泵與泵站[0001]

1、第3章 其他泵與風(fēng)機(jī),,3.1 射流泵 3.3 往復(fù)泵 3.5 水環(huán)式真空泵 3.6 離心式和軸流式風(fēng)機(jī),3.2 氣升泵 3.4 螺旋泵,§3.1 射流泵（水射器）,,射流泵的構(gòu)造,射流泵的工作原理,§3.1 射流泵,,射流泵的工作原理,射流泵的外形圖,1、高壓水以流量Q1由噴嘴高速射出；2、連續(xù)挾走2內(nèi)空氣，2內(nèi)形成不同程度真空；3、被抽升的液體以流量Q2由5進(jìn)入2；4、兩股液體Q1+Q2在3中進(jìn)

2、行能量的傳遞和交換；5、經(jīng)4使部分動能變成壓能后以一定速度由6輸送。,射流泵,射流泵的分類,§3.1 射流泵,,射流泵的分類,射流泵與供給它工作動力的管路系統(tǒng)和工作泵（離心泵、往復(fù)泵等）組成射流泵裝置。,,射流泵與工作泵的管路并聯(lián)。這種裝置是把小流量的高壓水，變?yōu)榇罅髁康牡蛪核?射流泵的分類,§3.1 射流泵,,射流泵的分類,射流泵與供給它工作動力的管路系統(tǒng)和工作泵（離心泵、往復(fù)泵等）組成射流泵裝置。,,,射流泵

3、與工作泵串聯(lián)裝置，射流泵給工作泵加壓。,射流泵的工作性能,H1：噴嘴前工作液體具有比能(mH2O)；H2：射流泵出口處液體具有比能．射流泵的揚(yáng)程(mH2O)；Ql：工作液體的流量(m3／s)；Q2：被抽液體的流量(m3／s)；F1：噴嘴的斷面積(m2)；F2：混合室的斷面積(m2),最優(yōu)參數(shù)方程,工作性能用三個參數(shù)表示：,,式中：N ——輸入功率 Nu ——有效功率 η’ ——射流

4、泵效率 ηn ——工作泵效率,§3.1 射流泵,,射流泵的設(shè)計,最優(yōu)參數(shù)方程,使射流泵裝置效率為最高時（達(dá)30%左右）的壓力比β、流量比α和面積比m，稱為最優(yōu)參數(shù)。（表3-1）,,射流泵的設(shè)計,§3.1 射流泵,,射流泵的設(shè)計,射流泵裝置的設(shè)計,① 確定射流泵工作壓力 和出口壓力 ② 選擇最優(yōu)參數(shù) ③ 計算工作液體壓力和吸入流量。校核它們能否滿足設(shè)計要求 ④ 計算汽蝕流量比⑤ 射流泵尺

5、寸計算,,例題,§3.1 射流泵,,射流泵的設(shè)計,射流泵裝置的設(shè)計【例3-1】,① 確定射流泵工作壓力 和出口壓力 已知：Q2=5L/s， H2=7m ，H1=33m② 選擇最優(yōu)參數(shù) 壓力比： 查表3-1，得到最優(yōu)參數(shù)α=1.12，m=0.23③ 計算工作液體壓力和吸入流量。校核它們能否滿足設(shè)計要求 工作流量：,,⑤ 射流泵尺寸計算,⑤ 射流泵尺寸計算 1）噴嘴斷面積

6、： 2）噴嘴直徑 3）混合管直徑 4）噴嘴至混合管間距：l=（1-2）d1=16~30mm 5）混合管形式及長度： 圓柱型， L2=（6~7）d2=6 ×32=192mm,§3.1 射流泵,,射流泵的設(shè)計,射流泵裝置的設(shè)計,6),⑤ 射流泵尺寸計算 6）擴(kuò)散管圓錐角：θ=8° ~10° 7）擴(kuò)散管長度：

7、 8）收縮圓錐角：θ＜40 ° 9）噴嘴長度 10）射流泵效率：,§3.1 射流泵,,射流泵的設(shè)計,射流泵裝置的設(shè)計,射流泵特點,§3.1 射流泵,,優(yōu)點： （1）構(gòu)造簡單、尺寸小、重量輕、價格便宜； （2）便于就地加工，安裝容易，維修簡單； （3）無運(yùn)動部件，啟閉方便，當(dāng)吸水口完全露 出水面后，斷流時無危險； （4）可以抽升污泥或其它含顆粒液體； （5）可以與離心泵

