給排水系統(tǒng)知識(shí)講座

1、5-1 管路系統(tǒng)及其阻力特性管路系統(tǒng)及其阻力特性525454222222221/,1)1(18(2)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPHHHgvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中管路特性方程式）由水力學(xué)可知：列吸水面列吸水面1-11-1和排水管路出口截面和排水管路出口截面2-22-2的伯的伯努利方程式。取面努利方程式。取面1-11-1為基準(zhǔn)面，則為基準(zhǔn)面，則525454222222221/,1)1(18(2)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPHHH

2、gvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中管路特性方程式）由水力學(xué)可知：525454222222221/,1)1(18(2)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPHHHgvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中管路特性方程式）由水力學(xué)可知：525454222222221/,1)1(182)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPHHHgvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中由水力學(xué)可知：52545

3、4222222221/,1)1(18(2)(2)()(22)(2msdLddLdgRRQHHgvdLgvdLhhhhgvHHhgvPHHHgvPppppPXXXXxCPPPPPXXXXXPXPXpcwaPXa式中管路特性方程式）由水力學(xué)可知： 可知，所需可知，所需H 取決于取決于 HC，R和和Q。對(duì)于具體的礦井，其對(duì)于具體的礦井，其HC是確定的，因是確定的，因而當(dāng)而當(dāng)Q一定時(shí)，所需一定時(shí)，所需H將取決于將取決于R。 （R的大小與管長(zhǎng)、管徑、管內(nèi)壁狀況以及管路附件的種類和數(shù)量有關(guān)的大小與管長(zhǎng)、管徑、管內(nèi)壁狀況以及管路附件的種類和數(shù)量有關(guān)) )2. 管路特性曲線管路特性曲線 泵的特性曲線和管路的特

4、性曲線，按相同比例畫在同一坐泵的特性曲線和管路的特性曲線，按相同比例畫在同一坐標(biāo)上，其交點(diǎn)就是水泵的工況點(diǎn)。標(biāo)上，其交點(diǎn)就是水泵的工況點(diǎn)。泵的工況點(diǎn)及其確定方法泵的工況點(diǎn)及其確定方法 泵運(yùn)轉(zhuǎn)中，若其過流的局部區(qū)域的絕對(duì)壓力降低泵運(yùn)轉(zhuǎn)中，若其過流的局部區(qū)域的絕對(duì)壓力降低到所抽送液體當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力時(shí)，液體便在到所抽送液體當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力時(shí)，液體便在該處汽化，形成氣泡。氣泡被液流帶到高壓區(qū)，又該處汽化，形成氣泡。氣泡被液流帶到高壓區(qū)，又凝結(jié)而破裂形成空穴，此時(shí)，周圍的液體以極高的凝結(jié)而破裂形成空穴，此時(shí)，周圍的液體以極高的速度填充空穴，因互相撞擊而形成巨大的水擊。此速度填充空穴，因互相撞擊

5、而形成巨大的水擊。此時(shí)水的動(dòng)能變?yōu)閺椥宰冃文埽咕植繅毫Ω哌_(dá)幾千時(shí)水的動(dòng)能變?yōu)閺椥宰冃文?，使局部壓力高達(dá)幾千個(gè)大氣壓，壓力升高后，彈性變形能又變?yōu)閯?dòng)能而個(gè)大氣壓，壓力升高后，彈性變形能又變?yōu)閯?dòng)能而使壓力降低，不斷循環(huán)往復(fù)，直至能量耗完為止，使壓力降低，不斷循環(huán)往復(fù)，直至能量耗完為止，這種過程稱為汽蝕。這種過程稱為汽蝕。一、汽蝕及其危害一、汽蝕及其危害1.1.汽蝕的發(fā)生過程汽蝕的發(fā)生過程（1 1）金屬材料的破壞）金屬材料的破壞（2 2）產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)）產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)（3 3）造成水泵流量、揚(yáng)程和效率的）造成水泵流量、揚(yáng)程和效率的迅速下降，甚至出現(xiàn)斷流。迅速下降，甚至出現(xiàn)斷流。 水泵安裝高度，是指

6、泵軸線與吸水井水面的標(biāo)高差。水泵安裝高度，是指泵軸線與吸水井水面的標(biāo)高差。xxaHgvpHgvp2221120 xaxHgvppH22111.1.裝置汽蝕余量裝置汽蝕余量hA A是水泵進(jìn)口處的實(shí)際汽蝕余量，用表示。是水泵進(jìn)口處的實(shí)際汽蝕余量，用表示。是指在水泵進(jìn)口處，單位重量的水所具有的大于飽和蒸汽是指在水泵進(jìn)口處，單位重量的水所具有的大于飽和蒸汽壓的剩余能量。壓的剩余能量。hnpgvph2211nxxaApHHph 汽蝕余量可分為裝置汽蝕余量和臨界汽蝕余量。汽蝕余量可分為裝置汽蝕余量和臨界汽蝕余量。3.3.允許汽蝕余量允許汽蝕余量h將臨界汽蝕余量適當(dāng)加大，以保證水泵正常工作不發(fā)生汽將臨界汽蝕

