泵与泵站第九讲.ppt

第九讲,第三章 其它水泵及风机 §3—1 射流泵 §3—2 气升泵 §3—3 往复泵 §3—4 螺旋泵 §3—5 水环式真空泵 §3—6 插 桶 泵 §3—7 离心风机与轴流风机,第三章.其它水泵与风机 §3—1射流泵（也称水射器）,给排水工程中常用的一种泵，可抽水，也可抽气 基本构造,`,,一、工作原理： ①负压的产生：据伯努力能量方程,当V2很大时，P2就变的非常小而形成负压 在大气压的作用下，低位水被抽上来与其混合抽走 ②射流泵参数： ⅰ流量比（引射系数）：,`,,Q1—工作流体流量（m3/S） Q2—被抽流体流量（m3/S） ⅱ压头比： H1—喷咀前工作流体具有的比能（mH20） H2—射流泵出口液体具有的比能（ mH20 ） H2是射流泵的扬程 H1-H2—射流泵的工作压力 ⅲ断面比: F1—喷咀的断面积m2） F2—混合段的断面积m2）,`,,二、射流泵的计算： 我们在设计射流泵时，常采用最佳效率参数法，通过实验，找出最高效率（30%左右）时，αβm三者之间的参数关系列表（表3-1），设计时，直接应用此表：,`,解：①,查表.用差分法，求得流量比：α=1.12；断面比：m=0.23 。

②工作液体流量：Q1,③喷咀面积： 管咀计算公式：,`,,,Ф—喷咀流量系数，取Ф =0.95 F1—喷咀断面积（m2） ∴F1=0.000186m2=186mm2,④混合管断面积：,`,,⑤喷咀与混合管的间距： L 实验资料：合适范围L=（1~2）d 取L=16—30mm ⑥混合管型式及长度L2,实验资料：合适范围L2=（6—7）d2 ∴L2= 6d2=6×32=192mm ⑦扩散管长L3及扩散管圆锥角θ 实验： θ =80~100,`,,取θ =80； d3用DN70mm管道，d3=67mm,,,⑧喷嘴长度：L1 实验资料：收缩圆锥角不大于400，喷咀的另一端与压力管相连由Q1=4.5L/S（由经济流速，1.2～2.0m/s） 定压力管的管径为50mm⑨射流泵效率： η,⑩吸入室构造：吸水口在喷口的后方 吸入水的流速不能太大 吸入室的真空值Hs7mH20,`,,三、射流泵的优缺点： 1、优点：构造简单、尺寸小、重量轻、价格便宜；便于加工制造；无运动元件，吸水口露出水面后断流无危险；可抽升污泥或其它固液两相流；可以与离心泵 联合从深井中取水 2、缺点：效率太低30%左右 四、射流泵的应用： ① 作离心泵的抽气引水装置。

多用真空泵） ② 水厂中可用来抽吸液氯或矾液 ③ 在地下水除铁中作为曝气充氧设备 ④ 污泥消化池中：搅拌污泥和污泥混合泵 污水处理中的曝气，气浮法中的加气设备`,,⑤ 与离心泵联合工作增加离心泵的吸水高度 ⑥ 在工程中，用于井点降低地下水位`,§3—2 气升泵,气升泵又名空气扬水机 它是以压缩空气为动力来升水、升液或提升矿浆的一种气举装置 基本构造： 1、扬水管；2、输气管；3、喷嘴；4、气水分离箱等部件组成 特点：构造简单，在现场可以利用管材就地装配`,,一、工作原理 图示：为一个装置气升泵的钻井示意地下水的静水位为0－0，来自空气压缩机的压缩空气由输气管2经喷嘴3输入扬水管1； 于是，在扬水管中形成了空气和水的水气乳状气水混合液，比重变小，所以，沿扬水管而上涌； 流入气水分离箱4，在该箱中，水气乳状液以一定的速度撞在伞形钟罩7上，由于冲击而达到了水气分离的效果；,`,,分离出来的空气经气水分离箱顶部的排气孔5逸出，落下的水则借重力流出，由管道引入清水池中 水气乳液的比重小于水（一般上升的水气乳液比重为0.15～0 .25左右），比重小的液体的液面高，在高度为h1的水柱压力作用下，根据液体平衡的条件，水气乳液上升至h的高度，如下式： （3－1） 式中: ρW——水的容重（kg／m3 ）； ρm——扬水管内水气乳液的容重（kg／m3）； h1——井内动水位至喷嘴的距离，称为喷嘴淹没深度（m）； h——提升高度（m）。

