水泵水泵 总复习

水泵站：有抽水机（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。泵按照工作原理可分为：叶片式泵，容积式泵，其他类型泵

根据叶轮出水的水流方向（径向流，轴向流，斜向流）径向流的叶轮称为离心泵。（轴向

流的叶轮称为轴流泵；斜向流的叶轮称为混流泵,即受到离心力作用又受到轴向升力的作

用）。叶片泵按其叶片的弯曲形状可分为：后弯式，前弯式，径向式。大多采用后弯式。离心泵的主要零件：叶轮，泵轴，泵壳，吸水口，出水口，吸水管，压水管，底阀，压阀，泵座，灌水漏斗

叶轮材料：铸铁，钢，青铜（机械强度强，耐磨和耐腐蚀性能好）；一般可分为：单吸式叶轮，双吸式叶轮（吸水量较大）；按其盖板情况可分为：封闭式叶轮（输送较洁净的液体），

敞开式叶轮(输送含有一定悬浮物、杂质的液体)，半开式叶轮；

泵轴材料：碳素钢、不锈钢（要有足够的抗扭强度和刚度）；作用：用来旋转叶轮；泵轴和叶轮的连接：采用键连接，平键只能传递扭矩不能固定叶轮轴向位置；叶轮轴向位置的固定：大中型泵常用轴套和并紧轴套的螺母来定位。

泵壳特点：1蜗壳形（保持良好的水力条件，沿蜗壳断面的水流速度为常数），2锥形渐扩管（降低水流速度，速度水头转化为压力水头）

泵座，作用：固定泵体，连接水泵与基础；3个孔：1测压螺孔：吸水管法兰上，安装真空表；压水椎管法兰上，安装压力表.2放水螺孔：泵壳底部，作用为泵停车检修时放空积水。3泄水螺孔：泵座横向槽底，作用为排填料盒渗漏的水滴

轴封装置：泵轴和泵壳的间隙处设置的密封装置；轴封装置应用较多的为填料密封和机械密封

其他泵

轴流泵的特点：1.扬程随流量的减小而剧烈增大，Q-H曲线陡降，并没有转折点。2.Q-N 曲线也是陡降曲线，当Q=0（出水闸关闭）轴功率No=(1.2-1.4)Nd(设计工况轴功率)，因此启动时，应当在闸阀全开情况下。3.Q-η曲线呈驼峰形，高效率工作范围很小。4.轴流泵的吸水性能用气蚀余量表示。

管道泵特点：1.泵的体积小，重量轻，进出水口均在统一直线上，可以直接安装在管路上。

2.采用机械密封，密封性能好。

3.泵运行效率相对较高，耗电少，噪声低。

4.常用管道泵有

G型,BG型

污水泵，杂质泵：叶轮的叶片少，流道宽，泵壳上设有检查，清扫孔。

射流泵，基本结构：喷嘴，吸入室，混合管，扩散管。优点：1.构造简单，重量轻，尺寸小，价格便宜。2.便于就地加工，安装容易，维修简单。3.无运动部件，启闭方便，断流时无危险。4.可以抽升污泥或其他颗粒液体。5.可以与离心泵联合串联工作从大口井或深井取水。缺点：效率低。

一般用于：1.离心泵的抽气引水装置，2.抽取液氯和矾液。3.运用在地下水除铁曝气的充氧工艺中，利用其作为带气，充气装置。4.作为污泥消化池中搅拌和混合污泥用泵。5.与离心泵联合工作以增加离心泵装置的吸水高度。6用于井点来降低基坑的地下水位。

气升泵,基本构造：扬水管，输气管，喷嘴，气水分离箱。优点：井孔内无运动部件，

构造简单，工作可靠。

缺点：效率很低

往复泵，基本结构：泵缸，活塞（或柱塞），和吸，压水阀。特点：1扬程与流量无关，是高扬程小流量的容积式泵。2必须开闸下启动。3不能用闸阀调节流量。4必须有调节流量的设施。5具有自吸能力。6出水不均匀，严重时可能造成运转中产生振动和冲击现象。

螺旋泵，构造：电机，变速装置，泵轴，叶片，轴承座，泵外壳优点：1提升流量大，省电。2螺旋泵只要叶片接触到水面就能把水提升上来。3不必设置集水井以及封闭管道，泵站设施简单。4可直接提升污物。5结构简单，制造容易。6对绒絮破坏小。缺点：1扬程很小。2出水量直接与进水水位有关。3螺旋泵必须斜装，占地面积大。

一级泵站（取水泵站）：（水源）-吸水井-一泵房-闸阀井-（净化厂）-

Qr=a*Qd/T (m3/h)

二级泵站（送水泵站，清水泵站）：（清水池）-吸水井-泵房-官网-水塔Qr=βQd/T (m3/h)

