泵与泵站【简答题】.doc

简答题
1、离心泵有哪些主要零件？
叶轮、泵轴、泵壳、泵座、填料盒、减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡装置等

2、离心泵启动时，必须“开闸”还是“闭闸”？ 为什么？
闭闸启动。Q=0时，N最小，符合电机轻载启动要求，对设备的电网工作有利

3、离心泵装置的工况点可随哪些因素变化而改变？
1）随HST改变；（2）随阻力系数S改变；（3）随泵本身特性改变，即改变Q-H曲线（变速、切削叶轮、串并联水泵等）。

4、12sh－9型泵与20sh－9型泵能否并联？为什么？
可以并联。因为它们的比转速相等（nS=90）为工况相似水泵，扬程范围相近

5、按泵站在给水系统中的作用的不同，给水泵站可分为哪几种？
1）取水泵站（一泵站）；（2）送水泵站（二泵站）；（3）加压泵站；（4）循环泵站

6、泵站中应有哪些辅助设施？
（1）引水设施；（2）计量设施；（3）起重设备；（4）通风与采暖设施；（5）排水设施；（6）通讯设施；（7）防火与安全设施

7、试说明离心泵吸水管路端头什么情况下装喇叭管?
当水泵采用抽气设备充水或能自灌充水时，为了减少吸水管进口处的水头损失，吸水管进口通常采用喇叭口形式。

8、如何确定正在运转中的离心泵装置的总扬程？（写出计算公式及各符号的含义）
H=Hd+Hv，H——离心泵装置的总扬程,mH2O；
Hd——以水柱高度表示的压力表读数,mH2O；
Hv——以水柱高度表示的真空表读数,mH2O；

9、何谓水泵的安装高度？如何计算最大安装高度？（写出计算公式，注明各符号
含义，并如何修正海拔及水温的影响）
水泵的安装高度: 自吸水井水面的测压管水面与泵轴的垂直距离。
HSS=HS’- V12/2g-∑hs=Hs-(10.33-ha)-(hva-0.24)-(V12+∑hs)
Hs’——修正后采用的允许吸上真空度,mH2O；
Hs—— 水泵厂给定的允许吸上真空度,mH2O；
ha— 安装地点的大气压,mH2O；
hva—实际水温下的饱和蒸汽压力,mH2O；
V12/2g—水泵接真空表断面处的流速水头,mH2O；
∑hs—水泵吸水管中的水头损失,mH2O；

10、简述对吸水管路的要求？
A、不漏气（吸水管路一般采用钢管；采用铸铁管时施工接头一定要严密）
B、不积气（应使吸水管有沿水流方向连续上升的坡度i>0.005，以免形成气囊；并使沿吸水管线的最高点在水泵吸水口顶端；吸水管断面一般大于水泵吸水口断面，以减小水损；吸水管路上变径管采用偏心渐缩管保持其上边水平）
C、不吸气（吸水管进口在最低水位下淹没深度不小于0.5-1.0m；若淹没深度不够时应于管子末端装置水平隔板）

11、简述离心泵气蚀现象产生的原因?水泵使用者可采取那些措施来避免其产生?
离心泵气蚀现象是一种流体力学的空化作用，与旋涡有关。它是指流体在运动过程中压力降至其临界压力(一般为饱和蒸汽压)之下时，局部地方的流体发生汽化，产生微小空泡团。该空泡团发育增大至一定程度后，在外部因素的影响(气体溶解、蒸汽凝结等)下溃灭而消失，在局部地方引发水锤作用，其应力可达到数千个大气压。显然这种作用具有破坏性，从宏观结果上看，气蚀现象使得流道表面受到浸蚀破坏(一种持续的高频打击破坏)，引发振动，产生噪音；在严重时出现断裂流动，形成流道阻塞，造成水泵性能的下降。
为避免气蚀现象产生，水泵使用者可采取正确选择吸水条件、减小泵外部的压力下降，即适当选取水泵的安装高度、增大吸水管管径、减小吸水管长度及减少其配件，即避免吸水管路不正确的安装方法等措施。