7、余量適當(dāng)加大，以保證水泵正常工作不發(fā)生汽蝕時(shí)的汽蝕余量。蝕時(shí)的汽蝕余量。是指泵內(nèi)最低壓力點(diǎn)的壓力為飽和蒸汽壓時(shí)，水泵進(jìn)口處是指泵內(nèi)最低壓力點(diǎn)的壓力為飽和蒸汽壓時(shí)，水泵進(jìn)口處的汽蝕余量。是水泵發(fā)生氣蝕的臨界條件。的汽蝕余量。是水泵發(fā)生氣蝕的臨界條件。2. 2. 臨界汽蝕余量臨界汽蝕余量hr gwgchr222121mhhr3 . 0 臨界汽蝕余量是泵設(shè)計(jì)和使用的重要基本參數(shù)，目前還難臨界汽蝕余量是泵設(shè)計(jì)和使用的重要基本參數(shù)，目前還難以準(zhǔn)確地用計(jì)算方法確定，汽蝕試驗(yàn)是唯一可靠的方法。以準(zhǔn)確地用計(jì)算方法確定，汽蝕試驗(yàn)是唯一可靠的方法?；蚧?yàn)槭贡貌话l(fā)生汽蝕，裝置提供的汽蝕余量應(yīng)大于或等于泵為使泵不發(fā)生

8、汽蝕，裝置提供的汽蝕余量應(yīng)大于或等于泵的允許汽蝕余量，即：的允許汽蝕余量，即：四、允許汽蝕余量與允許吸上高度的關(guān)系四、允許汽蝕余量與允許吸上高度的關(guān)系hhAnxaxcrpHhpH當(dāng)取當(dāng)取 時(shí)，可得允許的最大吸水高度，則：時(shí)，可得允許的最大吸水高度，則： hhAnxxcrapHHph為保證泵內(nèi)壓力最低點(diǎn)不發(fā)生汽蝕時(shí)，在泵進(jìn)口處允許的為保證泵內(nèi)壓力最低點(diǎn)不發(fā)生汽蝕時(shí)，在泵進(jìn)口處允許的最大真空度。最大真空度。五、允許吸上真空度五、允許吸上真空度xxasHgvHppH2211當(dāng)泵當(dāng)泵吸上真空度吸上真空度HsHs達(dá)到達(dá)到允許吸上真空度允許吸上真空度HsHs時(shí)，則吸水高時(shí)，則吸水高度達(dá)到允許的最大值。度達(dá)

9、到允許的最大值。 gvHHHxxs221泵吸上真空度泵吸上真空度廠家提供廠家提供2QRHHxxs吸水管路特性方程吸水管路特性方程水泵樣本上提供的水泵樣本上提供的Hs、h是生產(chǎn)廠家在水溫是生產(chǎn)廠家在水溫20、大、大氣壓為氣壓為98100Pa條件下得出的。若使用地點(diǎn)的條件與上述條條件下得出的。若使用地點(diǎn)的條件與上述條件不符，應(yīng)按下式進(jìn)行修正。件不符，應(yīng)按下式進(jìn)行修正。注意：注意：24.010/nassppHH gvHHHxsx221最大允許吸水高度最大允許吸水高度max%)9085(mxxasHgvHppH22112QRHHxxs不發(fā)生汽蝕的條件：不發(fā)生汽蝕的條件： Hs Hs5-4 水泵工況點(diǎn)的

10、調(diào)節(jié)水泵工況點(diǎn)的調(diào)節(jié)（1）配置的電動(dòng)機(jī)功率過緊，為防止電機(jī)過載，在更換電機(jī)前繼續(xù)排水，可暫時(shí)關(guān)小閘閥減小排量，使電機(jī)在允許負(fù)荷下運(yùn)行。（2）吸水困難5-4 水泵工況點(diǎn)的調(diào)節(jié)水泵工況點(diǎn)的調(diào)節(jié)1. 節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)流調(diào)節(jié)原理原理：增加管路的局部阻力增加管路的局部阻力 使管路特性曲線變陡使管路特性曲線變陡調(diào)法調(diào)法：關(guān)小閘板閥：關(guān)小閘板閥優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、方便：操作簡(jiǎn)單、方便缺點(diǎn)缺點(diǎn)：增加阻力，增加功耗：增加阻力，增加功耗應(yīng)用應(yīng)用：短時(shí)調(diào)節(jié)短時(shí)調(diào)節(jié)2. 并聯(lián)管路法并聯(lián)管路法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)約揚(yáng)程，使管路效率大大提高； （2）允許吸上真空度增大，提高了運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。注意注意：不能拆除吸水側(cè)的第一級(jí)

