泵与泵站教案.doc

水泵及水泵站
第一章 绪论

§1.1 泵站的地位及作用

水泵：机械能、电能—→（流体）动能、势能
流体
①水—→水泵
②气—→气泵，例如：真空泵、空气压缩机（鼓风机）
③油—→油泵
参考：血液—→心脏

水泵站：设置水泵及其附属设备的构筑物。
严格地说，一台即为泵站

地位：泵站投资占总投资的比重不一定很大，但不可缺少。

作用：

①工业、农业
工业:采矿（井下排水、水力采煤）；电力、冶炼等:冷却水
农业:灌溉（操场草坪）、农药、排涝
②市政工程
给水工程：南水北调、第九水厂密云水库输水工程
排水工程：城市管网下游污水、雨水提升
③建筑、消防
④其它：维护治安

§1.2 给排水泵站中常用的水泵性能与特点
一、 类型
1．叶片式水泵——叶轮带动叶片高速旋转
（1）离心泵：
（2）轴流泵：
2．容积式水泵——泵体工作容积变化refer to P117.
往复泵—→活塞往复运动改变工作容积—→计量泵
3．其它类型
（1）螺旋泵——螺旋推进器P120.
（2）射流泵——加药、搅拌P107.
（3）气升泵P112.
原理：汽水混合液密度小于水的密度　
二、使用范围
1．离心泵——流量扬程范围较广，操作管理方便
2．轴流泵、混流泵——大流量、低扬程；
3．往复泵
——流量小、扬程大；转速低、效率高
三、发展趋势
1． 大型化、大容量化
2． 高扬程化、高（转）速化
3． 系列化、通用化、标准化
常　用　给　水　水　泵　特　点
类　型
特　　　　　　　点
离

心

泵
1．广泛用于给水工程的二级泵房和加压泵房，也可用于一级泵房，流量和扬程范围较广
2．主要有卧式和立式、单吸和双吸、单级和多级等形式
3．效率较高
4．流量小、扬程高的比转数约为35～80，一般流量和扬程的水泵为80～150，流量大、扬程低的水泵为150～300
5．启动前泵内须先充水或真空引水，启动时出水阀门关闭
6．要改变特性曲线可以改变水泵转速或者采用不同直径叶轮等
7．可以利用离心泵的允许吸上真空高度提高水泵安装标高，减小泵房埋深
轴

流

泵
1．流量大、扬程低，常用于水源水位变幅不大的大型取水泵房和水厂内的提升泵房、排水泵房等
2．一般为立式，与立式电动机配套，泵房占地少，电动机安装在泵房上部的电机层内
3．比转数为500～1200
4．因为水泵叶轮必须有一定的淹没水深，泵房埋深较大
5．轴流泵在开启出水阀门情况下启动
6．可以采用改变叶片角度的方法来调节流量
7．低流量时效率低，水泵工作不稳定
混

流

泵
１．适用于流量大、扬程低的取水泵房，扬程比轴流泵高
２．抗气蚀性能和效率比轴流泵好
３．与同尺寸水泵相比，流量大于离心泵但小于轴流泵，扬程高于轴流泵但低于离心泵
４．比转数为300～500
５．高效率工作范围比轴流泵宽
潜
水
泵
１．适用的流量与扬程范围较广
２．水泵与电机连成一体，直接投入水中取水，简化取水构筑物和取水泵房工程
３．近几年建成的取水泵房与厂内排水泵房所用的潜水泵，多数为引进设备。对设备的制造和绝缘性能要求较高

第二章 叶片式水泵

特点：叶轮高速旋转完成能量转换
根据叶轮出水方向分为：
1．径向流—→离心泵
2．轴向流—→轴流泵
3．斜向流—→混流泵

§2.1 离心泵的工作原理与基本构造
原理：液体受到离心力作用
——旋转圆筒内的抛物液面、雨中旋转的雨伞
方程
单级单吸离心泵基本构造：（refer to P5. 图2-4）
1．泵壳 2.泵轴 3.叶轮 4.吸水管 5.压水管