12、比转速的大小,对水泵特性的流量和扬程有何影响?
n一定时，比转速高则流量大扬程低；比转速低则流量小扬程高

13、简述选泵的两点依据。写出供水量变幅较小的一级泵站的设计流量和扬程的表
达式,并说明各符号的意义。
1）依据：所需的流量，扬程及其变化规律
（2）供水量变幅较小的一级泵站的设计流量计算式：Qr=αQd/T
α——水厂自身用水系数
Qd——供水对象最高日用水量
Qr——一级泵站水泵所供给的流量
T——一级泵站在一昼夜工作的小时数
设计扬程计算式：H= HST+∑h
最高水位的高程差。
∑h---吸、压水管路的总水头损失。
HST’—水源井中最枯水位与水厂的前端处理构筑物（一般为混合絮凝池）
14、简述泵站中水泵机组布置常用的形式及其适用条件。
（1）纵向排列：适用于如IS型单级单吸悬臂式离心泵（顶端进水，使吸水管
保持顺直状态）
（2）横向排列：适用于侧向进、出水的水泵，如单级双吸卧式离心泵Sh、SA、S型（进出水顺直，水力条件好，节省能耗）
（3）横向双行排列：节省基建造价，适用于机组较多的圆形取水泵房布置）

15、H=Hv+Hd”与“H=HST+Σh”中各符号的含义是什么？在实际工作中，这两个公
式各有什么用途？
公式H= Hv+Hd 及H=HST+Σh中，H均表示离心泵装置的总扬程(mH20)；Hv为以水柱高度表示的真空表读数(mH20)； Hd为以水柱高度表示的压力表读数(mH20)；HST为水泵的静扬程；∑h水泵装置管路中水头损失之总和(mH20)。前一公式用于计算运行中水泵装置的总扬程；后一公式用于计算（依据原始资料）进行泵站工艺设计时选泵所需扬程。
16、泵站中决定离心泵装置工况点的因素有哪些？
泵型、实际n值、输配水管路布置及水池和水塔（高地水库）之水位值和变动等边界条件。
17、试简述调速运行的优点及需要注意的事项？
调速运行的优点：扩大了离心泵的有效工作范围，利于节能。
注意事项：
（1）调速后的转速不能与其临界转速重合、接近或成倍数，否则，将可能产
生共振现象而使水泵机组遭到破坏；
（2）水泵的调速一般不轻易调高；
（3）泵站中采用调速泵与定速泵并联工作时，定速泵作大调使用，调速泵作细
调使用；
（4）调速范围的确定以调速后各泵均运行于各自高效段为标准。
18、试从工作原理上，简述离心泵、轴流泵、射流泵、往复泵的不同点?
泵类型
工 作 原 理
离
心
泵

用水充满泵壳和吸水管道，驱动电动机使水和叶轮做高速旋转运动此时水受到离心力的作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的河道而留入水泵的压水管道由压水管道而输入管网中去，在这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便在大气压的作用下。沿吸水管而源源、不断的留入叶轮吸水口又受到高速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连续输水。

轴
流
泵
轴流泵的工作是以空气动力学中机翼的升力理论为基础的，由于沿翼型下表面的路程要比翼型上表面的路程长一些，因此流体沿翼型下表面的流速要比沿翼型上表面流速大相应的翼型下表面的压力将小于上表面，流体对翼型将有一个由上向下的作用力P同样翼型对流体也将产生一个反作用力P'此P'力的大小与P相等，方向由下向上，作用在流体上，具有翼型断面的叶轮，在水中做高速旋转时，水流相对于叶片就产生了急速的绕流，如上所述叶片将对水施以P'在此作用水就被压升到一定高度上去。
射
流
泵
高压水以流量Q由喷嘴高速射出时。连续挟走了吸入室内的空气在吸入室内造成不同程度的真空，被抽升的液体在大气压力的作用，以一定的流量进入吸入室，两股液体在混合管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的流速由管道输送出去。

往
复
泵
当柱塞向右移动时泵缸内造成低压，上端的压水阀被关闭，下端的吸水阀便被泵外大气压力作用下的水压推开，水由吸水管进入泵缸，完成了吸水过程，相反当柱塞向左移动时，泵缸内造成高压，吸水阀被关闭，压水阀受压而开启，由此将水排除，进入压水管路，完成了压水过程，如此周而复始，柱塞不断进行往复运动，水就间歇而不断地吸入和排除，即依靠工作室容积的周期性改变来压送液体。

19、简述水泵并联工作的特点。
1）增加流量（水泵扬程相同时，总流量为各泵出水量之和）；（2）调节流量和扬程（通过开停水泵来实现）；（3）提高供水可靠性（一台坏了，其他泵即可继续供水）

20、离心泵装置吸水管上的大小头为什么一定要用偏心大小头？
离心泵装置吸水管上用偏心大小头的原因是：吸水管路要求有足够真空度，当真空值达到一定时，水中溶解气体会因管内压力减小而不断溢出。若吸水管采用同心大小头，气体容易在管道某段高处聚集，形成气囊，影响过水能力，严重时会破坏真空吸水。

