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泵与泵站复习思考题
水泵及水泵站复习思考题
第一章
1-1.什么叫泵。
⏹将外加的机械能转化为被输送液体的能量,使液体获得动能或势能的机械设备叫做泵。
1-2.水泵的分类,叶片泵的分类。
⏹1. 叶片泵:
靠叶片运动拨动水,使水产生运动来完成能量传递的泵
⏹
(1)离心泵:
液体质点主要受离心力作用,水流方向为径向(向外),扬程大,流量小。
⏹
(2)轴流泵:
液体质点主要受轴向的拨动力(升力)。
扬程小,流量大。
⏹(3)混流泵:
液体质点即有离心力作用,又受轴向的拨动力。
水流方向为斜向。
扬程,流量适中
2容积式泵:
靠泵体工作室容积的改变来工作的泵。
1),活塞式往复泵
2),柱塞式往复泵
3),水环式真空泵
4),蠕动泵
3.流体能量交换式泵:
靠流体能量交换来工作。
⏹1),射流泵
⏹2),气升泵(空气扬水泵)
⏹3),水轮泵
⏹4),水锤泵
水泵在给排水系统中的作用:
动力——提高水的能量。
第二章
2-1.离心泵的基本构造。
叶轮,泵轴,泵壳(泵体),吸水口(进水口),压水口(出水口),灌水漏斗,泵座,填料(盘根)闸阀,底阀。
2-2.离心泵的工作原理。
高速旋转的叶轮拨动水,使的水也高速旋转,进而使水产生离心力,在离心力的作用下,由叶轮中部甩向轮外缘。
离心泵的工作过程,实际上是一个能量传递和转化的过程,它把电动机高速旋转的机械能转化为被抽升液体的动能和势能。
2-3.叶片泵的基本性能参数。
1、流量Q:
在单位时间内水泵所输送的液体数量。
单位:
m3;.
2、扬程H:
水泵对单位重量液体所作的功。
单位:
应为:
•;常用:
2O;2;法定:
;;
扬程的值:
是液体经过水泵后比能的增加值。
液体进入泵时的比能为E1;流出泵时的比能为E2。
则水泵扬程:
2-E1
3.轴功率N:
原动机输送给泵的功率。
单位:
(千瓦)或(马力)
⏹4.效率η:
水泵有效功率与轴功率之比。
⏹有效功率:
单位时间内水泵对水所做的功。
⏹ρ(W)
⏹ρ——液体的密度。
3
⏹g——重力加速度。
(2)
⏹Q——水泵流量。
(m3)
⏹H——水泵扬程。
(2O)
由于泵内的摩擦,水的紊流等,水泵不可能将原动机的功率全部传给液体。
在泵内有损失。
这个损失要用效率来衡量。
泵轴功率
⏹5.转速:
n水泵叶轮的转动速度。
(转/分;或)
⏹水泵都是按一定的转速来设计的,转速的改变使水泵
的其它性能(;η)也改变。
⏹6.允许吸上真空高度()及气蚀余量():
—水泵在标准状态下(水温200C;水表面为一个标准大气压。
)运转时,水泵所允许的最大吸上真空高度(2O)。
它反映了水泵的吸水性能。
—指水泵吸口处,单位重量液体所具有的超过饱和蒸汽压力的富裕压能。
单位:
2O有时用H来表示。
常用于轴流泵;锅炉给水泵;渣浆泵等。
2-4.离心泵基本方程式的物理意义。
2-5.理论扬程与实际扬程的差别,及形成差别的原因。
实际工程中的水泵扬程:
①将水由吸水井提升至水塔。
(静扬程)
②克服管路中阻力的水头损失。
注:
如泵装置出口是自由出流,应加上流速水头。
2-6.什么叫离心泵装置?
什么叫水泵装置的极限工况点?
水泵配上管路以及一切附件后的系统称为“装置”,
水泵的H—Q曲线和管道损失特性曲线∑相交于M点,若装置在此点工作时,管道上的所有闸阀是全开着的,则M点就称为水泵装置的极限工况点。
2-7.什么叫离心泵的特性曲线?