11、，如條件允許最好把相應(yīng)的中段也去掉，把泵軸縮短。（因?yàn)檫@樣才不會(huì)使效率下降太多。）iHHiHHCg3. 減少葉輪數(shù)目調(diào)節(jié)法減少葉輪數(shù)目調(diào)節(jié)法實(shí)際需要的葉輪個(gè)數(shù)實(shí)際需要的葉輪個(gè)數(shù)1iHHi多級(jí)泵的總揚(yáng)程多級(jí)泵的總揚(yáng)程4. 削短葉輪直徑法削短葉輪直徑法 切割定律切割定律切割后的葉片外徑切割后的葉片外徑： 22DQQD22DHHD理論切削量理論切削量： 2222DDD32222222DDNNDDQQDDHH實(shí)際切削量實(shí)際切削量： 2222DDKD注意：（1）低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵葉輪的切削量，在前后蓋板和葉片上都是相等的。（2）高比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，葉輪兩邊削成兩個(gè)不同的直徑，前盤大于后盤的。一、串聯(lián)工作一、串聯(lián)工作

12、 1.1.串聯(lián)的任務(wù)及目的串聯(lián)的任務(wù)及目的 2.2.串聯(lián)工況點(diǎn)串聯(lián)工況點(diǎn) （1）構(gòu)造等效水泵（2）求等效水泵的特性曲線按照“等流量線下，揚(yáng) 程相加”的原則（3）求等效水泵的工況點(diǎn)M等（4）求串聯(lián)工況點(diǎn)：M1、M25-5 泵的聯(lián)合工作泵的聯(lián)合工作3. 3. 串聯(lián)效果串聯(lián)效果二、二、水泵的并聯(lián)工作水泵的并聯(lián)工作1.1.并聯(lián)的任務(wù)及目的并聯(lián)的任務(wù)及目的2.2.并聯(lián)工況點(diǎn)并聯(lián)工況點(diǎn)（1 1）構(gòu)造等效水泵）構(gòu)造等效水泵（2 2）求等效水泵的特性曲線）求等效水泵的特性曲線 按照按照“等揚(yáng)程線下，流量相加等揚(yáng)程線下，流量相加”的原則的原則（3 3）求等效水泵的工況點(diǎn)）求等效水泵的工況點(diǎn)M M等等（4 4）求

13、并聯(lián)工況點(diǎn)：）求并聯(lián)工況點(diǎn)：M M1 1、M M2 23. 3. 并聯(lián)效果并聯(lián)效果3.3.串并聯(lián)方式的確定串并聯(lián)方式的確定5-6 排水設(shè)備的操作和故障診斷排水設(shè)備的操作和故障診斷一、泵的啟動(dòng)一、泵的啟動(dòng)（1 1）啟動(dòng)前的檢查）啟動(dòng)前的檢查各部件連接是否牢固各部件連接是否牢固聯(lián)軸器間隙是否合乎規(guī)定聯(lián)軸器間隙是否合乎規(guī)定填料的松緊程度是否合適填料的松緊程度是否合適吸水濾網(wǎng)無堵塞吸水濾網(wǎng)無堵塞（2 2）人工盤車）人工盤車轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無卡阻現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無卡阻現(xiàn)象。（3 3）向泵腔和吸水管內(nèi)灌注引水）向泵腔和吸水管內(nèi)灌注引水（4 4）在關(guān)閉閘閥的情況下啟動(dòng)水泵）在關(guān)閉閘閥的情況下啟動(dòng)水泵（5 5）達(dá)額

14、定轉(zhuǎn)速后，再逐漸將閘閥打開）達(dá)額定轉(zhuǎn)速后，再逐漸將閘閥打開5-1 排水設(shè)備的操作和故障診斷排水設(shè)備的操作和故障診斷5-1 排水設(shè)備的操作和故障診斷排水設(shè)備的操作和故障診斷四、灌引水四、灌引水1. 從泵上漏斗人工灌水。從泵上漏斗人工灌水。可實(shí)現(xiàn)無底閥排水可實(shí)現(xiàn)無底閥排水水箱有效容積應(yīng)不小于水箱有效容積應(yīng)不小于3倍的倍的泵腔容積泵腔容積多用于小型水泵多用于小型水泵2. 設(shè)置專用封閉水箱，使泵常處于滿水狀態(tài)。設(shè)置專用封閉水箱，使泵常處于滿水狀態(tài)。3. 射流泵注水射流泵注水射流泵的工作原理射流泵的工作原理優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：無運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行無運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠?？煽俊?duì)井下水泵，可借助排水