实质:能量的传递和转化过程：
将机械能（电动机高速旋转）—→动能和势能（被抽升水）
伴随能量损失：能量损失越大，泵的性能越差，效率越低

§2.2 离心泵的主要零件
单级单吸卧式离心泵
一、 叶轮（工作轮）
1. 按材料分：铸铁、铸钢、铸铜——机械强度、耐腐蚀性能
2.按吸水情况分：
（1）单吸式叶轮：refer to P.5图2-3、P.100图2-92；
（2）双吸式叶轮：refer to P.6图2-5、P.101图2-93。
3．按盖板分
（1）封闭式叶轮： P5图2-6（a）
（2）敞开式叶轮： P5图2-6（b）
（3）半开式叶轮： P5图2-6（c）
二、泵轴
1.材料：碳素钢、不锈钢
2.键
三、泵壳
四、泵座
1．孔：法兰孔、充水/放气螺孔、测压螺孔、放水螺孔、泄水螺孔
2．交接部分：
（1）泵轴与泵壳之间——填料盒，如图P2-4中11
（2）叶轮与泵壳之间——检漏环，如图P2-4中12
（3）泵轴与泵座之间——轴承座，如图P2-4中13
五、填料盒
六、减漏环
七、轴承座——作用同自行车轴承
1．支持泵轴
2．滚动轴承、滑动轴承
3．滚动轴承分类
（1）依荷载大小分为：滚珠轴承和滚柱轴承
（1）依荷载特性分为：径向轴承和止推轴承
八、联轴器
1．刚性联轴器——法兰连接
2．挠性联轴器——
九、轴向力平衡

§2.3 叶片泵的基本性能参数
一、 流量（抽水量）
——水泵在单位时间内抽送的液体数量。
表示：（quantity）
单位：国际单位m3/s；英制单位加仑/s（1加仑=4.54升）

二、扬程——水泵对单位重量液体所做的功，即单位重量液体通过水泵后的能量增值
表示：（height）
单位：；；；

三、轴功率——泵轴自原动机所传过来的功率
表示： 单位：（电力拖动时）

四、效率——水泵有效功率与轴功率之比
有效功率：单位时间内过泵液体自水泵得到的能量。
表示：

——液体的容重()，
单位：

五、转速（revolutionary）——叶轮转动速度，通常以每分钟转动的次/圈数来表示。
表示：
单位：（叶片泵）；
（往复泵）

六、允许吸上真空高度及气蚀余量
允许吸上真空高度（）——水泵在标况下运转时，水泵所允许的最大吸水高度。常用于反映离心泵的吸水性能，单位：
气蚀余量（）——水泵进口处，单位重量液体所具有的超过饱和蒸汽压力的能量
常用于反映轴流泵、锅炉给水泵的吸水性能，单位：
铭牌：效率最高时、点
例12sh-28A A——切削

§2.4 离心泵的基本方程式
2个系统、3点假定、1个方程
一、叶轮中液体的流动情况
2个系统（复合圆周运动）：
a．动坐标系统——旋转的叶轮
b．静坐标系统——固定的泵壳或泵座
3个速度：
相对速度W——水流沿叶片流动，是液体质点相对动坐标系统的运动
圆周速度u（牵连速度）——动坐标系统对静坐标系统的运动速度
绝对速度C——相对速度W、圆周速度u的合成，即为液体质点对泵壳的绝对速度
4个角度：
；
——与之间的夹角；
——与之间的夹角
（叶轮进水角）——与反向延长线之间的夹角
（叶轮出水角）——与反向延长线之间的夹角
：反映了叶片的弯度，是构成叶片形状与叶轮性能的重要参数。
实际中的离心泵大部分是后弯式叶片，介于20～30°。
流道平缓、弯度小；叶槽内水头损失小，有利于提高效率
二、基本方程式的推导
1．3点假定：1.恒定流 2.均匀一致 3.理想液体（无粘性、损失）
2．推导
由动量距方程

因为 则 ；
而 则
则
而
3．基本方程式：

三、基本方程式的讨论
1.为了提高水泵扬程和改善吸水性能，多数水泵α1=90°，即C１u=0
则基本方程式为：
2.扬程与、有关。因为与圆周速度有关，而 。
3.离心泵的理论扬程与液体的容重无关。
——输送不同液体时，消耗的功率不同
4.水泵的扬程组成：势扬程H1与动扬程H2 。
动扬程H2所占比例越小，泵内损失就越小，水泵的效率就越高
四、基本方程式的修正
1.液体是恒定流——基本满足
2.液流均匀一致，同半径处同名速度相等——有差异；反旋现象
3.非理想液体在泵壳内有水力损耗