8、聯(lián)合串聯(lián)工作從大口井或深 井中取水。缺點:效率較低。,射流泵的特點,射流泵的應(yīng)用,§3.1 射流泵,,在給排水工程中的應(yīng)用： （1）用作離心泵的抽氣引水裝置。 （2）在水廠中利用射流泵來抽吸液氯和礬液，俗稱“水老鼠”。（加藥） （3）在地下水除鐵曝氣的充氧工藝中，利用射流泵作為帶氣、充氣裝置。這種水、氣射流泵一般稱為加氣閥。 （4）在排水工程中，作為污泥消化池中攪拌和混合污泥用泵。 （5）與離心泵聯(lián)合工

9、作以增加離心泵裝置的吸水高度。 （6）在土方工程施工中，用于井點降低基坑的地下水位等。,射流泵的應(yīng)用,氣升泵,,工作原理,,,§3.2 氣升泵,,氣升泵的構(gòu)造及工作原理,氣升泵又名空氣揚(yáng)水機(jī)。它是以壓縮空氣為動力來升水、升液或提升礦漿的一種氣舉裝置。地下靜水位0-0 動水位1-1,工作原理,§3.2 氣升泵,,氣升泵的構(gòu)造及工作原理,1）壓縮空氣由2經(jīng)3輸入1；2）在1中形成了氣和

10、水的水氣乳狀液，沿著水管上涌，至4；3）水氣乳狀液撞在7上，氣水分離。4）氣體經(jīng)5溢出，液體引入清水池。,氣升泵正常工作條件,壓縮空氣,清水池,根據(jù)連通管原理只要 ＞ 時，水氣乳液就能沿?fù)P水管上升至管口而溢出，氣升泵就能正常工作。,理論分析,水氣乳液上升高度h,要使水氣乳狀液上升一定高度H，必須保證：1、使噴嘴至動水位以下某一深度h12、要供應(yīng)一定量的壓縮空氣，形成一定的 值。,理論分析

11、：h1為常數(shù)時h- 理論曲線如右圖實線所示由試驗可知： 小到某一臨界值 時，再減小就會引起升水高度h的減小。原因：水力阻耗很快增長和空氣泡過大使水流發(fā)生斷裂的緣故。,3.2.2 氣升泵裝置總圖,§3.2 氣升泵,,氣升泵裝置總圖,優(yōu)缺點,空氣過濾器：防止灰塵侵入空氣壓縮機(jī)內(nèi),風(fēng)罐：消除空氣的脈動分離壓縮空氣中攜帶的機(jī)油和潮氣,氣升泵優(yōu)點、缺點及應(yīng)用優(yōu)點：井孔內(nèi)

12、無運(yùn)動部件，構(gòu)造簡單，工作可靠，在實際工程中，不但可用于井孔抽水，而且還可用于提升泥漿、礦漿、鹵液等。缺點：氣升泵與深井泵相比，效率低。應(yīng)用：對于鉆孔水文地質(zhì)的抽水試驗，石油部門的“氣舉采油”以及礦山中井巷排水等方面，氣升泵的應(yīng)用常具有獨特之處。,3.3 往復(fù)泵,§3.3 往復(fù)泵,,往復(fù)泵的基本構(gòu)造,往復(fù)泵工作原理,1）柱塞7由曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動；2）柱塞向右移動，泵缸內(nèi)造成低壓，壓水閥3被壓而關(guān)閉，吸水閥4被外力推開；

13、3）由吸水管進(jìn)入泵缸，完成吸水過程。4）反之，為壓水過程。,§3.3 往復(fù)泵,,往復(fù)泵的工作原理,原理：活塞往復(fù)運(yùn)動，在泵缸中造成容積的變化并形成負(fù)壓和正壓，完成一次吸入和排出。,往復(fù)泵性能特點,§3.3 往復(fù)泵,,往復(fù)泵的分類,1、單動往復(fù)泵：定義：活塞往復(fù)一次，泵缸內(nèi)只吸入一次和排出一次水，稱為單動往復(fù)泵。理論流量：沖程：活塞或柱塞在泵缸內(nèi)從一頂端位置移至另一頂端位置，這兩頂端之間的距離S稱為活

14、塞行程長度(也稱沖程)，兩頂端叫做死點。 往復(fù)泵的實際流量Q一定小于理論流量QT，其值可用容積效率來表示： 。 =0.85~0.99,雙動往復(fù)泵,,,,吸水閥和壓水閥的開關(guān)動作均略有遲延現(xiàn)象，有水漏回吸水管和泵缸,§3.3 往復(fù)泵,,往復(fù)泵的分類,2. 雙動往復(fù)泵在活塞往復(fù)一次的時間內(nèi)雙動泵的理論出水量為：,往復(fù)泵特性曲線,,§3.3 往復(fù)泵,,往復(fù)泵的特性曲線,往復(fù)

