2015年湖南土建初中級(jí)講稿

2015年湖南土建初中級(jí)講稿第一頁，共221頁。主講人：

第二頁，共221頁。

專業(yè)知識(shí)：150分（單選及多選:1.5小時(shí)）

法律法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：80分（單選及多選：1.5小時(shí)）

專業(yè)及實(shí)務(wù)：150分（主觀或案例分析：2.5小時(shí)）

及格：初級(jí)160分；中級(jí)195分正確率：53%第三頁，共221頁。建筑識(shí)圖與制圖

給水工程

排水工程建筑給排水工程施工管理工程造價(jià)第四頁，共221頁。繪圖工具及用法：圖板、丁字尺、三角板,比例尺；鉛筆等。圖板：平整、光潔，平直。丁字尺：繪制水平線；自左至右畫水平線。

三角板：繪制各種方向的直線。與丁字尺配合使用，可畫垂直線以及與水平線成30°、45°、60°夾角的傾斜線。用兩塊三角板可以畫與水平線成15°、75°夾角的傾斜線，還可以畫任意已知直線的平行線和垂直線。第五頁，共221頁。GB/50001-2001幅面:A1:594*841;A2:420*594.a取25mm;c取10mm或5mm第六頁，共221頁。

分類：（1）原值比例；（2）放大比例；（3）縮小比例。注意：1）比例宜在名右；2）比例字宜比名小。第七頁，共221頁。

漢字：長(zhǎng)仿宋，字寬=0.7x字高數(shù)字、字母：字高≥2.5mm。第八頁，共221頁。

組成：尺寸界線；尺寸線；尺寸數(shù)字；尺寸起止符號(hào)。

注意：

1.

同圖尺寸數(shù)字大小應(yīng)一樣；2.

尺寸界線不能做尺寸線用；

3.

輪廓線，中心線可做尺寸界線。第九頁，共221頁。第十頁，共221頁。1.2.2投影的形成

燈光或日光稱為投影中心，光線稱為投射線，地面或墻面稱為投影面，這種得到形體的投影方法，稱為投影法。

中心投影：建筑透視斜投影：工程制圖正投影：工程制圖第十一頁，共221頁。顯實(shí)性；積聚性：線→點(diǎn)；面→線。類似性：若線段和平面圖形傾斜于投影面，其投影短于實(shí)長(zhǎng)或小于實(shí)形，但與空間圖形類似第十二頁，共221頁。

斜投影：正投影：1）真實(shí)性；2）集聚性；3）類似性第十三頁，共221頁。

投影選擇：1）數(shù)量盡量少；2)選擇正面投影正面投影：正立面圖（主視圖）。

尺寸的類型及步驟：定形尺寸→定位尺寸→總體尺寸。

第十四頁，共221頁。畫法及步驟：位置及標(biāo)注（剖切線）→輪廓線：剖切是假想；剖切后方可見要畫→填繪材料圖例→標(biāo)注名稱。

剖面圖的形式：

1）全剖：不對(duì)稱；對(duì)稱但外形簡(jiǎn)單；其它圖形可見；如建筑平面圖。

2）局剖：外形復(fù)雜但內(nèi)部結(jié)構(gòu)勻稱

3）階梯：特點(diǎn)：轉(zhuǎn)折成兩個(gè)平面。

4）半剖：可不作標(biāo)注。（注意：跟局剖區(qū)別）第十五頁，共221頁。5）旋轉(zhuǎn)剖面：適用于具有回轉(zhuǎn)軸；先剖切后旋轉(zhuǎn)。第十六頁，共221頁。正軸測(cè)投影投射線與投影面垂直；形體的長(zhǎng)、寬、高三個(gè)坐標(biāo)軸與投影面傾斜所形成的軸測(cè)投影。斜軸測(cè)投影投射線與投影面傾斜；形體的長(zhǎng)、寬、高三個(gè)坐標(biāo)軸有兩個(gè)與投影面平行所形成的投影第十七頁，共221頁。

軸測(cè)圖的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：立體感強(qiáng)，直觀性好；缺點(diǎn)：度量性差；反應(yīng)物體真實(shí)性差正投影圖的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便；度量性好；能反應(yīng)物體的真實(shí)性；缺點(diǎn)：立體感差第十八頁，共221頁。施工圖的常用符號(hào)：定位軸線：細(xì)點(diǎn)劃線；軸號(hào)直徑：8mm.索引：10mm.詳圖：14mm。注意：I,O,Z不能用.讀圖步驟：總說明→建施→結(jié)施→設(shè)施等。施工圖的內(nèi)容：略。建筑施工圖：正投影法。第十九頁，共221頁。

第二十頁，共221頁。1.