什么叫高效段(高效段如何确定的)。
在离心泵的6个基本性能参数中,把转速(n)选定为常量,将扬程(H)、轴功率(N)、效率(η)、以及允许吸上真空高度()等随流量(Q)而变化的函数关系用曲线的方式来表示,就称这些曲线为离心泵的特性曲线。
在最高效率点两侧效率下降10%左右的区段,在水泵样本中,用两条波形线“︴”标出
称为泵的高效段。
2-8.()理论特性曲线与实际()特性曲线的差别,及形成差别的原因。
理论上偏差较大,我们常用性能实验来求特性曲线。
理论上(即理想条件下),扬程与流量的关系为一条直线。
实测特性曲线在转速(n)一定的条件下通过离心泵性能试验和汽蚀试验来绘制的,Q-H曲线是一条不规则的曲线。
原因:
叶槽中液流为不均匀;泵内部的水头损失即摩擦损失、冲击损失、泄漏及回流损失。
2-11.水泵调速运行的意义。
水泵调速使泵适应所需工况,目的是节约能源;大大地扩展了水泵的有效工况范围。
2-12.叶轮的相似定律、比例律的应用,
把相似定律应用于不同转速运行的同一台叶片泵。
比转数是叶轮相似定律在叶片泵领域内的具体应用。
2-13.什么叫叶轮的相似准数(比转数,比速)。
反映叶片泵共性的综合性的特征数,作为水泵规格化的基础,这个特征数就是现今通用的相似准数,称为叶片泵的比转数(又叫比速)。
2-14.水泵调速的方法和调速的范围。
¡调速方法:
1)直流调速电机:
造价高。
2)液力耦合器:
它装置在电机与水泵之间,驱动泵轮转的过程可由介质(透平油)的多少来调节,输出转数可无级调速。
3)变频调速:
现在常用成套的变频调速设备。
原理:
改变鼠笼式电机的电源频率(常规50)来改变电机的转速。
¡调速的范围:
(1)调速后的转速不能与其临界转速重合、接近或成倍数。
否则,将可能产生共振现象而使水泵机组遭到损坏。
(2)通常,单级离心泵的设计转速都是低于其轴的临界转速,一般设计转速约为其临界转速的75%~80%。
对于多级泵而言,临界转速要考虑第一临界转速与第二临界转速。
水泵厂的设计转速(n)值一般是大于第一临界转速的1.3倍,小于第二临界转速的70%(即:
1.31<n<0.72)。
因此,大幅度地调速必须慎重,最好能征得水泵厂的同意。
2-15.水泵叶轮的切削律,及切削叶轮调整工况点的意义。
叶轮切削的目的:
节能;解决水泵类型、规格的有限性与供水对象要求的多样性矛盾的一种方法,扩大水泵的适应工况范围。
2-17.什么叫水泵的并联?
并联的优点,并联工况点的求法。
并联:
多台泵联合运行,通过联络管共同向管网或高位水池输水的设置形式。
特点:
1、灵活性:
可以加、减供水量,输水干管中的流量等于各台并联水泵出水量之总和。
可以通过开停水泵的台数来调节泵站的流量和扬程。
(流量变化大;和扬程变化小。
)
2、可靠性:
当并联工作的水泵中有损坏时或例行检修时,其水泵房仍可继续供水。
因此,提高了泵站运行的可靠性。
3、节能:
选择开泵数量,适应各种不同时段管网中所需水量、水压的变化。
⏹求法:
(1)绘制单泵和并联工作曲线。
(2)绘制管道系统特性曲线,求工况点。
M
(3)求每台泵的工况点:
N(H01,2),η。
2-18.什么叫水泵的串联?
串联的特点,串联工作的限制条件,串联工况点的求法。
水泵的串联:
将第一台泵的压水管,作为第二台泵的吸水管,水由第一台泵压入第二台泵,水以同一流量,依次流过各台泵。
特点:
一台水泵的出口接入另一台水泵的入口,(多级泵就是串联)
⏹
(1)各台水泵的流量相同(质量守恒定律)
Q12=……Q
⏹
(2)水流所获得的能量是各泵所供能量之和。
水泵串联注意事项:
(1)泵高效流量范围要接近。
否则,就不能保证在高效范围内运行。
严重时,可能不如大泵单独运行。
(2)两泵串联要考虑第二台泵的泵壳强度问题。
一般应得水泵厂的同意再串联。
(3)必须经过工况分析再串联。
图解法:
ⅰ按样本,绘出两泵的曲线()1,()2
ⅱ叠加两泵曲线得()1+2(垂直叠加)
ⅲ绘制管道∑h曲线,与()1+2交于A点()。
ⅳ过A点引垂线交()1于B点,交()2于C点。
B点C点即为两泵的工况点。
2-19.什么叫气蚀?