§2.5 离心泵的总扬程
考虑其它因素（水位、阀门、管网压力）影响时：
P1、P2——绝对压强
〖一〗 1-1～2-2

即
而 又
真空表读数、压力表读数——相对值、相对压强
即（2-27）
〖二〗0-0～1-1
即（2-29）
2-2～3-3
即（2-30）
将（2-29）（2-30）式代入（2-27）式，化简得：
或——适用于各种水泵装置，
扬程用途：
1.自吸水井提升水至水塔，即静扬程
2.克服管路的水头损失
特殊情况：时，见图
例题：岸边取水泵房，见第20页例题、图。求水泵扬程。
已知数据：

吸水井井面标高58.00m，混合池水面标高90.00m，泵轴标高60.00m 。
吸水进口采用无底阀的滤水网，90弯头一个，渐缩管一个。

§2.6 离心泵的特性曲线
通常选定转速作为常量，列出各参数随流量而变化的函数关系式
当n=c时：

一、理论特性曲线的定性分析
在离心泵的理论扬程公式中，代入得
———————————— （2-38）
又因为叶轮过水量可以表示为：，也即：————（2-39）
式中QT——水泵理论流量
F2——叶轮出口面积
C2r——叶轮出口水流绝对速度的径向分速
将（2-39）代入（2-38）中得

式中为常数。水泵转数一定时，也为常数
——后弯式叶片，
理论扬程的修正：
1．叶流不均匀的影响
2．内部的水头损失
（1）摩阻损失Δh1
（2）冲击损失Δh2
3．容积损失——泄流、回流造成的损失，
4．摩擦损失——轴承、填料、轴封及叶轮盖板与水等的损失，
——前弯式叶片，

二、实测特性曲线的讨论
1．流量与其它参数一一对应
2．水泵铭牌上的数据对应于效率最高点，即高效点；
对应于该点左右±10%的区域，即为高效段
3．流量为零时，轴功率不为零
4．电机功率稍大于水泵轴功率，避免大马拉小车或小马拉大车
5．曲线代表最大限度的允许吸上真空高度，不代表实际吸水高度
6．流体不同于水时，特性曲线要换算

§ 2.7 离心泵装置定速运行工况
工况：工况即工作情况，反映水泵瞬时的工作能力，表现为泵站运行中瞬时的实际出水量、扬程、轴功率以及效率值。
工况点：水泵瞬时工况对应的数值在特性曲线上的具体位置，即为工况点。
※工况强调数值；工况点强调点
泵站中决定离心泵装置工况点的因素：
1．水泵本身的型号
2．水泵运行的实际转速
3．管道系统、水池、水塔的水位及其变化
一、管道系统特性曲线
管道水头损失： ————（2-51）
——管道摩阻损失之和
——管道局部损失之和,
1．采用水力坡降（i）公式时
（1）对于钢管： ——钢管壁厚不等于10mm时引入的系数
（2）对于铸铁管：
2．采用比阻（A）公式时
（1）对于钢管： Σhf=ΣAk1k3LQ2
kl——钢管壁厚不等于10mm时引入的系数
k3——管中平均流速小于1.2m/s时引入的系数
（2）对于铸铁管：Σhf=ΣAk3LQ2

k为修正系数，
对于钢管k=k1k3，对于铸铁管k=k3

管道水头损失特性曲线： ——P30,图2-33；
S～直径、长度、粗糙度、局阻等
管道系统特性曲线： ——P30,图2-34。
管道系统特性曲线上任一点K的含义：
任意点K的纵坐标，表示水泵输送流量为QK将水提升高度为HST时，管道中单位重量的液体所需要消耗的能量值。
二、图解法求水箱出流的工况点
K点是一个矛盾统一点：
1．曲线法：根据公式
——水泵的运行工况点
——静扬程，抛物线的最小值点
——管道水头损失，单增二次抛物线
从低能级加上将要消耗的水头损失
2．折引法
从高能级扣除将要消耗的水头损失

