泵與泵站復習思考題

1、水泵及水泵站復習思考題第一章1-1什么叫泵。n 將外加的機械能轉化為被輸送液體的能量，使液體獲得動能或勢能的機械設備叫做泵。1-2水泵的分類，葉片泵的分類。n 1.   葉片泵：靠葉片運動撥動水，使水產(chǎn)生運動來完成能量傳遞的泵n (1)離心泵：液體質(zhì)點主要受離心力作用，水流方向為徑向（向外）,揚程大，流量小。n (2) 軸流泵：液體質(zhì)點主要受軸向的撥動力（升力）。揚程小，流量大。n (3) 混流泵：液體質(zhì)點即有離心力作用，又受軸向的撥動力。水流方向為斜向。揚程，流量適中 2容積式泵：靠泵體工作室容積的改變來工作的泵。1），活塞式往復泵 2），柱塞式往復泵 3），水

2、環(huán)式真空泵 4），蠕動泵3流體能量交換式泵：靠流體能量交換來工作。n 1），射流泵n 2），氣升泵（空氣揚水泵）n 3），水輪泵n 4），水錘泵水泵在給排水系統(tǒng)中的作用： 動力提高水的能量。第二章2-1離心泵的基本構造。葉輪，泵軸，泵殼（泵體），吸水口（進水口），壓水口（出水口），灌水漏斗，泵座，填料（盤根）閘閥，底閥。2-2離心泵的工作原理。高速旋轉的葉輪撥動水，使的水也高速旋轉，進而使水產(chǎn)生離心力，在離心力的作用下，由葉輪中部甩向輪外緣。離心泵的工作過程，實際上是一個能量傳遞和轉化的過程，它把電動機高速旋轉的機械能轉化為被抽升液體的動能和勢能。2-3葉片泵的基本性能參數(shù)。1、流量Q ：在單

3、位時間內(nèi)水泵所輸送的液體數(shù)量。單位：m3/h; l/s. 2、揚程H ： 水泵對單位重量液體所作的功。單位：應為：kgm/kg；常用：mH2O； kg/cm2 ；法定：Pa；kPa；Mpa揚程的值：是液體經(jīng)過水泵后比能的增加值。 液體進入泵時的比能為E1；流出泵時的比能為E2。 則水泵揚程： H=E2E1 3軸功率N :原動機輸送給泵的功率。 單位：(千瓦) kW 或 (馬力)HPn 4效率：水泵有效功率與軸功率之比。n 有效功率 Nu：單位時間內(nèi)水泵對水所做的功。n Nu=gQH (W)n 液體的密度。kg/m3n g重力加速度。（m/s2）n Q水泵流量。(m3/s)n H水泵揚程。 (m

4、H2O)由于泵內(nèi)的摩擦，水的紊流等，水泵不可能將原動機的功率全部傳給液體。在泵內(nèi)有損失。這個損失要用效率來衡量。泵軸功率n 5轉速: n 水泵葉輪的轉動速度。（轉/分 ; r/min或rpm）n 水泵都是按一定的轉速來設計的，轉速的改變使水泵 的其它性能（Q;H;）也改變。 n 6.允許吸上真空高度（HS）及氣蝕余量（HSV）： HS水泵在標準狀態(tài)下（水溫200C；水表面為一個標準大氣壓。）運轉時，水泵所允許的最大吸上真空高度（mH2O）。它反映了水泵的吸水性能。 HSV指水泵吸口處，單位重量液體所具有的超過飽和蒸汽壓力的富裕壓能。單位：mH2O 有時用H來表示。常用于軸流泵；鍋爐給水泵；渣漿

5、泵等。2-4離心泵基本方程式的物理意義。2-5理論揚程與實際揚程的差別，及形成差別的原因。實際工程中的水泵揚程：將水由吸水井提升至水塔。（靜揚程）克服管路中阻力的水頭損失。注：如泵裝置出口是自由出流，應加上流速水頭。2-6什么叫離心泵裝置？ 什么叫水泵裝置的極限工況點？水泵配上管路以及一切附件后的系統(tǒng)稱為“裝置”，水泵的HQ曲線和管道損失特性曲線Q-相交于M點，若裝置在此點工作時，管道上的所有閘閥是全開著的，則M點就稱為水泵裝置的極限工況點。2-7什么叫離心泵的特性曲線？什么叫高效段（高效段如何確定的）。在離心泵的6個基本性能參數(shù)中，把轉速（n）選定為常量，將揚程（H）、軸功率（N）、效率（

