水泵终极版.doc

一：绝对压强、相对压强、真空压强的定义及它们之间的关系。压力表和真空表读数表示的都是相对压强还是绝对压强? 绝对压强：p＇ 以设想完全没有大气存在的绝对真空为零计量的压强。相对压强：P 以当地大气压作为零点计量的压强。真空压强：当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强，该点的相对压强为负值，则称该点存在真空。负压的绝对值成为真空压强。绝对压强永远是正值，相对压强可正也可负，真空压强（真空值）不能为负值。
它们之间的关系：若当地大气压强用绝对压强表示为pa ，则相对压强与绝对压强的关系为： p= p＇- pa ；当液面与大气相连通时，根据相对压强的定义，液面压强可表示为：p0 = 0，静止液体中某点的相对压强为p=γh真空压强PV=pa- p＇。
三、掌握离心泵的工作原理及工作过程。（简答）
原理：利用水泵叶轮告诉旋转的离心力甩水，使得水的能量增加，能量增加的水通过泵壳和水泵出口流出水泵，再经过压水管输往目的地。
工作过程：离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸水管道，然后驱动电机，使叶轮和水做高速旋转运动，此时，水受到离心力的作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道流入水泵的压水管道，由压水管道输入到管网中去；与此同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水在外界大气压的作用下，通过吸水管而源源不断地流入水泵叶轮，水又收到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水。离心泵工作过程实际上就是一个能量传递和转化的过程，它把原动机（电机）的高速旋转的机械能转换成水的动能和势能。
五、掌握离心泵的主要性能参数的定义及计算公式，水泵铭牌上各参数的意义。（概念）
流量Q：定义：水泵在单位时间内所输送的液体数量，单位：m3/h，m3/s，l/s等。与叶轮结构、尺寸和转速有关。扬程H：定义：单位重量液体通过水泵后所获得的能量，又叫总扬程或总水头。与Q、叶轮结构、尺寸和n有关。，单位：m 轴功率N：定义：原动机或电动机传给水泵泵轴上的功率。单位：千瓦或马力 效率η：定义：水泵的有效功率与轴功率的比值h<100%——容积损失，水力损失，机械损失。有效功率Nu定义：单位时间内流过水泵的液体从水泵那得到的能量叫有效功率。转速n：定义：水泵叶轮转动速度，每分钟转动次数，单位：r/min（1000~3000rpm；2900rpm）
六．允许吸上真空高度Hs和汽蚀余量Hsv
（1）Hs：指水泵在标准状况下运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度，mH2O。反应离心泵吸水性能。
（2）Hsv：指水泵入口处，单位重量液体所具有的超过饱和蒸气压力的富裕能量。反应轴流泵，锅炉泵的吸水性能。
水泵铭牌上各参数表示水泵在设计流速下运转，效率最高时的流量，扬程，轴功率即允许吸上真空高度或汽蚀余量值。反应的是水泵效率最高点的各参数值。是该水泵设计工况下的参数值。
八、掌握设计工况点、瞬时工况点定义。离心泵定速工作时求工况点的方法
设计工作点：水泵在最高效率点运行时的流量、扬程、轴功率及吸上真空高度等称水泵设计工作点。
瞬时工况点：我们把这些值在Q～H曲线、Q—N曲线、以及Q一η曲线上的具体位置，即水泵运行时实际的出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度等称为该水泵装置的瞬时工况点或称水泵实际工作点，它表示了该水泵在此瞬时的实际工作能力 。离心泵工作点的校核1、流量和扬程是否满足使用要求；2、水泵是否在高效区工作；3、水泵不超载或空载；4、水泵不发生汽蚀。

①H~Q曲线，Q­，H¯。Q 很小时可能例外②N~Q曲线：Q­，N­。大流量®大电机。关闭出口阀启动泵，启动电流最小③h~Q曲线 ：小Q­，h­；大Q­，h¯。®hmax

十一、掌握求离心泵并联工况点图解法四个模型，记住求解步骤。 (简答)
①同型号、同水位的两台水泵的并联工作。步骤：
(1)绘制单泵特性曲线（Q~H)1,2 (2)绘制两台水泵并联后的总和(Q～H)l+2曲线；
(3)绘制管道系统特性曲线，求出并联工况点；