金屬管以公稱直徑DN表示（如DN15、DN50）；2.

鋼筋混凝土（或混凝土）管、陶土管、耐酸陶瓷管、缸瓦管等管材，管徑宜以內(nèi)徑d表示（如d230、d380等）；3.塑料管材，管徑宜按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的方法表示。4.當(dāng)設(shè)計(jì)均用公稱直徑DN表示管徑時(shí)，應(yīng)用公稱直徑DN與相應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格對(duì)照表。第二十一頁，共221頁。主要組成：（一）設(shè)計(jì)說明及主要設(shè)備材料表（二）給排水平面圖（三）系統(tǒng)軸測(cè)圖（四）施工詳圖第二十二頁，共221頁。

1、內(nèi)容

（1）用水設(shè)備的類型及平面位置；

（2）干管、立管、支管的平面位置，立管編號(hào)和

管道的

敷設(shè)；

（3）管道附件，如閥門、消火栓、清掃口的位置；

（4）給水引入管和污水排出管的平面位置、編號(hào)以及與室

外給排水管網(wǎng)的聯(lián)系；2、特點(diǎn)

（1）比例

一般采用與建筑平面圖相同的比例，常用1︰100

（2）數(shù)量

多層建筑給水排水平面圖，原則上應(yīng)分層繪制第二十三頁，共221頁。注意：管道的管徑、標(biāo)高、坡度均標(biāo)注在系統(tǒng)軸測(cè)圖中，在平面圖中不必標(biāo)注。第二十四頁，共221頁。1、內(nèi)容管道系統(tǒng)在各樓層間前后、左右的空間位置及相互關(guān)系；標(biāo)注有各管段的管徑、坡度、標(biāo)高和立管編號(hào)；給水閥門、水龍頭存水彎、地漏、清掃口、檢查口等管道附件的位置。2、特點(diǎn)

（1）軸向選擇:一般采用正面斜等測(cè)投影法繪制；

（2）管道系統(tǒng):管道系統(tǒng)的編號(hào)應(yīng)與平面圖中的編號(hào)一致。第二十五頁，共221頁。

注意：各管段均需注明管徑，在直徑數(shù)字前加注代號(hào)“DN”或“De”。排水橫管還虛注明坡度，箭頭指向下坡方向。當(dāng)排水橫管采用標(biāo)準(zhǔn)坡度時(shí)，圖中可省略標(biāo)注，只在施工說明中加以說明。系統(tǒng)圖中的標(biāo)高均為相對(duì)標(biāo)高。標(biāo)注管中心標(biāo)高，以及地面、樓面、屋面、閥門和水箱各部位的標(biāo)高。

一般不注排水橫管標(biāo)高，只標(biāo)出排出管起點(diǎn)內(nèi)底的標(biāo)高，以及樓面、地面、屋面、透氣球的標(biāo)高第二十六頁，共221頁。

比例：1：10；1：20；1：30等。第二十七頁，共221頁?？凑f明和設(shè)備材料表。以系統(tǒng)圖為線索深入閱讀平面圖、系統(tǒng)圖及詳圖。三種圖相互對(duì)照來看。先看系統(tǒng)圖，對(duì)各系統(tǒng)做到大致了解。看給水系統(tǒng)圖時(shí)，可由建筑的給水引入管開始，沿水流方向經(jīng)干管、立管、支管到用水設(shè)備。看排水系統(tǒng)圖時(shí)，可由排水設(shè)備開始，沿排水方向經(jīng)支管、橫管、立管、干管到排出管。第二十八頁，共221頁。常用的比例是1∶100和1∶50兩種。作用：建筑物內(nèi)給排水管道及衛(wèi)生器具和用水設(shè)備的平面布置。圖上的線條都是示意性的，同時(shí)管材配件如活接頭、補(bǔ)心、管箍等也不畫出來。第二十九頁，共221頁。作用：給排水管道系統(tǒng)圖主要表明管道系統(tǒng)的立體走向。1.衛(wèi)生器具不畫出來，只須畫出水龍頭、淋浴器蓮蓬頭、沖洗水箱等符號(hào)；2.用水設(shè)備如鍋爐、熱交換器、水箱等則畫出示意性的立體圖，并在旁邊注以文字說明。