15、泵性能特點,,理論：揚(yáng)程與流量無關(guān)，圖中實線所示。實際：液體總有泄露，且揚(yáng)程增大，泄漏量越嚴(yán)重，圖中虛線所示,§3.3 往復(fù)泵,,往復(fù)泵的性能特點,高揚(yáng)程、小流量，揚(yáng)程與流量無關(guān)；2. 必須開閘啟動；3. 不能用閘閥調(diào)節(jié)，保持開閘運(yùn)行；4. 給排水泵站中應(yīng)用時必須有調(diào)節(jié)流量的設(shè)施；5. 具有自吸能力，啟動時可不必先灌泵；6. 出水不均勻。,螺旋泵,§3.4 螺旋泵,,螺旋泵的工作原理,工作原理,螺旋泵葉片

16、,工作原理,如圖螺旋泵傾斜放置在水中，當(dāng)電動機(jī)帶動螺旋軸時，螺旋葉片下端與水接觸，水就從螺旋葉片的P點進(jìn)入葉片，水在重力作用下，隨葉片下降到Q點，由于轉(zhuǎn)動時的慣性力，葉片將Q點的水又提升至R點、而后在重力作用下，水又下降至高一級葉片的底部．如此不斷循環(huán)，水沿螺旋軸被一級一級地往上提起。,螺旋泵葉片,螺旋泵圖,螺旋泵,3.4.2 螺旋泵裝置,§3.4 螺旋泵,,螺旋泵裝置及其主要參數(shù),2,1、傾角(θ)：指螺旋泵軸對水平面的

17、安裝夾角。傾角太大時，流量下降。,§3.4 螺旋泵,,螺旋泵裝置及其主要參數(shù),3,2、泵殼與葉片的間隙：間隙越小，水流失越小，泵效率越高，泵殼表面要求光滑平整。,§3.4 螺旋泵,,螺旋泵裝置及其主要參數(shù),4,3、轉(zhuǎn)速(n)：試驗資料表明，螺旋泵的外徑越大，轉(zhuǎn)速宜越小。,§3.4 螺旋泵,,螺旋泵裝置及其主要參數(shù),5,4、揚(yáng)程(H)：螺旋泵是低揚(yáng)程水泵。揚(yáng)程低時、效率高；揚(yáng)程太高，對制造、運(yùn)行不利

18、。一般在3-6m。,§3.4 螺旋泵,,螺旋泵裝置及其主要參數(shù),6,5、泵直徑(D)：泵的流量取決于泵直徑。泵直徑越大，效率越高。泵直徑與泵軸的關(guān)系：2:1，否則效率降低。,§3.4 螺旋泵,,螺旋泵裝置及其主要參數(shù),7、流量(Q)和軸功率（N）：,6、螺距(S)：沿螺旋葉片環(huán)繞泵軸呈螺旋形旋轉(zhuǎn)360度所經(jīng)軸向距離．即為一個螺旋導(dǎo)程λ。S= λ/Z z螺旋頭數(shù)（葉片數(shù)）。,§3.4 螺旋泵,,螺旋

19、泵裝置及其主要參數(shù),優(yōu)點,7、流量(Q)和軸功率（N）：,§3.4 螺旋泵,,螺旋泵的特點,優(yōu)點： （1）提升流量大，省電。 （2）只要葉片接觸到水面就可把水提升上來，并可按進(jìn)水位的高度，自行調(diào)節(jié)出水量，水頭損失小，吸水井可以避免不必要的靜水壓 （3）由于不必設(shè)置集水井以及封閉管道，泵站設(shè)施簡單，減少土建費(fèi)用。 （4）不需要設(shè)簾格，可以直接提升雜粒、木塊、碎布等污物。 （5）結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，機(jī)械磨損小，

20、維修簡單。 （6）螺旋泵是緩慢地提升活性污泥，對絨絮破壞較少。,缺點,§3.4 螺旋泵,,螺旋泵的特點,缺點: （1）揚(yáng)程低，一般不超過6～8m； （2）出水量直接與進(jìn)水水位有關(guān)，故不適用于水位變化較大的場合； （3）螺旋泵必須斜裝，占地較大些。,其他型泵,,,計量泵：又稱比例泵。計量泵的傳動裝置是通過偏心輪把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成柱塞的往復(fù)運(yùn)動。偏心輪的偏心距可調(diào)，以此來改變柱塞往復(fù)的行程，從而達(dá)到調(diào)節(jié)和控制泵的流量的