加压泵站。循环泵站

(Qr设计流量，Qd供水对象最高日流量,a输水管漏损及净水构筑物自身用水而加的系数a=1.05-1.1，β给水系统中自身用水系数β=1.01-1.02，T一级泵站工作小时数)、

选泵要点：1在满足最大工况要求条件下，应尽量减少能量的浪费。2合理地利用各泵的高效段3尽可能的选用同型号泵，使型号整齐，互为备用。4尽量选择大泵，但也按实际情况考虑大小兼顾5Σh之变化大时，则可选不同型号泵搭配运行6 保证吸水条件，照顾基础平齐，减少泵站埋深。7考虑必要的备用机组8进行消防用水时的校核9考虑泵站的发展，实行近远期相结合10选尽量选用当地成批生产的泵型。

备用泵的要点：1再不允许减少供水量的情况下，2套备用泵。2允许短时间减少供水量的，备用泵只保证供应事故用水量。3允许短时间内中断供水时，可设1台备用泵。

负荷等级，根据用电设备对供电可靠性的要求：一级负荷，突然停电将造成人身伤亡危险，或重大设备损坏且长期难以修复，因而给国民经济带来重大损失的电力负荷。二级负荷，突然停电产生大量废品，大量原材料报废或将发生主要设备破坏事故，但采用适当措施后能够避免的电力负荷。三级负荷，不属于一级二级的所有电力负荷。

泵机组的基础要求：1坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械振动荷载。2

要浇制在较坚实的地基上，不宜浇制在松软地基或新填土上，以免发生下沉或不均匀沉陷。

吸水管路的要求：1不漏气2不积气3不吸气。

吸水管路应遵守：1吸水管进口高于井底不小于0.8D。2吸水管喇叭口边缘距离井壁不小于（0.75-1.0）D。3在同一井中安装有几根吸水管时，吸水喇叭口之间的距离不小于

（1.5-2.0）D。5当泵从压水管路引水启动时，吸水管路上应装有底阀。

压水管路的要求：坚固而不漏气，通常采用钢管，并尽量采用焊接接口，但为便于拆装与检修，在适当地点可设法兰接口。

一般在以下情况应设置止回阀：1井群给水系统。2输水管路较长，突然停电后，无法立即关闭操作闸阀的二级或一级泵站。3吸入式启动的泵站，管道方空以后，再抽真空比较困难。4遥控泵站无法关闸。5多水源，多泵站系统。6官网布置位置高于泵站，如无止回阀时，在官网内可能出现负压。

供水安全要求较高的泵站，布置压水管路时，必须满足：1能使任何一台泵及闸阀停用检修而不影响其他泵的工作。2每台泵能输水至任何一条输水管。

水锤：在压力管道中，由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。

停泵水锤是指泵机组因突然失电或其他原因，造成开阀停车时，在泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。

停泵水锤防护措施：1防止水柱分离。2防止升压过高的措施。（1）设置水锤消除器（2）设空气缸（3）采用缓闭阀（4）取消泵出口处的止回阀

工业噪音可分为空气动力性，机械性，电磁性噪声3种。泵站中的噪音源有：电机噪声，

泵和液力噪声，风机噪声，阀件噪声，变压器噪声。

排水泵站基本组成包括：机器间，集水池，格栅，辅助间，有时还附有变电所。

按排水性质可分为污水泵站，雨水泵站，合流泵站和污泥泵站。按作用可分为：中途泵站

（避免排水干管埋设太深而设置），终点泵站(将整个城市的污水抽送到污水处理厂或将处理后的污水进行农田灌溉或直接排入水体)

水泵的6个基本性能参数：1流量Q（m3/h或L/s）2扬程H（kg*m/kg或m;pa）3轴功率N（kw）4效率转速n（r/min）5允许吸上真空高度Hs(泵在标准状况下运转时，泵所允许的最大的吸上真空高度，单位mH2O。用来反映离心泵的吸水性能) 6气蚀余量

Hsv(泵进口处，单位重量液体所具有超过饱和蒸汽压力的富裕能量。单位mH2O.反映轴流泵，锅炉给水泵的吸水性能)

对叶轮的构造和液流性质的3个假定：1液流是恒定流；2叶槽中，也留均匀一致，叶轮半径处液流的同名速度相等；3液流为理想液体，业绩不显示黏滞性，不存在水头损失，这时扬程为理论扬程HT，而且密度不变。

理论扬程HT=1/g * (u2*C2u-u1C1u) ; 有效功率Nu=pgQH (w) ;u2=(n*3.14*D2)/60 ; C2u=C2*cosa2 ; 轴功率N=pgQH/(1000η) (kw) ; 效率η=Nu/N ; 电耗值W=（pgQH/1000η1*η2）*t ; 实际扬程H=ηh*（HT/(1+p)），H=Hd+Hv（真空表和压力表读书相加就是该泵的工作扬程，Hv=Hss+Σhs+v12/2g-Δz/2 Hd=Hsd+Σhd- v12/2g-Δz/2）,H=HST+Σh(HST=Hss+Hsd，HST泵的静扬程，Hss泵吸水地形高度，Hsd泵压水地形高度) η=ηh*ηv*ηm（总效率=水力效率，容积效率，机械效率的积）