三、图解法求离心泵的工况点
1．平衡工况点（QM ，HM）——
水泵性能曲线Q～H与管道系统特性曲线Q～Σh的交点；也是水泵的稳定工作点
2．当QK < QM 时：
供给能量>管道需要/损耗能量→管道中水流速↑→流量↑→工况点向左移动
3．当QD > QM 时：
供给能量<管道需要/损耗能量→管道中水流速↓→流量↓→工况点向右移动
四、离心泵工况点的改变
1．城市供水时，水塔中水箱水位的变化影响离心泵工况点
（1）水位上升—→上升—→水泵工况点左移—→流量↓扬程↑
（2）水位下降—→下降—→水泵工况点右移—→流量↑扬程↓
2．人工调节
（1）闸阀调节：改变曲线
（2）变速调节：改变曲线
五、数解法求离心泵装置的工况点（不要求）

§ 2.8 离心泵装置调速运行工况

电机调速：高效段—→高效区
一．叶轮相似定律
1、 几何相似及运动相似
几何相似：叶轮主要过流部分一切对应尺寸成比例所有的对应角相等
运动相似：对应速度成比例，方向一致
2、 第一相似定律：模型泵流量与实际泵流量关系

3、 第二相似定律：模型泵扬程与实际泵扬程关系

4、 第三相似定律：模型泵功率与实际泵功率关系

实用中，模型泵与实际泵外形相差不大且工况相似时，有
——（2-69） ——（2-70） ——（2-71）
二、叶轮相似定律的特例——比例律
相似定律应用于不同转速的同一台水泵，即λ=1时

比例律的应用：
1．已知水泵转速为n1时的（Q～H）1曲线，所需工况点A2（Q2，H2）不在曲线上。
问：若需要水泵在A2（Q2，H2）工作，其转速应该是多少？
分析：在公式中有4个参数，已知3个（Q1、Q2、n1），求1个
2．已知水泵n1时的（Q～H）1曲线，试用比例率画转速为n2时的（Q～H）2曲线。
分析：同上——在公式中有4个参数，已知3个（Q1、n2、n1），求1个
利用相似工况抛物线：H=k·Q2
已知—→—→—→交点于—→
〖例题〗某水泵转速时的曲线如图2-47所示。其管道系统特性曲线方程式为（以计）。
试问：(1)该水泵装置工况点的与值。（2）保持静扬程为10m，流量下降33.3％时，其转速应降为多少？（3）降速后的曲线如何？
三、相似准数——比转数（ns）
衡量叶片泵类型、反映同一类型叶片泵共性的参数
1．比转数公式的推导
模型泵的确定：
在最高效率下，有效功率Nu=735.5W，扬程Hm=1m,流量Qm==0.075m3/s时,该模型泵的转数,即为与之相似的实际泵的比转数ns。
由相似定律，模型泵与实际水泵参数关系为：
————————（2-89）
———————（2-90）
由（2-90）得 ；
再代入（2-89）得相似准数关系式：

即两台工况相似的水泵，它们的扬程、流量和转数关系式
将模型泵的扬程Hm=1m,流量Qm==0.075m3/s代入上式得：

式中Q——m3/s ；H——m；n——r/min
【例题】求某台12sh型离心泵的比转数
已知:铭牌上各参数为,流量684m3/h，扬程10m，转速1450r/min
2．注意
（1）流量、扬程为最大效率时。
（2）γ=1000kg/m3时。
（3）流量、扬程为单级单吸泵的流量、扬程。
（4）单位无实际意义，略去
说明：
（1）ns与Q、H、n、ηmax有关，反映主要性能。
（2）叶片泵的形状、尺寸、性能、效率随比转数不同而不同，可依此分类。
例如：u2= ；
（3）比转数不同，水泵特性曲线也不同。
n为常数，Q=0，20，40，……，100%Q0，120%Q0时，对应扬程值
四、调速途径及调速范围
1．偶合器调速：
液力偶合器
优点：可以无极调速；节约电能，有利于电网工作
缺点：能量损耗
2．电机调速：
定子电压调速、定子极数调速、转子电阻调速、串极调速调速、变频调速调速
3．调速注意事项
（1）调速前后的转速不能与其临界转速重合、接近或成倍数
（2）水泵一般不轻易调高转速；
（3）泵站中一般采用调速泵与定速泵并联工作的方式，定速泵用于大流量的调整，调速泵用于小流量的调整。