气蚀的危害。
气蚀:
含有大量气泡的浊液进入高压区后,气泡迅即破裂,冲向气泡中心的油液相互冲撞,造成局部高温高压,引起躁动和噪声,并使附近的金属表面出现麻坑,气穴引起的这种金属表面的损坏,就是气穴。
危害:
(1)产生振动和噪声
(2)降低泵的性能(3)破坏过流部件
产生气蚀的原因:
水泵吸水口压力过低;吸水口进气。
2-20.什么叫允许吸上真空高度?
水泵最大安装高度设计中要考虑的因素。
允许吸上真空高度:
水泵在标准状态下(水温200C;水表面为一个标准大气压。
)运转时,水泵所允许的最大吸上真空高度(2O)。
它反映了水泵的吸水性能。
因素:
不产生气蚀。
2-21.什么叫水泵的气蚀余量?
及其与允许吸上真空高度的关系。
气蚀余量—指水泵进口处,单位重量液体所具有的超过饱和蒸汽压(200C水温)的富裕能量。
离心泵的允许吸上真空高度气蚀余量都是离心泵的抗气蚀性能参数,表示离心泵抗气蚀性能
的优劣,可根据具体情况选用。
具体关系式如下:
吸水水位低于泵轴时:
水泵允许吸上真空高度:
2-22.离心泵的启动程序,停泵程序,为什么?
启动程序:
关闭所有闸阀→开泵→开压力表;真空阀→开吸水管阀→开压水管阀。
防止电机烧毁。
停泵程序:
关出水闸→停泵(实行闭闸停车)→关真空表压力表阀→擦拭泵和电机。
防止发生水锤
2-27.(107页习题)
第四章
4-1.泵站的分类,及各类泵站的工艺特点。
1.按属类及用途分类:
给水泵站分类及特点
¢按机组与地面位置分
按控制条件分
取水泵站工艺特点:
(1)吸水井水位变化
(2)常用圆钢筋砼结构
(3)输水距离远(4)直供用户的取水泵站
送水泵站的特点:
① 水量变化大
② 泵房形状:
多为矩形,吸水井也多为矩形吸水井的形式:
③送水泵房吸水水位变化小(3~420),一般设计成地面式或半地下式。
④送水泵站:
运行管理复杂、流量有变化,无水塔时变化更趋于频繁。
加压泵站的特点:
为了节能,设加压泵站,可降低全管网的压力。
循环泵站的特点:
工业循环工艺流程有多种多样。
¢①要求水量、水压一般比较稳定。
¢②要求供水可靠性高,备用泵多,泵台数多。
¢③需水量随季节变化的,应在选泵时考虑到峰、谷用水量。
¢④开停水泵频繁时,多用自灌式。
4-2.选泵的原则和要点。
原则:
满足最大排水量。
投资少,节电,运行安全可靠,维修管理方便。
选泵要点:
(1) 大小兼顾,调配灵活。
(2)型号整齐,互为备用。
(3)合理地用尽各水泵的高效段。
(4)近远期相结合,考虑远期发展。
(5)大中型泵站要作选泵的技术经济比较。
4-3.选泵的主要依据。
选泵的依据:
流量、扬程及变化规律
4-4.选泵需要考虑的其它因素。
4-5.
(1)水泵的构造形式对泵房布置及泵房形状尺寸的影响。
立式泵:
节省电机位置。
单吸泵、双吸泵,平面布置不同(吸、压管方向不同)
(2)保证水泵正常吸水条件:
泵房尽量高,充分利用水泵的吸水性能。
(3)尽量选用高效泵:
一般大泵效率比小泵高。
(4)备用泵数的确定:
根据供水对象对停水危害的分析所确定的规范限定条件。
(5)选择性能好,厂家信誉好成系列定型泵。
注意:
生产厂及用泵地点的泵运输情况。
4-5.选泵后的校核内容。
泵站的流量和扬程是否满足消防时的要求。
4-7.选择电动机应考虑的因素。
1、根据所要求的最大功率、转矩和转速选用电动机;2、根据电动机的功率大小,参考外电网的电压决定电动机的电压;3、根据工作环境和条件决定电动机的外形和构造形式;4根据投资少、效率高、运行简便等条件,确定所选电动机的类型。
4-8.交流电动机的调速方法。
⏹调速分类:
⏹节能调速:
变级调速;☆变频调速;无换向器电机调速
⏹非节能性调速:
调电压调速
(耗能性)转子串电阻
转差调速
串级调速
4-9.水泵机组有几种常见的布置形式。
纵向排列、横向排列、横向双行排列
4-10.水泵对吸水管路的要求及原因。
要求:
不漏气、不积气、不进气。
原因:
4-12.吸水管路和压水管路的管径确定有何不同及原因。
依据:
经济流速目的:
确定经济管径
吸水管:
经济流速小,使流速水头小,允许扬程一定,提高泵房的地面高度,使空间变小,成本低。
负压、气蚀。
压水管:
管径小,水头损失变大,扬程高,使逆止阀小、闸阀小、三通尺寸小、异径管小,然后平面尺寸小,减小各种构件尺寸,使泵房空间小。
水头损失、其大小形成阀门大小。
4-13.什么叫停泵水锤?