(4)求每台泵的工况点：通过M点作横轴平行线，交单泵的特性曲线于N点，此N点即为并联工作时，各单泵的工况点。
②不同型号的2台水泵在相同水位下的并联工作， 步骤：(1)绘制两台水泵折引至B点的(Q-H)Ⅱ、(Q-H)Ⅰ 曲线。 (2)绘制两台水泵折引至B点的(Q-H)’ Ⅰ＋Ⅱ 曲线 (3)绘制BD段管道系统特性曲线,求并联工况点E
(4)求每台泵的工况点，并联机组的总轴功率及总效率：

③如果两台同型号并联工作的水泵，其中一台为调速泵，另一台是定速泵。步骤：(1)绘制定速泵特性曲线(Q-H) I,II及折引至B点的特性曲线(Q-H) II’ 曲线。(2)绘制折引至B点的管道系统特性曲线 (Q-∑hBD) 。(3)在曲线(Q-∑hBD)找到已知流量QP的对应点P。(4)由P点引平行线，与曲线(Q-H) II’交于点H，由H点向上引垂线，与曲线(Q-H) I,II交于点J（QII,HII)。(5)根据公式QI=QP-QII, HI=HP+SABQI2,得到调速泵的工况点M。
(6)绘制过点M的等效率曲线H=KQ2，其中K=HI/QI2。该曲线与泵特性曲线(Q-H) I,II交与T点(QT,HT)。
(7)根据比例律QI/QT=n2/n1求调速泵的转速n2。
④一台水泵向两个并联工作的高地水池输水
（1）水泵向两个高地水池输水 步骤：(1)绘制水泵特性曲线(Q-H) 及折引至B点的特性曲线(Q-H) ’ 曲线。(2)绘制高位水箱及低位水箱折引至B点的管道系统特性曲线 (Q-∑hBD)和 (Q-∑hBC)曲线(3)绘制并联管道系统特性曲线(Q-∑hBD+BC),求并联工况点M(4)由M点分别向上做垂线和向左做平行线，求泵的工况点M’及水箱的入流量。
（2）水泵与高水池A并联工作，共同向低水池B输水 步骤：(1)绘制水泵特性曲线(Q-H) 及折引至B点的特性曲线(Q-H) ’ 曲线。(2)绘制高位水箱的水头线及折引至B点的特性曲线 (Q-HBD)(3)绘制水泵和高位水箱的并联特性曲线(Q-H)总和(4) 绘制低位水箱折引至B点的管道系统特性曲线(Q-∑hBC)，求并联工况点M。(5)由M点向左做平行线，与(Q-H) ’、(Q-HBD)曲线分别交与P点和K点，则两点对应的流量为水泵和高位水池的出水量。由P点向上引垂线，交(Q-H) 于P’点，则P’点对应的H0值为水泵的扬程。
十二、掌握表征泵吸水性能的两个参数。两个参数的影响因素。汽蚀的发生的原因及汽蚀的过程？判断水泵是否发生汽蚀的条件是什么？
两个参数：真空高度，气蚀余量 影响因素：最大安装高度
汽蚀的发生的原因：①安装高度太高；②被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过③吸入管路阻力或压头损失太高。
④水泵本身的抗气蚀性能.
汽蚀的过程：分为两个阶段：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。
判断水泵是否发生汽蚀的条件（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。 [HV]>[HS]时发生汽蚀。
2）气蚀余量Hsv 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。当[Hsv]实际>[Hsv]允许时，发生汽蚀。
十三、轴流泵结构中导叶的作用；轴流泵的启动特点；轴流泵的流量调节方式。
导叶的作用：把叶轮中向上流出的水流的螺旋形转运运动变成为轴向运动，降低能量损失。
启动特点：开闸启动 流量调节方式：变角调节、变速调节（不能闸阀调节）
十四、射流泵的工作原理（简答）
高压水以流量Q1由喷嘴高速射出时，连续挟走了吸入室2内的空气，在吸入室内造成不同程度的真空，被抽升的叶期在大气压力作用下，以流量Q2由管5进入吸入室内，两股液体Q1+Q2在混合管3中进行能量的传递和交换，使流速、压力趋于拉平，然后经扩散管使部分动能转化为压能后，以一定流速由管道输送出去。
十五、水泵不出水或出水不足的原因：1.泵壳内有空气，灌泵工作没做好2.吸水管路及填料有漏气3.水泵转向不对4.叶轮转速太低5.叶轮进水口及流道堵塞6.底阀堵塞或漏水7.吸水井水位下降，水泵安装高度太大8.减漏环及叶轮磨损9.水面产生漩涡，空气带入泵内。10、水封管堵塞
十六、水锤和停泵水锤的定义（概念）
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，称为水锤
停泵水锤：所谓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。
十七、选泵步骤叙述（简答）
1. 根据介质性质，选择水泵的类型。2根据外部条件要求，求出流量和扬程（Q-H）。3确定水泵台数。4根据水泵型谱图与样本（Q-H）对照，确定水泵规格。5选择效率η最高的泵。6根据泵的轴功率确定电机的轴功率，选择电机型号
一、某台输水离心泵的流量Q为240 m³/h，扬程H为20m，泵效率为77％，试计算该泵有效功率和轴功率的大小。P15