21、轴流泵是应“开闸启动”还是应该“闭闸启动”，为什么？往复泵又应如何？
轴流泵应该是“开闸启动”。因为若“闭闸启动”，即当Q=O（即当出水阀关闭时），其轴功率等于1.2~1.4Nd，Nd为设计工况下的轴功率，这样对电机会造成很严重的损坏。
往复泵应该是闭闸启动。因为往复泵是通过柱塞的往复运动而造成泵缸内的气压的变化来吸压液体的，所以在开机时压水阀应关闭，吸水阀通过外界大气压作用下的水压推开，水由吸水管进入泵缸。

22、水泵启动前的引水方法有几种，各用在什么地方？
水泵启动前引水的方法可分为两大类，吸水管带有底阀和吸水管不带底阀。
（1）吸水管带有水下底阀：
①高架水箱灌水：一般用于小型水泵（水泵吸水管径在300mm以下），压水管路内常因停泵而泄空无水，吸水管路较短所需注入水量不多。
②压水管引水：一般用于小型水泵（水泵吸水管径在300mm以下），压水管路内常有水。
（2）吸水管带有水上底阀：
③水上底阀引水：用于小型水泵（水泵吸水管径在400mm以下）。
（3）吸水管不带底阀：
④真空泵直接引水：适用于启动各种规模型号水泵。尤其适合大、中型水泵及吸水管道较长时。
⑤真空泵常吊真空引水：用于启动中、小规模型号水泵较多，大型水泵使用较少；适用于虹吸进水系统。
⑥液（气）射流泵、水射器引水：适用于小型水泵。
⑦自吸泵（自吸式离心泵）：适用于水泵频繁启动的场合。

23、简述离心泵实测特性曲线的特点。
1）实测Q---H曲线
①不规则下降曲线。
②与最高η相应的点是水泵的最经济工况点，其数值是水泵铭牌上的各性能指标。
③曲线上与效率下降不超过10%ηmax相对应的部分称为高效段
（2）实测Q—N曲线
①是一条缓升曲线，Q增大，N增大，故选泵配套电机时应使其功率稍高
于N值，否则会发生烧毁事故，但也不应太高，否则降低电机效率。
②只适用于输送水或特别液体，否则需采用N=rQH换算。
（3）实测Q---Hs曲线
水泵在某点（Q，H）工作时的实际吸水真空值必须小于Q---Hs曲线上的相应值，否则产生气蚀现象。
24、简述射流泵的工作原理。
高压水以流量Q1由喷嘴高速射出时，连续夹走了吸入室的空气，在吸入室内造成不同程度的真空，被抽升的液体在大气压力作用下以流量Q2由吸水管被吸入吸入室内，两股液体在混合管中进行能量交换和传递，使流速、压力趋于平衡，然后经扩散管使部分能量转化为压能后以一定流速由压出管输送出去。
25、水泵的Q~H特性曲线上的任一点（Q,H）表示什么？管道特性曲线上的任一点
（Q,H）表示什么？水泵装置的工况点表是什么？请简要回答。
水泵的Q~H特征曲线上的任一点（Q,H）表示当抽升液体的流量为Q时水泵提供给单位重量液体的能量为H，也即水泵能把单位重量的液体提升到H的高度。管道特性曲线上的任一点（Q,H）表示流量为Q的液体被提升HST高度时，单位重量液体所消耗的能量。水泵装置的工况点表示水泵特性曲线与管道特性曲线的交点，即能量的供、需平衡点。
26、离心泵站中,一般应安装有那些设备?
（1）引水（2）计量（3）起重（4）通风与采暖（5）排水（6）通讯（7）防火
与安全（8）变、配电设施（9）自动控制系统 （10）水泵机组（11）附属管道
27、离心泵装置的吸水、压水管上应安装哪些配件和附件？（采用真空泵启动）
吸水喇叭口、滤罩、检修阀门、止回阀、流量计、真空表、压力表、伸缩节等
28、试简述推导离心泵基本方程式所作的假定。
(1)液流是恒定流；(2)液槽中液流均匀一致，叶轮同半径处液流同名速度相等；(3)液流为理想流体。

29、试述水泵启动前灌水的原因。
若不灌水，则水泵启动后，在叶轮中心处只能产生0.75mmHg之真空值，此时吸水池水面大气压力与叶轮中心处压力之差不足以克服吸水管路的水头损失，将水从水池压入水泵，于是水泵抽不上水；而灌水启动后，可在叶轮中心处产生600mmHg的真空值，足够的压力差可将水送至水泵。

