水泵的知识点.pdf

1 什么叫最小功率法？应用图解法选择最小功率的原则是什么？试述其图解方法和步骤。答 在提水级数已经确定的情况下，灌区内部各级泵站的站址高程对工程总功率的影响很大，当各级站址均在特定位置时，总功率取得最小值。用分析确定分级提水总功率定出灌区内各级泵站站址高程的方法，称为最小功率法。原理：各级泵站的扬程就等于=f(H)曲线(灌区面积与高程关系曲线)在该站址处的坡度乘以相邻的前一级泵站的灌溉面积，这就是图解法确定各级泵站站址高程的原理。解题步骤：首先以一级泵站进水池水位高程为原点，以面积 为横坐标，灌区控制高程 H 为纵坐标，汇出灌区的=f(H)曲线，并从最高点分别向纵横坐标作垂直线，然后再进行求解。2 多级多站抽水分区灌溉与一级一站分区灌溉有何异同点？分别适用于什么情况？答 一站一级分区灌溉：这种划分方案适用于控制面积不大，扬程较低（低于水泵扬程），地形高差较小，输水渠道不长的灌区，一些局部高地和地形平坦的小型灌区常采用这种方案，其优点是工程灌溉小，见效快，机电设备少且很集中，便于管理等。多级多站抽水分区灌溉：在面积较大且地面高差较大的灌区，用别的灌溉方法不能或者不经济时，采用多站分级提水分区灌溉的方法，此种方式将灌区沿地面高程分为不同的区域，分别建站逐渐提水灌溉，除了一级泵站直接从水源取水外，下级泵站的水源均为上级泵站的出水池或输水渠道。3 灌溉泵站枢纽由哪些建筑物组成，每部分的作用是什么？答 泵站的主要建筑物一般有：取水口（水力发电站及引水管线的取水源头），引渠（引水渠道），前池（连接进水管渠和吸水池，使进水水流均匀进入吸水池的构筑物），进水池（衔接水源地与泵房，改善流态，减少水力损失，为主泵创造良好的引水条件。），泵房（为主机组和运行人员提供良好的工作条件），出水管道，出水池（汇集出水管道水流并调整出水流态的工程设施）等与主要建筑物配套的辅助建筑物一般有：变电所，节制闸，进场公路和回车差，修配厂和库房，办公及生活用房。4 水泵选型时要考虑哪些因素？选型原则和步骤是什么？答 选型时应注意的问题：水泵类型的选择，水泵台数的确定灌排所需的流量，扬程及其变化规律，水泵选型原则：（1）充分满足灌拍设计标准内各个灌溉（或排水）季节的流量和扬程的要求（2）运用性能良好，并与泵站扬程，流量变化相适应的类型。3 所选水泵的型号和台数使泵站建设的投资最少。（4）便于运行调度，维修和管理（5）对梯级提水泵站，水泵的型号和台数应满足上下级泵站的流量配合要求，尽量避免或减少因流量配合不当而导致的弃水。（6）在有必要的情况下。尽量照顾到综合利用的要求水泵选型步骤（在泵站的流量，扬程及其变化规律已知的前提下）（1）根据泵站的特征扬程，从水泵综合型谱图上（或水泵性能表上）选择几种不同流量的水泵，不同泵型的单泵流量用 Qi表示。（2）根据泵站设计流量和单泵流Qi，确定不同泵型的水泵台数 ni,并使满足下式的要求。Q 设=ni（设，泵站设计流量）（）按初选的泵型和台数，配置管道及其附件并绘制管路特性曲线，求出水泵的工作点，确定水泵安装高程。（）选配动力机个辅助设备，拟定泵房的结构形式和布置方式等（）按所选不同型号的特点，对泵站所需设备费，土建设费，运行管理费等进行计算，分析比较（）根据水泵选型原则，按照技术经济条件，确定采用的泵型和台数。若按规划给定的设计扬程选择不到合适的扬程时，如何对扬程偏高或偏低的现有水泵进行改造？答 变速，变径，工作点转移什么是水泵的工作点？什么是最佳工作点？两者有何区别？