3.在排水系統(tǒng)圖上也只畫出相應(yīng)的衛(wèi)生器具的存水彎或器具排水管。第三十頁，共221頁。作用：這些圖都是根據(jù)實(shí)物用正投影法畫出來的，圖上都有詳細(xì)尺寸，可供安裝時(shí)直接使用。類型：節(jié)點(diǎn)圖、大樣圖、標(biāo)準(zhǔn)圖。包括管道節(jié)點(diǎn)、水表、消火栓、水加熱器、開水爐、衛(wèi)生器具、套管、排水設(shè)備、管道支架等的安裝圖及衛(wèi)生間大樣圖等。

第三十一頁，共221頁。(1)管道縱斷面圖的識(shí)讀步驟管道縱斷面圖的識(shí)讀步驟分為三步：①首先看是哪種管道的縱斷面圖，然后看該管道縱斷面圖形中有哪些節(jié)點(diǎn)。②在相應(yīng)的室外給水排水平面圖中查找該管道及其相應(yīng)的各節(jié)點(diǎn)。③在該管道縱斷面圖的數(shù)據(jù)表格內(nèi)查找其管道縱斷面圖形中各節(jié)點(diǎn)的有關(guān)數(shù)據(jù)。第三十二頁，共221頁。室外給水排水節(jié)點(diǎn)圖在室外給水排水平面圖中，對(duì)檢查井、消火栓井和閥門井以及其內(nèi)的附件、管件等均不作詳細(xì)表示。為此，應(yīng)繪制相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)圖，以反映本節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)情況。室外給水排水節(jié)點(diǎn)圖分為給水管道節(jié)點(diǎn)圖、污水排水管道節(jié)點(diǎn)圖和雨水管道節(jié)點(diǎn)圖三種圖樣。通常需要繪制給水管道節(jié)點(diǎn)圖，而當(dāng)污水排水管道、雨水管道的節(jié)點(diǎn)比較簡(jiǎn)單時(shí)，可不繪制其節(jié)點(diǎn)圖。第三十三頁，共221頁。

室外給水管道節(jié)點(diǎn)圖識(shí)讀時(shí)可以將室外給水管道節(jié)點(diǎn)圖與室外給水排水平面圖中相應(yīng)的給水管道圖對(duì)照著看，或由第一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始，順次看至最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)止。第三十四頁，共221頁。

第三十五頁，共221頁。1）.作用于液體上的力

按作用的特點(diǎn)分表面力質(zhì)量力表面力是作用于液體的表面上，并與受作用的表面面積成正比的力

表面力大小的度量總作用力表面應(yīng)力按表面力的作用方向分壓力或壓強(qiáng)切力或切應(yīng)力質(zhì)量力是指通過液體質(zhì)量而起作用，其大小與質(zhì)量成正比的力，如重力、慣性力；質(zhì)量力大小的度量總質(zhì)量力單位質(zhì)量力基礎(chǔ)知識(shí):水力學(xué):1.基本概念第三十六頁，共221頁。2）.密度：是指單位體積液體所含的質(zhì)量，用ρ表示；1.基本概念

對(duì)于均質(zhì)液體，

液體的密度隨溫度和壓強(qiáng)而變化。水力計(jì)算中常把水的密度視為常數(shù)，采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度為4℃時(shí)蒸餾水的密度來計(jì)算，即取ρ水=1000kg/m3

前進(jìn)返回第三十七頁，共221頁。3）、液體的重度（容重）γ均質(zhì)液體的重度γ是：?jiǎn)挝惑w積的液體的重量。國(guó)際單位：牛頓/米3

（N/m3)千牛頓/米3

（KN/m3)工程單位：公斤力/米3

（kgf/m3)1.基本概念第三十八頁，共221頁。4）粘滯性與內(nèi)摩擦力

當(dāng)液體處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，若液體質(zhì)點(diǎn)之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)間要產(chǎn)生內(nèi)摩擦力抵抗其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種性質(zhì)稱為液體的粘滯性。