`,,只要 时，水气乳液就能沿扬水管上升至管口而溢出，气升泵就能正常工作 将（3－1）式移项可得：,（3—2）,在设计时，要求：,其差值：就是设计流量下的各种水头损失之和 实验数据，和设计内容有兴趣的自学`,,优点：井孔内无运动部件，构造简单，工作可靠 缺点：效率很低 工程应用：用于井孔抽水（钻孔水文地质的抽水试验，）；可用于提升泥浆、矿浆、卤液等；石油部门的“气举采油”； 矿山中井巷排水等 气升泵的应用常具有独特之处`,§3—3往复泵,属于容积式泵又称：活塞泵、柱塞塞、往复泵构造：泵缸、活塞（或柱塞）、吸水阀、压水阀一、工作原理： 利用泵缸的容积的改变作抽吸和压出的动作完成其能量的传递 特点：有间歇 活塞行程长度S也称为冲程往复一次两冲程） 1.单动往复泵理论流量：QT （不考虑渗漏）,,`,,F—柱塞断面（㎡） n—柱塞每分钟往复次数（次/min） S—冲程（m）长度 实际泵流量Q： 由于泵的压吸水阀有迟缓现象回流一部分） 柱塞、填料盒不严有漏气，所以T 用容积效率ηv表示： Q=ηvQT(m3/s) ηv=（85～95）%,,2.出水管的流量： 单动往复泵：断续出水，并有水锤现象。

为了改变流量：双动往复泵或三动往复泵双动往复泵交替工作双动泵：,`,,双动泵： QT=（2F-f）Sn(m3/min) f—活塞杆的截面积f对流量的影响 三动泵：将三台单动泵至成1200，用一根曲轴连接起来曲轴每转一圈，三台泵各进行一吸和排出液体使流量变化比较均匀管道内由于流量的不均匀，使管内的压力做同期性变化，为了使管内流量压力更趋于均匀，可在压水管上装空气室（密闭的，可承一定压力）借助容器内气体的可压缩性来缓冲管中的压力升降 3.扬程：与流量无关，（靠机械能以静压形式传给液体）是根据所需扬程来定电动机 H=HST+∑h（mH20） ∑h—吸、压管路的沿程及局部水头损失和流速水头`,,4.特性曲线：理论上讲扬程与流量无关，应是平行于纵座标H轴的直线，但有泄漏，并且扬程增大，电动机的转数有少量减少，因此流量有所减小二、性能特点及应用,1. 性能特点： ①扬程：是由管路所需压力，原动机功率及缸体机械强度所决定理论上可很高 ②流量：是由缸体容积和原动机提供的机械传动频率所决定 ③开闸启动：闭闸启动会造成泵及原动机的损坏 ④流量调节困难，可分流调节流量，不可闸阀调节 ⑤可输运粘度随温度变化的液体，因为流量与排出压力无关。

`,,⑥泵自吸能力强：因为容积变化，理论上其负压力可达到100%的真空但吸水头太大，活塞与泵缸有干磨现象，所以还是应加装底阀 ⑦出水不均匀，管路有振动和冲击 2. 应用：适用于要求压力大的（如锅炉给水），粘度大的液体，要求自吸能力高的，流量计准确的场合 三、往复泵与离心泵的比较：,`,往复泵与离心泵比较,§3-4 螺旋泵,主要用于提升污水或污泥用泵 也称阿基米德螺旋泵，基本构造：,,一、工作原理： 由螺旋叶片的螺旋将水由低处倦提升到高位 转速：一般在20～90r/min,十分缓慢二、螺旋泵装置： 1.电机 2.变速装置 3.泵轴 4. 螺旋叶片 5.轴承座 6.泵外壳,`,,当水位达到泵轴上边缘F时，为泵流量最高值，过高，流量不增加，一部分螺旋叶在水下，起搅拌作用而耗能→效率下降`,,一、工艺参数： 1.扬程：H 螺旋泵扬程不高，一般为3～6m因为高扬程要求泵轴长，挠度难控制，制造成本提高 2.倾角：θ 泵轴与水平面夹角 θ大 流量小，扬程大 θ小 扬程小，流量大 3.泵壳与叶片间隙： 水由间隙回流 → 漏失率 间隙小，制造精度高，螺叶与壳可能磨损`,,4.转速 ： n 螺叶外缘线速度不可过大，水被离心力作用甩出泵，造成水滴飞溅。