21、目的。計量泵一般用于要求輸液量十分準(zhǔn)確或幾種液體要求按一定配比輸送的場合。,YJH 系列隔膜計量泵1、電機(jī) 2、蝸輪蝸桿 3、凸輪 4、推桿   5、膜片  6、調(diào)節(jié)手輪7、排出閥   8、吸入閥9、泵頭,其他型泵,計量泵,其他型的泵,,JJM 系列計量泵,J 系列計量泵,JKM 系列計量泵（液壓驅(qū)動）,其他型泵,隔膜泵,,其他型的泵,,隔膜泵：用彈性金屬薄片或耐腐

22、蝕性橡皮制成的隔膜將活柱與被輸送液體隔開，與活柱相通的一側(cè)則充滿油或水。當(dāng)活柱往復(fù)運(yùn)動時，迫使隔膜交替向兩側(cè)彎曲，將液體吸入和排出。,隔膜泵因其獨特的結(jié)構(gòu)，適宜輸送腐蝕性液體或懸浮液。,其他型泵,齒輪泵,,,,其他型的泵,,齒輪泵：旋轉(zhuǎn)類正位移泵。兩齒輪在泵吸入口脫離嚙合，形成低壓區(qū)，液體被吸入并隨齒輪的轉(zhuǎn)動被強(qiáng)行壓向排出端。在排出端兩齒輪又相互嚙合形成高壓區(qū)將液體擠壓出去。 齒輪泵可產(chǎn)生較高的揚(yáng)程，但流量小。適用于輸送高粘度液體或

23、糊狀物料，但不宜輸送含固體顆粒的懸浮液。,,其他型泵,螺桿泵,,其他型的泵,,螺桿泵：按螺桿的數(shù)目，有單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵以及五螺桿泵。螺桿泵的工作原理與齒輪泵相似，是借助轉(zhuǎn)動的螺桿與泵殼上的內(nèi)螺紋、或螺桿與螺桿相互嚙合將液體沿軸向推進(jìn)，最終由排出口排出。螺桿泵壓頭高、效率高、無噪音、適用于輸送高粘度液體。,,其他型泵,蠕動泵,,其他型的泵,,,蠕動泵（軟管泵）：,其他型泵,3.5水環(huán)式真空泵,蠕動泵由三部分組成：驅(qū)動器，泵頭

24、和軟管。流體被隔離在泵管中、可快速更換泵管、流體可逆行、可以干運(yùn)轉(zhuǎn)，維修費(fèi)用低，等特點構(gòu)成了蠕動泵的主要競爭優(yōu)勢。,通過對泵的彈性輸送軟管交替進(jìn)行擠壓和釋放來泵送流體。就像用兩根手指夾擠軟管一樣,隨著手指的移動,管內(nèi)形成負(fù)壓,液體隨之流動。,§3.5 水環(huán)式真空泵,,水環(huán)式真空泵的構(gòu)造及工作原理,由圓形的泵殼和帶有星狀的葉輪組成。葉輪偏心安裝。工作原理：1、啟動前，灌水，葉輪旋轉(zhuǎn)時由于產(chǎn)生離心力，形成一個旋轉(zhuǎn)

25、的水環(huán)2，水環(huán)上部內(nèi)表面與葉輪殼相切。,2,作用：適合于大型泵引水用,,§3.5 水環(huán)式真空泵,,水環(huán)式真空泵的構(gòu)造及工作原理,由圓形的泵殼和帶有星狀的葉輪組成。葉輪偏心安裝。工作原理：2、右半部，水環(huán)內(nèi)表面漸漸離開輪殼，各葉片間形成的體積遞增，壓力隨之降低，空氣吸入；,3,作用：適合于大型泵引水用,,§3.5 水環(huán)式真空泵,,水環(huán)式真空泵的構(gòu)造及工作原理,由圓形的泵殼和帶有星狀的葉輪組成。葉輪偏心安裝。工

26、作原理：3、左半部，水環(huán)內(nèi)表面漸漸靠近輪殼，各葉片見形成的體積減小，壓力隨之升高，排出空氣。,水環(huán)式真空泵特點,作用：適合于大型泵引水用,,§3.5 水環(huán)式真空泵,,水環(huán)式真空泵的特點,,水環(huán)真空泵屬濕式真空泵，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、價格低。由于旋轉(zhuǎn)部分沒有機(jī)械摩擦，使用壽命長，操作可靠。適用于抽吸夾帶有液體的氣體。但效率低，一般為30%~50%，所能造成的真空度還受泵體內(nèi)水溫的限制。,性能,§3.5 水環(huán)式真