解： （m3/s）

该泵有效功率为：

该泵轴功率为：

二、12Sh-19A型离心泵,流量为220L/s时,在泵样本的Q-Hs曲线中查得,其允许吸上真空高度Hs=4.5m,泵进水口直径为300mm,吸水管从喇叭口到泵进口的水头损失为1.0m,当地海拔为1000m，水温为40℃，试计算其最大安装高度Hss.
解，由式H′s=Hs-(10.33-ha)-(hva-0.24)计算H′s P82
查表2-7，水温为40℃时，hva=0.75m 查表2-8，当海拔为1000m时，ha=9.2m
根据式H′s=Hs-(10.33-ha)-(hva-0.24) H’s=4.5-(10.33-9.2)-(0.75-0.24)=2.86m
根据式Hss= 可得：Hss=
V1==
所以最大安装高度为：Hss=2.86-0.5-1=1.36m
三、岸边取水泵房 ，如图，已知下列数据，求水泵扬程
水泵流量Q=120L/S，吸水管路L1=20m，压吸水管路L2=300m（铸铁管），吸水管径Ds=350m，压水管径Dd=300m，吸水井水面标高58.0m，泵轴标高60.0m，水厂混合池水面标高90.0m。
吸水进口采用无底阀的滤水网，90°弯头一个，DN350X300渐缩管一个。P26
[解] 水泵的静扬程：HST＝90-58=32m
吸水管路中沿程损失：h1＝i×l
h1 ＝0.0065X20＝0.13m
DN=350mm时，管中流速 v1＝1.25m/
DN=300mm时，管中流速v2 ＝1.70m/s
吸水管路中局部损失(h2)：

四、某离心泵，转速n1=950r/min时，其Q-H曲线高效端方程为H=45.833-4583.333Q2，管道系统特性曲线方程为H=10+17500Q2(上式中H以m计，Q为m3/s计)，试求：
1. 该泵装置的工况点；2、若所需的泵工况点为Q=0.028m3/s,H=23.1m,求泵转速n2值；
3、 求转速为n2时的Q-H曲线（高效段）方程。
解：1.管道系统特性曲线与转速为n1时（Q-H）1曲线相交之点为所求的工况点，即10+17500Q2=45.833-4583.333Q2 得：QA=40.28L/s,HA=38.396m
2.由式N1/N2=(n1/n2)3可得：k=H2/Q22=23.1/(0.028)2=29464.286，代入
得：n2=
由式得：；因此，当泵转速为n2时，（Q-H）2 曲线高效段方程为：.

2. 数解法求离心泵装置的工况点 P39
（1）根据水厂样本提供的高效段（Q~H）曲线，设方程为 :

（2）在曲线上任意取两点（Q1，H1）、（Q2，H2），则有
（3）离心泵工况点：
由公式和公式 联立方程可得：

3.比例率公式

数解法（1）由和 联立方程可得： ；
（2）由比例率求n2:
切削率公式

第二类问题: 据用户需求，要水泵在B点工作，流量为QB，扬程为HB，B点位于该泵的(Q～H)曲线的下方如图所示。，现使用切削方法，使水泵的新特性曲线通过B点，试问：切削后的叶轮直径D2′ 是多少?需要切削百分之几?是否超过切削限量?
对于这类问题，已知的条件是：现有水泵的叶轮直径D2及(Q～H)曲线和B点的坐标(QB，HB ）。
由切削律得H=KQ2“切削抛物线”方程，又称等效率曲线方程。求法：
1、将B点的QB 、HB ，代入“切削抛物线”方程，求出KB
2、绘“切削抛物线”曲线，与（Q～H）曲线交于A点（ QA，HA ），由（ QA，HA ）和(QB，HB ）代入切削律公式，求得D2′ 。
汽蚀余量的计算公式：实际汽蚀余量

所以水泵进口处实际汽蚀余量的计算式为：