外径大→转速宜小 D4000mm 时， 转速约20r/min 5.泵直径： D 泵直径决定着盛水空间 直径大，盛水空间大，效率大，反之则小泵直径与轴径之比 2 ：1为宜，轴径小，由于离心力作用使泵产生振动磨损等6.螺距 ： s 相邻两螺叶的间距 λ—螺旋导程，同一旋叶，转3600时的间距 Z—螺旋头数—叶片数 大型泵z=1，中型泵z=1～2， 小型泵z=2～4 泵直径 D与螺距S之比最佳值为1 7.流量： d—泵轴直径（m）,,,`,,D—水泵叶轮外径（m） S—螺距（m） n—转速（r/min） α—叶片的扬水断面率（或体积比）,8.轴功率：,`,,四、螺旋泵的优缺点： 1. 优点：①流量大，省电 ②吸水水位自由度大，不必有静水压差，自行调节出水量，水头损失小 ③泵站设置简单也直接装在下水道内) ④可提升固体杂物（泵前可不设格栅） ⑤结构简单，易制造，磨损小，易维修 ⑥流速慢，对活性污泥绒絮破坏较小 2.缺点：① 扬程小，不超6～8m,使用受限 ②流量与进水水位有关不适合水位变化大的场合) ③泵斜装，占地较大 ④流量不平稳，出水振荡`,§3—5 水环式真空泵,水环式真空泵可供抽吸空气或其他无腐蚀性、不溶于水、不含固体颗粒的气体的一种流体机械。

广泛用于机械、石油、化工、制药、食品等工业及其他领域特别适合于大型泵引水用一） 构造：泵体、泵盖组成圆形工作室，工作室内偏心地装置一个有呈放射状均匀分布的多叶片叶轮 如图 3 一 16 所示由星状叶轮 1 ，进气口 3 ，排气口 4 和水环 2 等组成叶轮偏心安装于泵壳内工作时要不断充入一定量的循环水，以保证真空泵工作工作原理：,启动前，泵内灌入一定量的水，叶轮旋转时产生离心力，在离心力的作用下将水甩向四周而形成一个旋转的水环 2 ；水环上部的内表面与叶轮壳相切，沿顺时针方向旋转的叶轮，在图中右半部的过程中，水环的内表面渐渐离开轮壳，各叶片间形成的体积递增，压力随之降低，空气从进气口吸入；在图中左半部的过程中，水环的内表面渐渐又靠近轮壳，各叶片间形成的体积减小，压力随之升高，将吸入的空气经排气口排出叶轮不断旋转，真空泵不断地吸气和排气二） 水环式真空泵的性能 泵站中常用的水环式真空泵：SZ 型、 SZB 型和 SZZ型 其符号的意义： S-水环式； Z -真空泵； B-悬臂式 SZZ型泵特点：电机与真空泵直联、泵体积小、重量轻、价格低三）水环式真空泵的选用： 用于离心泵引水时：选择的依据——根据泵和吸水管所需的抽气量和真空值的大小而定。

抽气量按下式计算： ( 3 一 17 ) 式中：Qv —真空泵抽气量（m3／min ) ; K—漏气系数，一般取 1.05 一 1.10 ; VP —泵站中最大一台泵泵壳容积（ m3 ），相当于泵吸水口面积乘以吸水口至泵出口压水管第一个阀门的距离；,VS—从吸水池最低水位至泵吸水口的吸水管中的空气容积（m3）可查表3-8; T—泵的引水时间（ min ) ，一般小于5min 最大真空值 HV ，可由吸水池最低水位至泵最高点的垂直距离计算 例：吸水池最低水位至泵最高点的垂直距离为 4m ，则 依据 QV和 HV值查水环式真空泵产品样本，选择适宜的真空泵一般选用两台（一备一用）§3—6 插 桶 泵,插桶泵是手提式化工泵，广泛用于各行业及水处理工艺 （一）适用于各种不同黏度的化学液体的输送（酸碱、腐蚀性液体、易燃易爆液体、有机溶剂和中性液体等），水处理等 （二）特点：插桶泵可配置多种电机和多种材质泵管以达到最适合的使用效果，具有防爆耐腐防沉淀、低噪声、节能等特点 （三）分类：实验室用插桶泵、防爆型插桶泵、非防爆型插桶泵、电动和气动桶用及罐用插桶泵等系列四）结构和原理：由驱动装置（电动或气动）、带机械密封的轴承、容易拆卸的泵管、自由运转的传动轴、转子、吸液口和出液口等组成。

动力：可以用便携单相电机，也可用气动马达工作 用单相电机带动传动轴旋转抽吸液体；。