6、）、以及允許吸上真空高度（Hs）等隨流量（Q）而變化的函數(shù)關系用曲線的方式來表示，就稱這些曲線為離心泵的特性曲線。在最高效率點兩側效率下降10%左右的區(qū)段，在水泵樣本中，用兩條波形線“ ”標出稱為泵的高效段。2-8（QT-HT）理論特性曲線與實際（Q-H）特性曲線的差別，及形成差別的原因。理論上偏差較大，我們常用性能實驗來求特性曲線。理論上（即理想條件下），揚程與流量的關系為一條直線。實測特性曲線在轉速（n）一定的條件下通過離心泵性能試驗和汽蝕試驗來繪制的，QH曲線是一條不規(guī)則的曲線。原因：葉槽中液流為不均勻；泵內(nèi)部的水頭損失即摩擦損失、沖擊損失、泄漏及回流損失。2-11水泵調(diào)速運行的意義。水

7、泵調(diào)速使泵適應所需工況，目的是節(jié)約能源； 大大地擴展了水泵的有效工況范圍。2-12葉輪的相似定律、比例律的應用，把相似定律應用于不同轉速運行的同一臺葉片泵。比轉數(shù)是葉輪相似定律在葉片泵領域內(nèi)的具體應用。2-13什么叫葉輪的相似準數(shù)（比轉數(shù)，比速）。反映葉片泵共性的綜合性的特征數(shù)，作為水泵規(guī)格化的基礎，這個特征數(shù)就是現(xiàn)今通用的相似準數(shù)，稱為葉片泵的比轉數(shù)（又叫比速）。2-14水泵調(diào)速的方法和調(diào)速的范圍。¡ 調(diào)速方法：1）直流調(diào)速電機：造價高。 2）液力耦合器：它裝置在電機與水泵之間，驅(qū)動泵輪轉的過程可由介質(zhì)（透平油）的多少來調(diào)節(jié)，輸出轉數(shù)可無級調(diào)速。3）變頻調(diào)速：現(xiàn)在常用成套的變頻調(diào)速

8、設備。原理：改變鼠籠式電機的電源頻率（常規(guī)50Hz）來改變電機的轉速。¡ 調(diào)速的范圍：(1)調(diào)速后的轉速不能與其臨界轉速重合、接近或成倍數(shù)。否則，將可 能產(chǎn)生共振現(xiàn)象而使水泵機組遭到損壞。 (2)通常，單級離心泵的設計轉速都是低于其軸的臨界轉速，一般設計轉速約為其臨界轉速的7580。對于多級泵而言，臨界轉速要考慮第一臨界轉速與第二臨界轉速。水泵廠的設計轉速（n）值一般是大于第一臨界轉速的1.3倍，小于第二臨界轉速的70（即：1.3nc1n0.7nc2）。因此，大幅度地調(diào)速必須慎重，最好能征得水泵廠的同意。2-15水泵葉輪的切削律，及切削葉輪調(diào)整工況點的意義。葉輪切削的目的：節(jié)能；解決

9、水泵類型、規(guī)格的有限性與供水對象要求的多樣性矛盾的一種方法，擴大水泵的適應工況范圍。2-17什么叫水泵的并聯(lián)？并聯(lián)的優(yōu)點，并聯(lián)工況點的求法。并聯(lián)：多臺泵聯(lián)合運行，通過聯(lián)絡管共同向管網(wǎng)或高位水池輸水的設置形式。特點：1、靈活性：可以加、減供水量，輸水干管中的流量等于各臺并聯(lián)水泵出水量之總和?？梢酝ㄟ^開停水泵的臺數(shù)來調(diào)節(jié)泵站的流量和揚程。（流量變化大；和揚程變化小。）2、可靠性：當并聯(lián)工作的水泵中有損壞時或例行檢修時，其水泵房仍可繼續(xù)供水。因此，提高了泵站運行的可靠性。3、節(jié)能：選擇開泵數(shù)量，適應各種不同時段管網(wǎng)中所需水量、水壓的變化。n 求法：（1）繪制單泵和并聯(lián)工作曲線。（2）繪制管道系統(tǒng)特性