§ 2.9 离心泵装置换轮运行工况

一、切削率

注意：
1、切削量控制在一定范围。
2、切削量与比转数有关，不同比转数的水泵最大允许切削量不同。
二、切削率应用
1．第一类问题：
已知切削量，求切削前后水泵特性曲线的变化。
2．第二类问题：
要求水泵能在B点工作，流量QB、扬程HB均小于该泵的Q～H曲线上的点。
现使用切削方法，使水泵的特性曲线过B点，求切削后的叶轮直径。
3．注意
（1）不同叶轮切削方式不同
（2）切削后的叶轮叶片锉尖可以改善叶轮的工作性能
（3）叶轮切削是解决水泵类型、规格有限性的一种方法。
未切削 切削一次 切削二次 高效方框图
见图2-59（P53）

§ 2.10 离心泵并联及串联运行工况

并联工作的特点:
(1)增加水量
(2)节能与安全供水
(3)灵活
一、并联工作的图解法 定性
1．水泵并联性能曲线的绘制
（相）等扬程下流量（数值）相加，即不考虑管道水头损失；
考虑管道水头损失时，各台水泵性能曲线不能直接相叠加管道水头损失
思路：能量平衡点
（1）水泵能量（高能级）扣除损耗在管路上的能量——折引法；
（2）吸水井能量（低能级）增加损耗在管路上的能量——增值法。

2．相同型号、相同水位的两台水泵并联
【一】增值法
步骤：
①绘制水泵特性曲线；
②将曲线相叠加，得并联后曲线；
③绘制管道系统特性曲线；
④交曲线于点，即为并联工况点；
⑤过点作平行线交曲线于点，即为并联工作时单泵工况点。
【二】折引法+增值法
步骤：
①绘制水泵特性曲线及管道损失特性曲线或；
②在曲线上扣除损失，得折引后曲线；
③将折引后曲线叠加得并联曲线；
④绘制管道系统特性曲线交曲线于点，即为并联工况点；
⑤过点作平行线交曲线于点，即为并联工作时单泵工况点。

3．不同型号、相同水位的两台水泵并联
步骤：
①绘制水泵特性曲线及管道损失特性曲线或；
②在曲线上扣除损失、，得折引后曲线；
③将折引后曲线叠加得并联曲线；
④绘制管道系统特性曲线交曲线于点，即为并联工况点；
⑤过点作平行线交曲线于点Ⅰ、Ⅱ，即为并联工作时单泵流量点。

4．相同型号的两台水泵（一定一变）并联
（1）已知调速后两台泵总的供水量，求调速泵转速；
步骤：
①绘制水泵特性曲线及管道特性曲线,得出点；
②点纵坐标即为点测压管水头高度；
③绘制管道损失特性曲线，在曲线上扣除损失，得折引后曲线，与高度线交于点；
④由点引垂直线交于（）点，即为定速泵工况点；
⑤调速泵流量，扬程，即为点；
⑥按求得值，画过（）点的等效率曲线，交曲线于（）点；
⑦按比例律求转速
（2）已知定速泵、调速泵转速，求二泵并联的工况点。（略）

5．一台水泵向两个并联工作的高位水池输水
（1）测压管水面高于两个水池水面；
步骤：
①绘制水泵特性曲线及管道损失特性曲线；
②在曲线上扣除损失，得折引后曲线；
③绘制管道系统特性曲线、；
④将曲线、叠加得并联曲线，交曲线于点；该点即为点总流量；
⑤过点作垂直线交曲线于点，即为水泵工况点。
（2）测压管水面介于两个水池水面之间；
步骤：
①绘制水泵特性曲线及管道损失特性曲线；
②在曲线上扣除损失，得折引后曲线；
③在池水面线上扣除管道损失，得曲线；
④将曲线、叠加得总和曲线；
⑤绘制管道系统特性曲线，交曲线于点；该点即为段总流量；
⑥过点作水平线交曲线、于点、，即为流量、
（3）测压管水面等于高处水池水面；（临界状态）

二、定速运行并联工作的数解法（不要求）
三、调速运行并联工作的数解法（不要求）
四、并联工作调速泵台数的选定
原则：调速泵在调速运行时仍能在较高效率范围内远行
五、水泵串联工作