15、管中對(duì)井下水泵，可借助排水管中的高壓水作為工作液體，不需增的高壓水作為工作液體，不需增加其它動(dòng)力設(shè)備。加其它動(dòng)力設(shè)備?？膳浜献詣?dòng)閥門的使用，實(shí)現(xiàn)可配合自動(dòng)閥門的使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。自動(dòng)化。4. 真空泵注水真空泵注水5. 升壓泵注水升壓泵注水二、二、 排水設(shè)備的故障診斷和處理排水設(shè)備的故障診斷和處理排水設(shè)備包括：泵和管路排水設(shè)備包括：泵和管路1.1.判斷故障的基本方法判斷故障的基本方法 觀察泵工作時(shí)壓力表和真空表的變化，聽聲音，觀觀察泵工作時(shí)壓力表和真空表的變化，聽聲音，觀察電流表的變化等。察電流表的變化等。 出口壓力表和進(jìn)口真空表的值分別為出口壓力表和進(jìn)口真空表的值分別為)()(xxippHHP

16、HHP故障原因可歸納為四個(gè)方面：泵內(nèi)有氣，吸水管堵塞故障原因可歸納為四個(gè)方面：泵內(nèi)有氣，吸水管堵塞，排水管堵塞，排水管破裂。，排水管堵塞，排水管破裂。2. 2. 泵和排水系統(tǒng)的故障分析與排除泵和排水系統(tǒng)的故障分析與排除根據(jù)壓力表和真空表的讀數(shù)，可判斷故障。根據(jù)壓力表和真空表的讀數(shù)，可判斷故障。（1 1）泵內(nèi)有氣）泵內(nèi)有氣兩表特征：讀數(shù)都比正常小，不穩(wěn)定，甚至降到零。兩表特征：讀數(shù)都比正常小，不穩(wěn)定，甚至降到零。原因有：吸水管連接處不嚴(yán)；填料箱密封不嚴(yán)；真空表接頭松動(dòng)；原因有：吸水管連接處不嚴(yán)；填料箱密封不嚴(yán)；真空表接頭松動(dòng)； 吸水口淹沒水中過少等。吸水口淹沒水中過少等。2. 2. 泵和排水系統(tǒng)

17、的故障分析與排除泵和排水系統(tǒng)的故障分析與排除（2 2）吸水管堵）吸水管堵兩表特征：真空表讀數(shù)比正常大，壓力表讀數(shù)比正常小。兩表特征：真空表讀數(shù)比正常大，壓力表讀數(shù)比正常小。原因有：原因有： 吸水管插入太深，底閥與泥接觸；濾網(wǎng)被堵；底閥未能吸水管插入太深，底閥與泥接觸；濾網(wǎng)被堵；底閥未能全打開等。全打開等。（3 3）排水管堵）排水管堵兩表特征：壓力表讀數(shù)比正常大，真空表讀數(shù)比正常小。兩表特征：壓力表讀數(shù)比正常大，真空表讀數(shù)比正常小。原因可能：排水閘閥未打開或開錯(cuò)閥門。原因可能：排水閘閥未打開或開錯(cuò)閥門。（4 4）水泵葉輪堵塞）水泵葉輪堵塞兩表特征：壓力表和真空表讀數(shù)均比正常讀數(shù)小。兩表特征：壓力

18、表和真空表讀數(shù)均比正常讀數(shù)小。（6 6）泵產(chǎn)生汽蝕）泵產(chǎn)生汽蝕兩表特征：真空表和壓力表讀數(shù)常常不穩(wěn)定，比正常小，有時(shí)甚兩表特征：真空表和壓力表讀數(shù)常常不穩(wěn)定，比正常小，有時(shí)甚 至降到零。至降到零。（5 5）排水管破裂）排水管破裂兩表特征：壓力表讀數(shù)下降，真空表讀數(shù)突然上升。兩表特征：壓力表讀數(shù)下降，真空表讀數(shù)突然上升。二、二、 排水設(shè)備的故障診斷和處理排水設(shè)備的故障診斷和處理二、二、 排水設(shè)備的故障診斷和處理排水設(shè)備的故障診斷和處理二、二、 排水設(shè)備的故障診斷和處理排水設(shè)備的故障診斷和處理5-7 水泵的性能測(cè)試水泵的性能測(cè)試一、測(cè)試的意義、目的和內(nèi)容一、測(cè)試的意義、目的和內(nèi)容二、測(cè)試原理和方法二、測(cè)試原理和方法TqKs24hmqqQzzB/2 . 120243hmqqQ/2 . 120243maxmaxmaxgCBCBHHHH/sin2 .