27、空泵,,水環(huán)式真空泵的性能,類型：SZ、SZB、SZZ 符號意義：S-水環(huán)式，Z-真空泵，B-懸臂式 SZZ型是電機(jī)與真空泵為直聯(lián)式性能曲線圖,選擇,其中4（8）表示當(dāng)水銀柱高為520毫米時的氣量（升/秒）,§3.5 水環(huán)式真空泵,,水環(huán)式真空泵的選擇,1、QV確定：用于引水時，根據(jù)泵和吸水管所需的抽氣量和真空值的大小確定。,2、揚(yáng)程,§3.5 水環(huán)式真空泵,,水環(huán)式真空泵的選擇,2、HV的確定：由

28、吸水池最低是為至泵軸最高點的垂直距離計算。如吸水池最低水位至泵軸最高點的垂直距離為4m，則：,其他型真空泵,,根據(jù)QV和HV值查水環(huán)式真空泵產(chǎn)品樣本，選擇適宜的真空泵，一般選用兩臺（一用一備）。,,其他型真空泵,由泵殼、帶有兩個旋片的偏心轉(zhuǎn)子和排氣閥片組成。泵工作時，旋片始終將泵腔分為吸氣、排氣兩個工作室，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，完成兩次吸、排氣過程。,特點：干式真空泵，適用于抽除干燥或含有少量可凝性蒸汽的氣體。不適宜抽除含塵和對潤滑油起化學(xué)反應(yīng)

29、的氣體?？蛇_(dá)較高的真空度，如能有效控制管路與泵等接口處的空氣漏入，且采用高質(zhì)量的真空油，真空度可達(dá)99.99%以上。,旋片真空泵,往復(fù)式真空泵,,其他型真空泵,往復(fù)式真空泵,工作原理與往復(fù)式壓縮機(jī)相同，只是因抽吸氣體壓強(qiáng)很小，結(jié)構(gòu)上要求排出和吸入閥門更加輕巧靈活，易于啟動。達(dá)到較高真空度時，泵的壓縮比很高，如95%的真空度，壓縮比約為20左右，為減少余隙的不利影響，真空泵氣缸設(shè)有一連通活塞左、右兩端的平衡氣道。在排氣終了時讓平衡氣道

30、短時間連通，使余隙中的殘留氣體從活塞的一側(cè)流至另一側(cè)，從而減少余隙的影響。 往復(fù)式真空泵屬干式真空泵，不適宜抽吸含有較多可凝性蒸汽的氣體。,噴射真空泵,,其他型真空泵,利用工作流體通過噴嘴高速射流時產(chǎn)生真空將氣體吸入，在泵體內(nèi)與工作流體混合后排出。工作流體可以是蒸汽或液體；結(jié)構(gòu)簡單，無運(yùn)動部件，但效率低，工作流體消耗大。單級可達(dá) 90% 的真空度，多級噴射泵可獲得更高的真空度。,,W 系列水力噴射器,CP 型系列噴射泵,噴射真空泵,

31、離心式風(fēng)機(jī),§3.6 離心式風(fēng)機(jī),,離心式風(fēng)機(jī)的工作原理,工作原理與離心泵相同。 單級風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓較低，風(fēng)壓較高的離心鼓風(fēng)機(jī)采用多級，其結(jié)構(gòu)也與多級離心泵類似。 離心鼓風(fēng)機(jī)的送氣量大，但出口壓強(qiáng)仍不高，一般不超過 0.3 MPa（表壓），即壓縮比不大，因而無需冷卻裝置，各級葉輪的直徑大小也大致相同。,多級低速離心鼓風(fēng)機(jī),離心式風(fēng)機(jī)性能參數(shù),§3.6 離心式風(fēng)機(jī),,離心式風(fēng)機(jī)的性能參數(shù),流

32、量：單位時間內(nèi)風(fēng)機(jī)所輸送的氣體體積。壓頭（總壓）：單位質(zhì)量氣體通過風(fēng)機(jī)之后所獲得的有效能量。功率：風(fēng)機(jī)的輸入功率。效率：有效功率與軸功率之比。轉(zhuǎn)速：風(fēng)機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。,其他風(fēng)機(jī),,其他型風(fēng)機(jī),,羅茨鼓風(fēng)機(jī)（容積式風(fēng)機(jī)、正位移類型）,工作原理：與齒輪泵相似。結(jié)構(gòu)：由機(jī)殼和腰形轉(zhuǎn)子組成。兩轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間間隙很小，無過多泄漏。改變兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，則吸入與排出口互換。,特點：風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比而與出口壓強(qiáng)無關(guān)，故出口閥不