什么是水泵装置特性曲线？有哪些因素有关？答 水泵的工作点：泵的曲线为一下降曲线，对一台泵，其形状不变，管路特性曲线也为一上升曲线，如果把这两条曲线画在一张坐标纸上，不然有一交点，这一交点就成为水泵的工作点，实质上就是抽水系统供需能量的平衡点。管路特性曲线：扬程需随通过管中的流量的增大而增大，它是一条上升曲线，该曲线称为管路特性曲线。什么是水泵的工作点调节？哪些情况需要进行工作点调节？工作点调节方法有哪几种？答 工作点调节：采用变更泵的曲线和管路特性曲线的方法改变工作点的位置的措施，称为泵的工作点调节。调节方法：节流调节，分流调节，变速调节，变径调节，变压调节。需要进行工作点调节的情况：当出水管路上装有闸阀时。可通过改变其开度以调节泵的工作点；利用出水管上的支管分出部分流量以达到泵的工作点。利用改变水泵转速的方法达到改变工作点的目的称为变调节。不改变泵的转速和结构，反将叶轮外径适当车削减小。以改变泵的工作点成为变径调节变压调节：即通过减少叶轮数的方法，降低水泵扬程提高运行效率，以达到经济运行的目的。什么情况下需要水泵并联运行，并联运行有什么优缺点？答 多台泵出水汇入一条共用的出水管中成为泵的并联运行，这种运行方式多用于在水泵台数量较多且输水管较长的情况，以便节省管路投资和工程量。泵的串联运行是指前一台泵的出水管接在后一台泵的进水管，依次相连，由最后一台泵将水压送至出水管路，这种装置方式多用在扬程较高而一台泵压力不足，或作为在长距离输水，输油管线上加压之用。什么是水泵的汽蚀现象？发生汽蚀现象的原因又是什么？有什么危害？答水泵的汽蚀现象：水泵内水流中气泡的形成，溃灭过程涉及很多物理化学现象，并产生噪音振动和对流部件材料的侵蚀作用，这些现象就叫做水泵的汽蚀现象。发生原因：水的汽蚀是由水的汽化引起的。危害：（）使水泵性能恶化（）损坏过流部件（3）震动和噪音。11 什么是有效汽蚀余量？什么是必需汽蚀余量？分别与哪些因素有关？答有效汽蚀余量：有效汽蚀余量是水流从进水池到达泵站口时，单位重量的水所具有的总谁有，减去相应高温的汽化压力水头后的剩余水头，是由水泵的安装条件所确定的汽蚀余量，仅与进水池水面的大气压力，泵的吸水高度有关（或淹没深度），吸水管的水头损失和水温有关。必需汽蚀余量：对于给定的泵，在给定的转速和流量下，保证泵内不发生汽蚀，必需具备的，即需要的汽蚀余量。分别与安装条件和泵制造厂规定有关12 改变汽蚀的途径有哪些？如何从使用和制造水泵两方面着手考虑？答一提高泵抗汽蚀性能的措施（1）选择适宜的进水部分几何形状和参数（2）采用双吸式或降低转速(3)加设诱导轮，制造超汽蚀泵，在离心泵的叶轮前面加设诱导轮。二设计良好的吸水装置（1）充分考虑到水泵工作中可能遇到的各自工况，合理的确定安装高程，对防止汽蚀具有重要意义。（2）适当加大吸水管径，尽量减少吸水管的水头损失，并使泵进口的水流平顺，断面流速分布均匀，以提高（NPSH）a,是（NPSH）a(NPSH)sr(3)设计水流条件良好的前池，进水池，不仅是可以减少池中的水位降落，而且促使入叶轮水流的速度和压力分布均匀。管理中应注意的问题：（1）尽量使水泵在额定的工况下（及其附件）运行，使水泵在实际运行中的（NPSH）r 值最小。必要时可采用降速甚至闸阀调节来实现。（2）控制水泵的实际运转 n1 不高于其额定转速，无特别论证，不采用升速调节（3）泵在运行中发生汽蚀时，在吸水侧充入少量空气，能减弱或消除汽蚀产生的噪音和振动，减轻或避免汽蚀的危害。