发生的原因及其危害和消除方法;什么叫断流水锤?
其危害和消除方法。
停泵水锤是指泵机组因突然失电或其他原因,造成开阀停车时,在泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。
突然停泵的原因:
①电力系统或电器设备的故障或误操作。
②雷电引起突然断电。
③水泵机组故障:
抱轴使电机过载,断联轴器等,供电系统的保险跳闸。
④自动化泵站中的自控设备故障。
危害:
爆管、跑水、停水、淹泵房、损坏设备等。
防止水锤的措施:
1.防止断流水锤
2.防止升压过高的措施:
(1)设水锤消除器
(2)设空气缸
(3)采用缓闭止回阀(4)取消止回阀
断流(弥合)水锤:
当分离开的水锤重新弥合时或“空腔段”重新被水充满时,由于两股水柱间的剧烈碰撞会产生压力很高的弥合水锤。
危害:
造成更是危害性的水锤,水锤压力更大。
第五章
5-1.排水泵站的分类。
①按其排水的性质分类:
②按其在排水系统中的作用分类:
③按水泵启动前能否自流充水:
④按泵房的平面形状:
⑤按集水池与机器间的组合情况:
⑥按照控制的方式:
5-2.污水泵站的流量及杨程的确定。
泵站设计流量是按最高日最高时平均污水流量决定。
5-3.污水泵站的集水池容积的确定及工艺设计要求。
容积确定:
①昼夜运行的大污水泵房:
最大泵5分钟的流量。
②小型污水泵房:
(特点:
夜间停止工作)满足夜间流入量。
③工厂污水泵站:
据工厂污水量情况定,并用淋浴排水量来复核。
④自动控制污水泵房:
按分级情况(可不分级或分两级),及水泵允许启动频度n(一般每小时最多允许6次,是电网的要求)。
5-5.什么叫雨水泵站的“干室式”和“湿室式”?
1.“干室式”泵站:
共分三层。
上层是电动机间,安装立式电动机和其它电气设备;中层为机器间,安装水泵的轴和压水管;下层是集水池。
机器间与集水地用不透水的隔墙分开,集水池的雨水,除了进入水泵以外,不允许进入机器间。
优点:
电动机运行条件好,检修方便,卫生条件也好。
缺点:
结构复杂,造价较高。
2.“湿室式”泵站:
电动机层下面是集水池,水泵浸于集水池内。
优点:
结构虽比“干室式”泵站简单,造价较少。
缺点:
泵的检修不便,泵站内比较潮湿,且有臭味,不利于电气设备的维护和管理工人的健康。
5-6.雨水泵站的选泵要点。
水泵的选型:
满足最大设计流量,并考虑到雨水径流量的变化,否则泵站工作会有困难。
雨水泵的台数:
一般不宜少于2~3台,以便适应来水流量的变化。
大型雨水泵站:
按流入泵站的雨水道设计流量来选择水泵;
小型雨水泵站(流量在2.3m3以下):
水泵的总抽水能力可略大于雨水道设计流量。
水泵的型号不宜太多,选用同一型号。
如必须大小泵搭配,其型号也不宜超过两种。
如采用一大二小三台水泵时,小泵出水量不小于大泵的1/3。
注意:
雨水泵在旱季检修,通常不设备用泵。
5-7.雨水泵站吸水室如何防止水涡?
(1)、凹洼涡
(2)、局部涡、同心涡(3)、水中涡
防止形成涡流,在必要时应设置适当的涡流防止壁与隔壁。
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- 泵站 复习 思考题