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/h; l/s.

2、扬程H ：水泵对单位重量液体所作的功。单位：应为：kg?m/kg；常用：mH2O；

kg/cm2 ；法定：Pa；kPa；Mpa

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： H=E2－E1

3．轴功率N :原动机输送给泵的功率。

单位：(千瓦) kW 或 (马力)HP

? 4．效率η：水泵有效功率与轴功率之比。

? 有效功率 Nu ：单位时间内水泵对水所做的功。

? Nu=ρg QH (W)

? ρ——液体的密度。kg/m3

? g ——重力加速度。（m/s2）

? Q ——水泵流量。(m3/s)

? H ——水泵扬程。 (mH2O)

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 ; r/min 或rpm ）

? 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（Q;H;η）也改变。

? 6.允许吸上真空高度（HS ）及气蚀余量（HSV ）：

HS —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（mH2O ）。它反映了水泵的吸水性能。

HSV —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：mH2O 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Q-∑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（Hs ）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

)()(轴功率有效功率N N u

=η)W (g η

ρηQH N N u ==

称为泵的高效段。

2-8．（Q T -H T ）理论特性曲线与实际（Q-H ）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50Hz ）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：1.3nc1＜n ＜0.7nc2）。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。）

322???? ??'='D D N N 2

2

D D Q Q '='∴222???? ??'='∴D D H H 322???

? ??'='D D N N

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(H0,Q1,2),P,η,N 。

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）

Q1=Q2=……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Q-H 曲线 (Q-H)1，(Q-H) 2

ⅱ叠加两泵Q-H 曲线得 (Q-H)1+2 （垂直叠加）

ⅲ绘制管道Q-∑h 曲线,与(Q-H)1+2交于A 点(QAHA)。

ⅳ过A 点引垂线交(Q-H)1于B 点，交(Q-H)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（mH2O ）。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hSv —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： v v h h h h g v g v h h h h H s ss va a s ss va a sv )(222

1

212121+++--=+-

---=∑∑

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

g v h H H s ss s 221++=∑

g

v h h H H g v H h h H va a s sv s va a sv 222121

+-=++--=∴或：???????

?????????????????????????泥渣泵站厂内提升泵站中途泵站污水泵站雨水泵站排水泵站循环泵站加压泵站二泵站送水泵站一泵站取水泵站给水泵站泵站分类)()(??

???:::地下式半地下式地面式?????????的中央控制室操作一切操作均由远离泵站遥控自动控制全自动控制各种程序全其他程序自动

按钮闭泵指令人给开半自动控制手动控制:),(:、

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（3~4mH20），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： ????????????雨水泵站：排除雨水流合流泵站：雨、污水合污泥泵站：抽开污泥

生产污水泵站生活污水泵站污水泵站???）：污水厂中。终点泵站（又叫总泵站）：根据极限埋深定。中途泵站（或区域泵站???非自灌泵站自灌泵站???矩形

圆形

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/s 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。

???分建式合建式?????遥控自动控制

人工控制