13 从曲线外型看，有缓降型，最高点驼峰型，陡峰型三种类型，各对应比较级数的大小如何？分别适用于什么情况？答中比，低比，高比。扬程变化小，流量变化大 高扬程低流量 流量扬程变化大当一台泵由额定转速变为，试问在相似情况下泵的流量Q，扬程 H，轴功率将怎样变化？答 Q 变为原来的 K倍，H 变为原来的K2 倍，功率 N 变为 K3 倍。15 说明有限个叶片理论扬程 Ht 和无限多叶片水泵理论扬程 H+之间的大小关系，产生这种大小的原因是什么？答（有限个叶片理论扬程 Ht无限多叶片水泵理论扬程 H+）,以上有关理论扬程的论述都是以假定叶片为无穷多，无限薄为基础的，事实上叶轮的叶片数是有限的，一方面是由于水流的惯性，当叶轮旋转时，叶片之间的水有反方向的趋势，特别在叶轮出口处表现明显，另一方面，在叶轮传递能量的过程中，叶片正面受的水压比背面的压力大，16 写出欧拉方程的形式，并说明式中各参数的物理意义。Ht=1/g*(U2*C2u-U1*C1u)欧拉公式H+扬程，单位液重（例如牛顿）所获能量即为 H+,U1 刚进入叶轮的圆周速度，U2 叶轮出口处的圆周速度，C2u 是出口绝对速度 C2 在圆周方向的分速度，C1u 是入口绝对速度 C1 在圆周方向的分速度16 同一轮系，水泵运动相似时，应用效率最高的 Q，H,N 求出的比转速 ns 是否相等？比转速 ns 相等泵是否一定属于同一轮系？答是。不一定，因为可能是轴流泵也可能是离心泵。（或者比转速是按原型泵尺寸缩小或放大并根据相似特性公式求出的模型泵的转速，所以同一轮系，水泵运动相似时，根据各自对应的Q，H,N 求出的比转速是相等的，反之，比转速相等的一系列泵，一般也属于同一轮系且运动状态相似的，但是会出现例外情况，特别是从某一轮系向另一轮系转变时，会出现相等而不属于同一轮系的情况。同一轮系，应用效率最高的 Q，H,N 求出的比转速 ns 也是相等的，用另一轮系各自相应值代入就可求出另一彼此相等的值，可见不同轮系其不同，所以其形状和性能也不同。）17 什么是泵的通用特性曲线？和基本特性曲线有什么异同？答 基本特性曲线：水泵一般是在一定的转速下运行，在泵转速 n 不变的情况下，用试验方法分别测算出通过泵每一流量下 Q 下的扬程H,轴功率 N,效率 和汽蚀余量NPSH（或 H）值，汇出 Q-H,Q-N,Q-，和NPSH，该组曲线就称为基本特性曲线。通用特性曲线：基本特性曲线只是针对某一固定转速绘制的，如果不同的转速分别对泵进行试验，即可得到一系列曲线，把这些特性曲线画在同一张坐标纸上，并在各曲线上标出其相应的效率值，用平滑的曲线把各等效率点连接起来，就得到一组 Q-H 曲线，称为泵的通过特性曲线。18 如何确定水泵的安装高程？写出表达式并说明式中各符号意义。答水泵基准面高程称为水泵安装高程，用 安表示，安必须满足水泵在设计规定中任务条件下工作不得汽蚀，尽可能改善泵房施工条件，降低土建费用的要求，水泵安装高程为 安 进吮吸（式中 进是进水池的水位高程）当水泵的汽蚀性能用（）表示时，得到公式吮吸（大气汽）（）吸损19 有多个备选方案的情况下，简述用动态经济分析法确定泵站工程经济扬程的思路，（计算基准年选在开工年份，年初规定社会折现率为百分之八）答 一般采用经济效益费用比，净收益，经济内部回收率和投资回收年限等指标，评价工程或不同方案的经济效果。在提水灌溉工程中，则在上述指标之间评价提水高度的经济性即确定经济扬程。（！）