当泵最低压力pk降低到被抽液体工作温度下的饱和蒸汽压力Pva时，泵壳内出现气穴现象并引发气蚀现象。（Pk/r=pa/r-hss-(co2-v12)/2g –λwo2/2g）

基本方程推导：1.使a1=90，a2<90，a2越小，泵理论扬程越大。2.转速n,叶轮外径D2提高，可以提高扬程。3.泵的扬程由势扬程和动扬程组成，动扬程H2占总扬程的比例越小，泵内部的水力损失越小，效率越高。4.液体密度越大，泵消耗的功率越大，扬程不变。

泵的工况：对应某一流量下泵的一组基本性能参数值。泵的设计工况（额定工况）：泵在效率最高时对应的一组基本性能参数值。额定工况百分之十范围内为高校范围。泵的极限工况：泵在流量最大时对应的一组基本性能参数值。

决定工况点的因素：1.泵自身型号。2.泵运行的实际转速。3.输配水管路系统的布置以及水

池，水塔的水位值灯边界条件。

离心泵工况点的调节方法有：变径，变速，变角，变阀。

临界转速nc：泵产生共振时的转速。调速泵安全运行的前提是调速后的转速不能与nc重

合接近或成倍速。

性能曲线主要有基本性能曲线，相对性能曲线，通用性能曲线，全面性能曲线，综合（或系列）型谱。

泵并联工作的特点：1.可以增加供水量，输水干管中的流量等于各台并联泵出水量之总和（一台泵单独工作室的流量，大于并联时的流量）；2.可以通过开停泵的台数来调节泵站的流量和扬程，以达到节能和安全供水的目的。3.当并联工作的泵中有一台损坏时，其他几

台泵仍可继续供水，提高了泵站运行调节的灵活性和供水的可靠性。

泵串联工作：总扬程为各泵扬程之和。

名词解释（4小题，每小题2.5分，共计10分）：

1.水泵

它是一种水力机械。它把动力机的机械能传递给所输送的水流，使水流的能量增加，从而把水流从低处抽提到高处，或从一处输送到另一处。

2.流量

单位时间内水泵所抽提的水体体积。

3.有效功率

水流流经水泵时，实际得到的功率。

4.汽蚀

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、发生和溃灭，从而造成过流部件损坏的全过程。

二、填空题(本题共20个空，每空0.5分，共10分)：

1．常见叶片泵的叶轮形式有封闭式、半开式、敞开式。2．离心泵的工作原理是利用装有叶片的叶轮的高速旋转所产生的离心力来工作的。3．轴流泵主要与离心泵不同的构件有进水喇叭管、导叶体、出水弯管。

4．叶片泵的性能曲线主要有基本性能曲线、相对性能曲线、通用性能曲线、全面性能曲线、综合（或系列）型谱。5．离心泵工况点的调节方法有变径、变速、变角、变阀等。6．叶片泵按其叶片的弯曲形状可分为后弯式、前弯式和径向式三种。而离心泵大都采用后弯式叶片。