10、曲線，求工況點。M（3）求每臺泵的工況點：N(H0,Q1,2),P,N。2-18什么叫水泵的串聯(lián)？串聯(lián)的特點，串聯(lián)工作的限制條件，串聯(lián)工況點的求法。 水泵的串聯(lián)：將第一臺泵的壓水管，作為第二臺泵的吸水管，水由第一臺泵壓入第二臺泵，水以同一流量，依次流過各臺泵。特點：一臺水泵的出口接入另一臺水泵的入口，（多級泵就是串聯(lián)）n （1）各臺水泵的流量相同（質(zhì)量守恒定律） Q1=Q2=Qn （2）水流所獲得的能量是各泵所供能量之和。水泵串聯(lián)注意事項：（1）泵高效流量范圍要接近。否則，就不能保證在高效范圍內(nèi) 運行。嚴重時，可能不如大泵單獨運行。（2）兩泵串聯(lián)要考慮第二臺泵的泵殼強度問題。一般應得水泵廠的同

11、意再串聯(lián)。（3）必須經(jīng)過工況分析再串聯(lián)。圖解法：按樣本，繪出兩泵的Q-H曲線 (Q-H)1，(Q-H) 2疊加兩泵Q-H曲線得 (Q-H)1+2 （垂直疊加）繪制管道Q-h曲線,與(Q-H)1+2交于A點(QAHA)。過A點引垂線交(Q-H)1于B點，交(Q-H)2于C點。B點C點即為兩泵的工況點。2-19什么叫氣蝕？氣蝕的危害。 氣蝕：含有大量氣泡的濁液進入高壓區(qū)后，氣泡迅即破裂，沖向氣泡中心的油液相互沖撞，造成局部高溫高壓，引起躁動和噪聲，并使附近的金屬表面出現(xiàn)麻坑，氣穴引起的這種金屬表面的損壞，就是氣穴。 危害：（1）產(chǎn)生振動和噪聲（2）降低泵的性能（3）破壞過流部件產(chǎn)生氣蝕的原因：水泵

12、吸水口壓力過低；吸水口進氣。2-20什么叫允許吸上真空高度？水泵最大安裝高度設計中要考慮的因素。允許吸上真空高度：水泵在標準狀態(tài)下（水溫200C；水表面為一個標準大氣壓。）運轉時，水泵所允許的最大吸上真空高度（mH2O）。它反映了水泵的吸水性能。因素：不產(chǎn)生氣蝕。2-21什么叫水泵的氣蝕余量？及其與允許吸上真空高度的關系。氣蝕余量hSv指水泵進口處，單位重量液體所具有的超過飽和蒸汽壓（200C水溫）的富裕能量。離心泵的允許吸上真空高度氣蝕余量都是離心泵的抗氣蝕性能參數(shù)，表示離心泵抗氣蝕性能的優(yōu)劣，可根據(jù)具體情況選用。具體關系式如下：吸水水位低于泵軸時： 水泵允許吸上真空高度：2-22離心泵的啟

13、動程序，停泵程序，為什么？啟動程序：關閉所有閘閥開泵開壓力表；真空閥開吸水管閥開壓水管閥。防止電機燒毀。停泵程序：關出水閘停泵（實行閉閘停車）關真空表壓力表閥擦拭泵和電機。防止發(fā)生水錘2-27（107頁習題）第四章4-1泵站的分類，及各類泵站的工藝特點。1按屬類及用途分類： 給水泵站分類及特點 ¢ 按機組與地面位置分 按控制條件分取水泵站工藝特點：（1）吸水井水位變化（2）常用圓鋼筋砼結構（3）輸水距離遠 （4）直供用戶的取水泵站送水泵站的特點： 水量變化大 泵房形狀：多為矩形，吸水井也多為矩形吸水井的形式： 送水泵房吸水水位變化?。?4mH20），一般設計成地面

14、式或半地下式。送水泵站：運行管理復雜、流量有變化，無水塔時變化更趨于頻繁。加壓泵站的特點：為了節(jié)能，設加壓泵站，可降低全管網(wǎng)的壓力。循環(huán)泵站的特點：工業(yè)循環(huán)工藝流程有多種多樣。¢ 要求水量、水壓一般比較穩(wěn)定。¢ 要求供水可靠性高，備用泵多，泵臺數(shù)多。¢ 需水量隨季節(jié)變化的，應在選泵時考慮到峰、谷用水量。¢ 開停水泵頻繁時，多用自灌式。4-2選泵的原則和要點。原則：滿足最大排水量。投資少，節(jié)電，運行安全可靠，維修管理方便。選泵要點：（1） 大小兼顧，調(diào)配靈活。（2）型號整齊，互為備用。（3）合理地用盡各水泵的高效段。（4）近遠期相結合，考慮遠期發(fā)