§ 2.11 离心泵吸水性能

水泵正常工作的前提，正确选择水泵吸水条件
正确的吸水条件：抽水过程中，泵内不产生气蚀的条件
一、吸水管中压力的变化及计算
图2-79：吸水管至水泵入口压力变化曲线
最低压力值（）的确定
1．吸水池水面和真空表处1-1断面能量方程
————（2-141）
2．吸水池水面和叶片入口稍前处0-0断面能量方程
————（2-142）
3．0-0断面中心点与叶片背水面靠近吸水口的断面K点能量方程
————（2-143）也可写成
令，
则 ————（2-144）
将式（2-144）代入式（2-142），可得：
，可改写为
————（2-145）
式2-145的含意是：
吸水池水面上的压头（）和泵壳内最低压头（）之差用来支付以下能量：
1．把液体提升高度；
2．克服吸水管中水头损失；
3．产生流速水头、流速水头差值、供应叶片背面K点压力下降值。
左边各项（）表示吸水井中能量富裕值
右边各项表示泵壳内外压力水头的降落，以真空表为界
1．真空表所示是泵壳外压力降落值（），反映真空表安装处实际压头下降值；
2．泵壳内压力降落值，是叶轮进口及进口附近叶片背面的压头值
二、气蚀和气穴
1．发生条件： 降低到被抽升液体工作温度下饱和蒸汽压力（）以下时
2．水的饱和蒸汽压力（）：
在一定水温下，防止水汽化的最小压力。其值与水温有关。
3．气穴现象：≤ 水汽化、冷沸 气泡中充满蒸汽、气体
局部水锤 压破（气泡随水进入高压区）
4．气蚀：气穴现象侵蚀材料的结果
气穴 局部水锤 金属疲劳 电化腐蚀 完全蚀坏
5．对不同水泵的影响

（1）较低时（流槽狭长、易于堵塞），出现气蚀后曲线迅速降落
（2）较高时（流槽较宽、不易堵塞），出现气蚀后曲线逐渐降落，再锐降
三、水泵最大安装高度
由式（2-141）知，；而
则
注意：
1．各泵给定允许吸上真空高度，该值即为的最大极限值。>时，开始气蚀
2．为条件值，与当地大气压及水温有关
大气压降低、水温升高，都会导致减小。关系见表2-8，9。
大气压不是标准大气压、水温不等于20°C时，修正如下：

【例题】12-19型离心泵，流量为220l/s时，=4.5m，泵进口直径为300mm，吸水管自喇叭口到泵进口水头损失为1m，当地海拔1000m，水温40°C，计算最大安装高度。
四、气蚀余量
由公式（2-141）：
（2-145）：
得
当气蚀时，，可以写成
又 则

§ 2.12 离心泵机组的使用及维护

一、启动前的准备工作
1．螺栓、润滑油、阀门、仪表、供配点设备
2．盘车、灌泵
二、运行中应注意的问题
1．仪表工作是否正常稳定
2．流量计指示是否正常
3．填料盒处是否发热滴水是否正常
4．泵与电机的轴承升温
5．保证油环随泵轴作不同步转动
6．定期记录有关数据
7．注意停车顺序
三、水泵的故障及其排除
见表2-10
四、水泵与电机的更新改造

§ 2. 13 轴流泵及混流泵

一、基本构造
1．吸入管：流线型喇叭口或流道型 改善入口处水力条件
2．叶轮：
3．导叶：消除水流的旋转运动，变旋转动能为压能
4．轴和轴承：传递扭距；径向定位、承受推力
5．密封装置
二、工作原理
空气动力学机翼升力原理
三、性能特点
1．扬程随流量减小而剧烈增大，Q～H曲线陡降，并有转折点；
2．Q～N曲线也是陡降曲线，Q=0时，轴概率N0=（1.2～1.4）Nd，故应开阀启动；
3．Q～η曲线呈现驼峰形，高效段很小。
4．气蚀余量
四、混流泵