三、单项选择题（四选一，每小题1分,共10分）

1.下列泵中，不是叶片式泵【B】

Ａ混流泵Ｂ活塞泵Ｃ离心泵Ｄ轴流泵。

2.与低比转数的水泵相比,高比转数的水泵具有【C】

Ａ流量小、扬程高Ｂ流量小、扬程低Ｃ流量大、扬程低Ｄ流量大、扬程高

3.离心泵的叶轮一般都制成【 D 】

Ａ敞开式Ｂ半开式Ｃ半闭封式Ｄ闭封式

4.叶片泵在一定转数下运行时,所抽升流体的容重越大(流体的其它物理性质相同),其理论扬程【C】Ａ越大Ｂ越小 C 不变 D 不一定

5.水泵铭牌参数（即设计或额定参数）是指水泵在时的参数【B】Ａ最高扬程Ｂ最大效率Ｃ最大功率Ｄ最高流量

6. 当水泵站其它吸水条件不变时，随当地海拔的增高水泵的允许安装高度【A】Ａ将下降Ｂ将提高Ｃ保持不变Ｄ不一定

7.定速运行水泵从水源向高水池供水,当水源水位不变而高水池水位逐渐升高时,水泵的流量【 B 】Ａ保持不变Ｂ逐渐减小Ｃ逐渐增大Ｄ不一定

8．固定式轴流泵只能采用【C】A 变径调节 B 变角调节 C 变速调节 D 变阀调节

9．上凸管处危害最大的水击是【D】A 启动水击 B 关阀水击 C 正水击 D 负水击

10．轴流泵的叶轮一般安装在水面【A】A 以下 B 以上 C 位置 D 不一定

四、判断题（对的，在题后的括号内打“√”，错的打“×”。每小题2分，共10分）

1.并联的目的是为了提高水泵的扬程，串联的目的是为了增加水泵的流量。【×】

2.水泵的比转数越大，其扬程越高。【×】

3.离心泵大都是立式机组，一般安装在水面以上。【×】

4.两台水泵的比转数必定相等，则其几何形状相似。【×】

5.压力管道常用的敷设方式有镇墩、支墩和管床。【×】

五、问答题(4小题，每题5分，共20分)：

1.给出下列水泵型号中各符号的意义：

①60—50—250 ②14 ZLB—70

答：①60——水泵的进口直径，单位mm；50——水泵的出口直径，单位mm；250——叶轮标称直径，单位mm；单级单吸悬臂式离心泵。

②14 ——水泵的出口直径，单位英寸；Z——轴流泵；L——立式；B——半调节；70——比转速为700。

2.为什么离心式水泵要关阀启动，而轴流式水泵要开阀启动？

答：①离心泵的功率性能曲线，是一条缓慢上升的近似直线，其关死功率最小，为了轻载启动和停机，固在启动和停机前应首先关闭出水管闸阀。

②轴流泵的功率性能曲线，是一条快速下降的上凸抛物线，其关死功率最大，为了避免错误的操作方式引起的动力机严重超载，轴流泵的抽水装置上不允许设置任何阀门。

3.压力管道的选线原则是什么？

答：①垂直等高线、线短弯少损失小；

②在压力示坡线以下；

③减少挖方、避开填方、禁遇塌方；

④躲开山崩、雪崩、泥石流、滑坡和山洪；

⑤便于运输、安装、检修和巡视，利于今后的发展

4.用图解法如何确定两台同型号泵并联运行的工作点？

答：方法一：把单泵的扬程性能曲线Q1～H1横向放大

一倍得到两台同型号泵并联运行的扬程性能曲线Q～H，与

抽水装置特性曲线R 的交点A 就是两台同型号泵并联运行

的工作点，过该点作水平线，与单泵扬程性能曲线的交点

A 1就是两台同型号泵并联运行单泵的工作点。

或方法二：绘制出两台同型号泵并联运行单泵的抽水

装置特性曲线R 1，与单泵的扬程性能曲线Q 1～H 1的交点

A 1就是两台同型号泵并联运行单泵的工作点。

（备注：两种方法，答一个即可以）

六、计算题 (4小题，共50分)：

1.已知某12SH 型离心泵的额定参数为Q=730 m 3/h ，H=10m ，n=1450

r/min 。试计算其比转数。（本小题10分）

总水头损失为： m ...h h h f f 542332170221=++=++= （2分） m H ST 50.6200.2000.3250.74=+-= （2分）

m h H H ST 00.6750.450.62=+=+=∑

KW QH N u 16.10500.6716.081.9=??==γ （2分） KW N N u

23.1507.016.105===η （2分） 答：（略）

3. 12SH-19A 型离心水泵，设计流量为Ｑ=220L/s ，在水泵样本中查得相应流量下的允许吸上真空高度为[H S ]=

4.5m ，水泵吸水口直径为Ｄ=300mm ，吸水管总水头损失为∑h S =1.0m,当地海拔高度为1000m,水温为40C o ，试计算最大安装高度H g . (海拔1000m 时的大气压为h a =9.2mH 2O ，水温40C o 时的汽化压强为h v a =0.75mH 2O) （10分）

[解]: 水泵吸水口流速为m/s ..ωQ v π113302

41000

220=?==

[][]).h ()h .(H H va a s s 2403310----='

=()()m ......86224075029331054=---- ……………………………（4分） 列吸水井水面（0—0）与水泵进口断面（1—1）能方程：

∑∑++=-=+++=s

g a v s g a h g v H p p H h g

v p H p 2γ2γγ212

1 [][]∑++='s g s h g v H H 22

[][]m .....h g v H H s s g 3710181

92113862222=-?-=--'=。…………………（6分） 答：371.H g =米。

相似功况抛物线方程为

222

22203129.093.2669.22Q Q Q Q H KQ H B B ===

= ………（2分） (3)、绘制H=KQ 2曲线：

H=KQ 2曲线与（Q —H ）曲线的交点为

A 1（35.75，39.99）即ＱＡ１=35.75L/s ，ＨＡ１=39.99m ………（2分） 相似工况抛物线计算表

则根据比例律有 r/min 71695075.3593.261121

12=?===n Q Q n Q Q n n A B A B 则 ………（4分） 答：（略）