15、展。（5）大中型泵站要作選泵的技術經(jīng)濟比較。4-3選泵的主要依據(jù)。選泵的依據(jù)：流量、揚程及變化規(guī)律4-4 選泵需要考慮的其它因素。4-5 （1）水泵的構造形式對泵房布置及泵房形狀尺寸的影響。 立式泵：節(jié)省電機位置。單吸泵、雙吸泵，平面布置不同（吸、壓管方向不同）（2）保證水泵正常吸水條件：泵房盡量高，充分利用水泵的吸水性能。（3）盡量選用高效泵：一般大泵效率比小泵高。（4）備用泵數(shù)的確定：根據(jù)供水對象對停水危害的分析所確定的規(guī)范限定條件。（5）選擇性能好，廠家信譽好成系列定型泵。 注意：生產(chǎn)廠及用泵地點的泵運輸情況。4-5選泵后的校核內(nèi)容。泵站的流量和揚程是否滿足消防時的要求。4-7選擇電動機

16、應考慮的因素。1、根據(jù)所要求的最大功率、轉矩和轉速選用電動機；2、根據(jù)電動機的功率大小，參考外電網(wǎng)的電壓決定電動機的電壓；3、根據(jù)工作環(huán)境和條件決定電動機的外形和構造形式；4根據(jù)投資少、效率高、運行簡便等條件，確定所選電動機的類型。4-8交流電動機的調(diào)速方法。n 調(diào)速分類：n 節(jié)能調(diào)速：變級調(diào)速； 變頻調(diào)速；無換向器電機調(diào)速n 非節(jié)能性調(diào)速：調(diào)電壓調(diào)速 （耗能性） 轉子串電阻 轉差調(diào)速 串級調(diào)速4-9水泵機組有幾種常見的布置形式?？v向排列、橫向排列、橫向雙行排列4-10水泵對吸水管路的要求及原因。要求：不漏氣、不積氣、不進氣。原因：4-12吸水管路和壓水管路的管徑確定有何不同及原因。依據(jù)：經(jīng)濟

17、流速 目的：確定經(jīng)濟管徑吸水管：經(jīng)濟流速小，使流速水頭小，允許揚程一定，提高泵房的地面高度，使空間變小，成本低。 負壓、氣蝕。壓水管：管徑小，水頭損失變大，揚程高，使逆止閥小、閘閥小、三通尺寸小、異徑管小，然后平面尺寸小，減小各種構件尺寸，使泵房空間小。 水頭損失、其大小形成閥門大小。4-13什么叫停泵水錘？發(fā)生的原因及其危害和消除方法；什么叫斷流水錘？其危害和消除方法。停泵水錘是指泵機組因突然失電或其他原因，造成開閥停車時，在泵及管路中水流速度發(fā)生遞變而引起的壓力遞變現(xiàn)象。突然停泵的原因:電力系統(tǒng)或電器設備的故障或誤操作。雷電引起突然斷電。水泵機組故障：抱軸使電機過載，斷聯(lián)軸器等，供電系統(tǒng)的

18、保險跳閘。自動化泵站中的自控設備故障。危害：爆管、跑水、停水、淹泵房、損壞設備等。防止水錘的措施：1.防止斷流水錘2.防止升壓過高的措施：（1）設水錘消除器（2）設空氣缸（3）采用緩閉止回閥（4）取消止回閥斷流（彌合）水錘：當分離開的水錘重新彌合時或“空腔段”重新被水充滿時，由于兩股水柱間的劇烈碰撞會產(chǎn)生壓力很高的彌合水錘。危害：造成更是危害性的水錘，水錘壓力更大。第五章5-1排水泵站的分類。按其排水的性質(zhì)分類：按其在排水系統(tǒng)中的作用分類：按水泵啟動前能否自流充水：按泵房的平面形狀：按集水池與機器間的組合情況：按照控制的方式：5-2污水泵站的流量及楊程的確定。泵站設計流量是按最高日最高時平均污水流量決定。5-3 污水泵站的集水池容積的確定及工藝設計要求。容積確定：晝夜運行的大污水泵房：最大泵分鐘的流量。小型污水泵房：（特點：夜間停止工作）滿足夜間流入量。工廠污水泵站：據(jù)工廠污水量情況定，并用淋浴排水量來復核。自動控制