30、为什么离心泵叶轮一律采用后弯式叶片？
（1）若β2>90°，则HT=A+BQT，QT增大，HT 增大，且N增大。由于中、小
城市昼夜间用水量变化幅度较悬殊，尤其是遇到消防或干管断裂等情况，给水
管网工作流量变化幅度就更大，而水泵轴功率也将在一个相当大的幅度内变
化，要求电机也在很大的功率变迁范围内有效工作，一般电动机不合适。因此，
这样的离心泵对电动机的工作不利。
（2）实际情况下，由于U2=nπD2/60，n、D2一定，U2一定；且Q=F2 •C2r=πD2•b2Ψ2
C2r，Q及D2、b2一定，C2r也一定。若β2增大，C2增大，则叶轮出口动能增大，使叶轮出口和涡壳内水损增大，于是造成的H2增大，无法有效利用。
（3）为避免叶轮进水口处产生旋涡，一般离心泵α1=90º，若β2>90°，则叶片形状在几何上必加大水流槽弯度，使每个叶片存在有方向不同的两个弯曲，则叶轮内水体弯道损失增加。综上所述，离心泵叶轮几乎一律采用后弯式叶片（流道平缓、弯度小、水损小，η较高）使水泵流量随H增大而下降，相应的Q～N曲线也是一条平缓上升曲线。

31、12sh-9型泵与24sh-9型泵能否串联工作，为什么？
12sh-19 , 20sh-19不可以串联，因为它们流量范围不相近

32、简述对离心泵基本方程式所做假定进行的修改。
1）原假定1：“恒定流”。叶轮转速不变时，叶轮外绝对运动可认为恒定；水泵开动一定t后，外界使用泵中不变时，可基本满足。
（2）原假定2：“液槽中液流均匀一致，叶轮同半径处液流同名速度相等。”与实际情况有差异因叶片数有限，并非无穷多，无穷薄，于是液流于液槽中有一定的自由度，且有反抗水流本身被液槽带着旋转的惯性，使水流保持原位的趋势，而出现了相对于液槽的“反旋现象”。由于反旋，近背水面处，流速↑，压力↓；近迎水面处，流速↓，压力↑，与叶轮迎水面压力高于背水面压力的事实相符，而与假定想矛盾，即水泵液槽中叶流流速实际分布不均匀。因此，在实际运用中，要进行专门修正，即H T′= H T / （1+P），P为修正系数，由经验公式确定。
（3）原假定3：“理想液体”。由于水泵所抽升的实际液体有粘性，则在泵壳内有水损，于是水泵实际扬程H将永远小于其理论扬程H T，即H=ηh* H T′=ηh H T / （1+P） ，其中ηh：水力效率（%）；P：修正系数
试述叶片泵比转数的用途。

33、（1） ns公式中含n、H、Q、ηmax，故其反映所代表的工况相似水泵群的性能特征。n一定时，低Q高H水泵的ns小，低H高Q水泵的ns大。
（2）反映叶轮形状：ns大，短而宽；ns小，长而狭。
（3）反映特性曲线形状：ns相同的水泵，其特性曲线形状相似而相对特性曲
线相同。

34、根据工作原理可把水泵分为哪几类？
可分为三类：（1）叶片式水泵—靠叶轮的高速旋转来实现能量的传递与转换，并伴有能量损失；（2）容积式水泵—靠其中动件与不动件的相对运动使泵体工作室容积发生周期性变化，而完成对液体的压送；（3）其他类型水泵，如射流泵—靠高速液流或气流的动能来压送液体；螺旋泵—靠螺旋推进原理来提送液体等。

35、24Sh－19型离心泵的铭牌上注明：在抽升20℃水温的水时，HS=2.5m，现问：①该泵在实际使用中，是否其水泵吸入处的真实表值HV只要不大于2.5m水柱，就能够保证该泵在进行中不产生气蚀。1）因为Hs值与当地的大气压及抽升水的温度有关。在工程中应用水泵样本中的Hs值时必须考虑到：当地大气压越低，水泵的Hs值越小；抽升的水温越高，
水泵的Hs值越小，故水泵铭牌上注明的HS=2.5m表示只有当地大气压为1atm，
抽升水温为20℃时，水泵入口的真空值Hv只要不大于2.5mH2O，就能保证该泵
在运行中不产生气蚀。而在实际使用中，若水泵所处的地面大气压不是标准大
气压或者抽升水温不为20℃时，就应根据Hs’＝Hs－（10.33-ha）－（hva-0.24）
对Hs进行修正，才能保证水泵在运行中不产生气蚀。
②铭牌上HS=2.5m是否意味着，该泵叶轮中的绝对压力不能低于10.33－2.5＝7.83m水柱高？为什么？请简述回答。
2）铭牌上Hs＝2.5m只意味着在标况下抽升20℃水温时，该泵吸入口接真空表处要求的绝对压力最低不能低于7.83m水柱。