成真空；吸水池水在大气压作用下被压入叶轮进口；水受到离心力作用又被甩出叶轮，如此循环往复输水。 叶轮和泵壳间的衔接装置为减漏环；泵轴和泵壳间的衔接装置为填料盒；泵轴和泵座间的衔接装置为轴承座。 2. 叶轮中的液体流动存在哪几种速度？出水角β2对离心泵叶片形状的影响表现为哪几种形式？答：叶轮中的液体流动存在：相对速度W：水流沿着叶片的外表面由进口流向出口的速度；这是液体质点对动坐标（旋转的叶轮）系统的运动。牵连速度u：水流随叶轮一起旋转的圆周速度，（u=nπD/60）；此速度可看作叶轮动坐标系统对泵壳静坐标系统的运动 。绝对速度C：相对速度与牵连速度的合成，即C = U + W。速度用矢量表示，矢量是既有大小又有方向的量。出水角β2对离心泵叶片形状的影响表现为：（a) 后弯式(β2＜90°)； （b)径向式(β2 ＝ 90°)；（c) 前弯式 (β2＞ 90°)。离心泵几乎一律采用了后弯式叶片形状。 3. 指出下列水泵型号中各符号的意义：○；○2IS100 -65-250。 答：100B90/30：100——泵吸入口直径（mm）；B——单级单吸清水离心泵；90——泵设计流量（m3/h）；30——泵设计扬程 (m)。IS100 -65-250：IS——国际标准单级单吸清水离心泵；100——泵吸入口直径（mm）；65——泵压出口直径（mm），250——叶轮直径（mm）。 4. 离心泵的能量损失包括哪些？如何提高离心泵的效率？答：离心泵的能量损失包括：(1)机械损失：轴封摩擦损失、轴承摩擦损失和轮盘摩擦损失；(2)容积损失：叶轮进口处、轴封处、平衡孔及平衡盘处和多级泵间隔板处；(3)水力损失：摩阻损失和叶轮进出口处的冲击损失。提高离心泵的效率：(1)降低机械损失：降低表面粗糙度、填料松紧适当和轴承润滑良好；(2)降低容积损失：间隙适当和增加密封环间的水力阻力；(3)降低水力损失：过流部件表面光滑和接近设计流量运行。 5. 离心泵机组在运行中应注意哪些问题？。答：泵机组在运行中应注意：(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。 6. 简述泵站中的噪声危害和防治措施。答：噪声的危害(1)可以造成职业性听力损失；(2)噪声引起多种疾病；(3)噪声影响正常生活；(4)噪声降低劳动生产率。噪声的防治(1)吸声；(2)消声；(3)隔声；4)隔振。 6. 给水系统分为哪几类泵站？给水泵站中有哪些辅助设施答：按泵站在给水系统中的作用可分为：取水泵站（一级泵站）、送水泵站（二级泵站）、加压泵站和循环水泵站。给水泵站中的辅助设施有：(1)计量设备如电磁流量计；(2)引水设备如真空泵引水；(3)起重设备如移动吊架；(4)通风与采暖设备；(5)其它设施：(a)排水、 (b)通讯、(c)防火与安全。 三、计算题：本大题共2小题，第一题10分，第二题14分，共24分。 1. 已知某12SH型离心泵的额定参数为：Q=730 m3/h ，H=10m，n=1450 r/min，试计算其比转数。 解：根据比转数公式：ns?3.65nQH31450?3.65??13600答：（略）。 2. 已知某离心泵流量Q=120L/S，允许吸上真空高度Hs=5m,吸水管的管径d=350mm, 管长l=40m,粗糙系数??0.02,另有底阀一个（?1?6），弯头3个（每个?2?0.36）变径管1个（?3?0.1）。当水温t=36℃，海拔高2000m，求水泵最大安装高度。（注：t?36℃时，hva?0.433m，海拔2000m时，ha?8.1m） 解:吸水管路从底阀到泵进口的总水损为：?hs?hf?4Q??hj??lus2d2g?(?1???2??3)us2gVs?有4?0.12?d2??0.35400.3522?1.247m/s s?h?0.02??1.?(6?3?0.3?0.1)?1.?9.2857?查表t?361.?0.736℃，hva?0.433m，海拔2000m时，H9=8.1m，则换算系数允许真空高度为[Hs]'?[Hs]?(10.33?ha)?(hva?0.24)[Hs]'?[Hs]?10.33?ha?0.24?hva?5?10.33?8.1?0.24?0.433?2.577最大安装高度为Hss?[Hs]'?(vs2 ?22g?hs)?2.577?(1.24719.62?0.736)?1.76m答：（略）。
一、ACABBC二、1．叶片泵可以分为 离心泵 、 轴流泵 、 混流泵 。2．水泵的功率主要有 有效功率 、 轴功率 、 配套功率 。3．水泵的汽蚀危害有 使水泵的性能变坏 、 使过流部件损坏 、 产生噪音和震动、 缩短机组的使用寿命 。4 ．轴流泵应采用 开阀 启动方式，离心泵应采用 关阀 启动方式。5．根据其结构型式，泵房可分为 分基型 、 干室型 、 湿室型 、 块基型 。6．压力管道的布置形式有 平行布置 、 辐射状布置 、 并联布置 、 串联布置 。三、1.水泵站由抽水机（水泵、动力机、传动设备）、机房、管道、进出水构筑物、电力系统等所组成的多功能、多目标的综合水利枢纽。2.扬程单位重量水体从水泵的进口到出口所获得的能量。3.轴功率水泵泵轴的输入功率。4.水锤由于某种原因，使水力机械或管道内的运动要素发生急剧变化的现象。四、1、水泵选型的原则是什么？答：① 满足用水部门的设计要求，也就是设计流量和设计扬程的要求； ② 水泵在高效区运行，在长期运行中的平均效率最高；③ 一次性投资最省，年运行费用最低；④ 尽量选择标准化、系列化、规格化的新产品；⑤ 便于安装、检修、运行和管理，利于今后的发展等。 2、防护水锤过大增压的措施有哪些？答：① 控制设计流速；② 设置水锤消除器；③ 设置高压空气室；④ 设置爆破膜片；⑤ 装设飞轮等。