经济效益费用比，它是折算到基准年的总效益与总费用的比值，或折算年效益与折算年费用的比值（）净收益法（）经济内部回收率法：它是经济效益费用比或净收益时，相应扬程方案的经济报酬率。（）投资回收年限：它是累计折算效益等于累计折算费用的年限，或累计净效益等于累计折算投资的年限20 对于大中型提水灌区，已知设计灌水率为 q，灌溉面积为w，渠系水利用系数为 渠，分全天开机和日开机次数 t24h两种情况，如何确定设计流量 Q答大中型提水灌区，渠系（式中设计灌水率（万亩），泵站控制灌溉面积，泵站日开机小时数（），一般采用，小型泵站可取）小型提水灌区，设计流量可按下式确定（渠系）（式中用水量高峰时段内，灌区内各种作物的设计净灌水定额（亩）；各种种植作物的种植面积（亩）。灌水天数21 影响泵房结构型式的因素有哪些？固定式泵房可分为哪四种？答具体影响泵房结构的因素大致有：所选机组及动力机类型和构造，站址地基条件（包括地质和地下水位），水源水位变化，枢纽布置和施工条件等。根据以上影响因素，一般可将泵房分为固定式和浮动式两大类，而固定式泵房可按基础及水下结构的特点，分为分基型，干室型，湿室型，及块基型等四种基本形式。22 水泵效率包括哪三种？产生三种能量损失的原因是什么？答水泵效率分为容积效率，机械效率，和水力效率三种损失原因；容积损失：水从叶轮出口流出的流量 Qt 称为理论流量，从水泵出水管流出的流量 Q 称为实际流量，并，因为一部分水从泵站和封闭环之间的缝隙，从叶轮后轮盘的平衡孔流回叶轮进口，一部分从叶轮后的填料处渗漏至外部，这些损失的流量称为容积损失，。机械损失：机械损失包括泵轴承摩擦，填料摩擦损失以及叶轮前后轮盘旋转时和水的摩擦损失，轮盘损失是机械损失中最大的一项，主要是由于叶轮旋转时，前后轮盘外侧的水和盘壁摩擦及其附近水体的涡流引起的、水力损失；水在泵内流动时会产生各种水力损失，主要包括（）从泵入口至出口过流部分的沿程水力损失（）由流道断面和方向变化而产生的局部水力阻力（）水流在叶轮入口及出口处的撞击涡流损失。23 什么是抽水装置的管理效率 管？什么是抽水装置的运行效率 运？写出各自的公式表达式。答 管路效率：管路效率是指抽水装置的输出功率出和泵有效功率效之比的百分数，及 管（出效）运行效率：运行效率是抽水装置的输出功率和泵轴功率之比的百分数，即 运（出轴）管泵，及 运是水泵效率 泵和管路 管的乘积。泵铭牌上的（Hs）和（h）是在什么样的试验条件下得到的？实际中使用条件发生变化时，如何进行修正答分别是标准状况下和泵不发生气蚀时得到的。对 Hs 修改。25 井泵抽水装置特性与一般离心泵抽水装置特性有什么不同？如何绘制井泵轴装置特性曲线。答 井泵抽水井水位变化时工作点的确定，井水位的降深 S和井的涌水量 Q 间的关系为一下降曲线，由于井水位的降落，则在 Q-H 坐标系统，H 静不再是一条水平线而为一逐渐上升的曲线，即在 H 静的水平线上将 Q-S 曲线叠加即得出 Q-H 净曲线，这时再将管路特性曲线对应的叠加到在净曲线即可得到 Q-H 需曲线。26 利用图解法，求解以下四种水泵并联情况下的工作点。（！）同型号两台泵进水池水位相同，管道对称布置（2）不同型号两台泵进水池水位相同，管道对称布置（3）同型号不同水位。管道对称布置。答27 有几台型号不同的泵串联运行，设各泵的流量，扬程和效率分别为Q1，Q2,Qn,H1,H2Hn，串联泵组的平均效率为 平均，试证明 平均=Hi/(Hi/i),如果n 台水泵型号相同，则 平均，这时泵的效率等于单台泵的效率。