§ 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵

一、IS系列单级单吸式离心泵
1.用途：吸送温度不超过80清水及物化性质相似的液体
2．特点
（1）性能分布合理（2）标准化程度高，效率达到国际水平
3．型号意义
例如：IS100-65-250A
IS——采用国际标准的单级单吸清水离心泵
100——水泵吸入口直径，mm
65——水泵压出口直径，mm
A——叶轮第一次切削
4．结构
（1）比一般单级单吸式离心泵效率和吸程有较大提高，噪音低、振动小；
（2）拆开联轴器，能取下整个轴承转动部件；
（3）泵旋转方向自进口看为逆时针方向。
二、Sh（SA）系列单级双吸式离心泵
1．用途：城市给水、工矿 、电站、水利工程、农田灌溉及排涝
2．型号意义说明
例如：12Sh-28A
12——水泵吸水口直径，英寸；
Sh——单级双吸卧式离心泵；
28——比转数被10除的整数倍
A——叶轮第一次切削
3．形式
（1）SA型、S型：吸水口与压水口均在泵轴线下方
（2）SLA型：泵轴立式安装
3．结构
（1）泵轴：优质碳素钢；其余：铸铁
（2）泵进出口均在泵轴线下方
（3）从电动机端向泵看，为逆时针方向旋转。
三、D（DA）系列分段多级式离心泵
1．用途：吸送清水及物化性质相似的液体，适合于城市给水、工厂、矿山排水。
2．型号意义
例如：100D16A×12
100——水泵吸水口直径，mm；
D——单吸多级分段式；
12——水泵级数（叶轮数）
A——叶轮第一次切削
3．结构
（1）泵轴：优质碳素钢；平衡环：铸铜：其余：铸铁
（2）泵进出口均在泵轴线下方
（3）从电动机端向泵看，为顺时针方向旋转。
四、J（JD）系列深井泵
refer to: § 4.10
五、潜水泵
六、污水泵、杂质泵
1．用途：适用于抽送带有纤维或其它悬浮物的液体；不适用于抽送含有酸、碱、盐等能引起金属腐蚀的化学混合物液体。供城市工矿企业排除污水之用。
2．型号意义说明
６ＰＷＬ 立式
　　　　　　　　　　　　　　污水
　　　　　　　　　　　　　　杂质泵
　　　　　　　　　　　　　　出口直径（英寸：应该改为mm）
3．结构

第三章 其它水泵

§ 3.1 射流泵

一、工作原理
1．原理：相对流动的两种流体，流动速度高的流体压力将降低。
2．性能参数：
（1）流量比α=
（2）压头比β=
（3）断面比m =
二、射流泵的应用
1．特点
优点：
（1）构造简单、尺寸小、重量清、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，起闭方便，断流时无危险；
（4）可以抽升污泥或其它含颗粒液体；
（5）可以与离心泵串联
缺点：效率较低
2．用途
（1）离心泵的抽气引水装置
（2）给水处理厂中抽取液氯和矾液
（3）地下水除铁时用做充氧装置
（4）排水工程中搅拌和混合污泥
（5）与离心泵联合工作，增加其吸水高度
（6）土方施工中，降低基坑地下水位

§ 3.2 气升泵

一、工作原理
实物见实验室
二、气升泵装置总图
1．空气过滤器
2．风罐
3．输气管
4．喷嘴
5．扬水管
6．气水分离箱
三、气升泵计算
1．求定空气压缩机性能参数
（1）风量
（2）风压
（3）空气压缩机实际功率
（4）气升泵效率
2．气升泵各部件尺寸的确定
扬水管直径、输水管直径，喷嘴位置

§ 3.3 往复泵

一、工作原理
农村抽水井
二、性能特点与应用

第四章　　给水泵站

§4．1 泵站的分类与特点（1hr）

* 按机组与地面相对标高关系 地面式、半地下式、地下式
* *按操作条件及方式 人工手动、半自动、全自动、遥控
***按给水专业分类 一级泵站、二级泵站、加压泵站、循环泵站

一、一级泵站（取水泵站）
1．作用： 自水源取水，送后续构筑物
2．工艺流程： 水源 取水泵站 给水处理厂
3．特点：均匀供水、连续运行；满足最高日用水量要求
3．泵站设计
（1）平面设计：贵在平面
①矩形泵站
——常用于泵站深度小于10m时，易于平面布置，水泵量多时优势明显
②圆形泵站
——适用于泵站深度大于10m时，水力、结构条件好，适于水位变化幅度大、泵站较深时；不易于平面布置，水泵数量不宜过多
③椭圆、菱形平面泵站：适用于流速大的河心泵站
（2）土建结构
——要求抗浮、抗裂、防倾覆、防滑坡etc
（3）施工组织
二、二级泵站
1．作用： 送一级泵站来水至管网
2．工艺流程：
给水处理厂 送水泵站 管网
3．泵站设计
（1）清水池
调节一级泵站二级泵站之间流量差异
（2）吸水井
①分离式：有利于泵站运行安全
②池内式（与清水池合建）
a．每台泵单设吸水管，自吸水井吸水；泵数量少时，可以不设吸水井
b．泵数量多时，吸水井分成两格
c．两格之间设连通管、阀门或虹吸管
三、加压泵站
1．作用：输水配水过程中增加水压
2．形式
（1）串联加压
（2）清水池、泵站
四、循环泵站
特　　点：
水压稳定、水量变化小；安全性要求高；常位于冷却构筑物或净水构筑物附近
§4．2 水泵选择（4hr）

一、选泵主要依据
主要依据：流量、扬程、变化规律 特性曲线
1．流量
（1）一级泵站流量的确定
①一级泵站的作用、特点
特点：见前节

满足最高日用水量要求 均匀工作 连续运行

经济 因素

24h Qd（最高日用水量）

② 流量计算（小时）

最高日平均时用水量

α 渗漏、自用水量系数，1.05～1.10

（2）二级泵站流量的确定
① 二级泵站的作用、特点
送水至用户，分级供水（无水塔）
Qd（最高日用水量）
② 流量计算（小时）

最高日平均时用水量

β 时变化系数系数，1.01～1.02
2．扬程
水泵扬程的计算应该和水塔的有无一同考虑，参见《快速设计手册》P.11
（1） 一级泵站扬程
Hp = H0 + hs + hd
（2）二级泵站扬程
①无水塔 Hp = Zo + H0+ hs + hd + hn
②网前水塔 Hp = Zt + Ht + H0 +hs + hd + hn
③网后水塔最大转输 H 'p = Z t + Ht + H0 +h's + h'd + h'n
二、选泵要点
确定水泵的型号和台数
1．大小兼顾，调配灵活
参见例题P123
2．型号整齐，互为备用
3．合理利用水泵高效段
4．远近结合
5．方案比较
三、其它因素
1．水泵的构造形式对泵房的影响
-------大小、结构形式和内部布置等
eg： 潜水泵的安装；立式泵的安装
2．保证水泵正常吸水条件
3．选用效率较高的水泵
4．备用泵的选择
（1）水量不允许减小时：备用两套机组
（2）水量允许短时间减小时：备用水泵满足最大水量
（3）允许短时间断水时：备用一台水泵
5．详细见手册、规范
四、选泵后的校核
校核消防流量和扬程
备用泵的流量校核公式：
式中：
Q——消防时水量
Qf ——着火点用水量
Q`——
Qr ——一级泵站水量
tf ——补水时间

§4．3 泵站变配电设施（2hr）

一、负荷等级及电压选择
1．负荷等级——一般分为三级
（1）一级负荷：人身伤亡、重大设备损坏且难以修复，造成重大损失
such as：钢铁厂、炼油厂、地铁、医院、电台etc。
解决方法：独立电源、双回路供电
（2）二级负荷：产生废品、材料报废、主要设备破坏，但采取措施可以避免
such as：水处理厂、民用住宅etc。
（3）三级负荷：一、二级负荷以外的
2．电压选择
电压等级：380V、 6000V、 10kV、 35kV 大型水厂

　　　　小型水厂　　非　标　　　　　　　　　　中型水厂　
二、泵站中常用的变配电设施　　
1．见P130图4-12、4-13
2．开关柜的布置
3．配电室建筑设计要求
三、变电所
1．变电所的类型及优缺点

优 点
缺 点
适用条件
独立变电所
1．便于处理建筑关系
2．安全
1．浪费有色金属、电能
2．维护管理不便
1．两个以上泵房
2．含有较大容量用电设备
附设变电所
1．便于处理结构关系2．变压器靠近用电设备

普遍使用
室内变电所
1．便于处理结构关系2．变压器靠近用电设备
1．建筑处理比附设所复杂
2．维护管理方便
普遍使用

2．变电所的位置与数量
（1）尽量位于用电负荷中心——节约有色金属
（2）考虑周围环境
例如：设置在锅炉房上风向——
原因：①锅炉房的水、蒸气、灰尘影响配电设备；
②配电设备间一般情况下不允许穿越