又稱為粘滯力實(shí)驗(yàn)表明，內(nèi)摩擦應(yīng)力（粘滯應(yīng)力）

牛頓內(nèi)擦定律

流速梯度動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度第三十九頁，共221頁。

粘度

——反映液體的性質(zhì)對(duì)摩擦力的影響。粘性大的液體η值大，粘性小的液體η值小。單位：Ns/m2或PaS，稱為動(dòng)力粘度

粘度值的主要影響因素有：液體的種類、液體的溫度（對(duì)于液體，隨溫度升高，粘度值減小；而對(duì)于氣體，隨溫度的升高，粘度值增大）

工程中常用，單位：m2/s，稱為運(yùn)動(dòng)度

對(duì)于水，式中水溫t以°C計(jì)，ν以cm2/s計(jì)第四十頁，共221頁。

流速梯度：是指兩相鄰水層的水流速度差和它們之間的距離之比。即：uduu+dudyyu0內(nèi)摩擦力的大小：⑴、與相鄰運(yùn)動(dòng)液體層的接觸面積成正比⑵、與速度梯度成正比⑶、視液體的性質(zhì)而定

⑷、與壓力的大小無關(guān)第四十一頁，共221頁。1、壓縮性：液體在一定的壓力下，體積縮小的性質(zhì)5）液體的壓縮性、壓縮系數(shù)2、壓縮系數(shù)：衡量壓縮性的大小，用β表示（m2/N）即：每增加單位壓力，體積壓縮的相對(duì)值。對(duì)不可壓縮液體：忽略其壓縮性。彈性系數(shù)K：體積壓縮系數(shù)的倒數(shù)。第四十二頁，共221頁。6）表面張力

表面張力是自由表面上液體分子由于受兩側(cè)分子引力不平衡，使自由面上液體受有極其微小的拉力，它是一種局部受力現(xiàn)象。

表面張力的大小可用表面張力系數(shù)σ來表示，σ是指自由面上單位長(zhǎng)度上所受拉力的數(shù)值，單位：N/m，其隨液體種類和溫度變化而變化。對(duì)于20℃的水，σ=0.074N/m，對(duì)于水銀σ=0.54N/m。前進(jìn)返回第四十三頁，共221頁。7）.連續(xù)介質(zhì)的假說

假設(shè)液體是一種連續(xù)充滿其所占據(jù)空間的毫無空隙的連續(xù)體。水力學(xué)所研究的液體運(yùn)動(dòng)是連續(xù)介質(zhì)的連續(xù)流動(dòng)。意義：使描述液體運(yùn)動(dòng)的一切物理量在空間和時(shí)間上連續(xù)，故可利用連續(xù)函數(shù)的分析方法來研究液體運(yùn)動(dòng)。第四十四頁，共221頁。一、壓強(qiáng)的定義：?jiǎn)挝幻娣e上所受的壓力公式二、靜水壓強(qiáng)的特性靜水壓強(qiáng)垂直于作用面，并指向作用面。APpADD=?D0lim平均壓強(qiáng)點(diǎn)壓強(qiáng)單位：N/m2（Pa）2.水靜力學(xué)-壓強(qiáng)任一點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)

p是各向等值的，與作用面的方位無關(guān)。第四十五頁，共221頁。三.壓強(qiáng)的分布規(guī)律YZP0X0或第四十六頁，共221頁。

在靜止液體中，任何一點(diǎn)的（）總是一個(gè)常數(shù)，對(duì)液體內(nèi)任意兩點(diǎn)，上式可寫成：在液體自由表面上，代入得：因此：公式可寫成：第四十七頁，共221頁。靜水全壓強(qiáng)上式即為水靜力學(xué)基本方程式的另一種形式它說明：1、在靜止的液體中，壓強(qiáng)隨深度線性規(guī)律變化

2、靜止液體中任一點(diǎn)的壓強(qiáng)等于表面壓強(qiáng)與從該點(diǎn)到液體自由表面的單位面積上的液柱重量之和。應(yīng)用上式，便可以求出靜止液體中任一點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)第四十八頁，共221頁。四.壓強(qiáng)的表示方法：

⑴絕對(duì)壓強(qiáng)：數(shù)值是以“完全真空”為零（基準(zhǔn)）算起的。用Pabs表示。⑵相對(duì)壓強(qiáng)：在實(shí)際工作中，一般建筑物表面均作用著大氣壓強(qiáng)，這種以當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為零算起的壓強(qiáng)為相對(duì)壓強(qiáng)。用P表示。也稱為靜水全壓強(qiáng)也叫計(jì)算壓強(qiáng)或稱表壓，用公式表示：如果自由表面壓強(qiáng)與當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)相等則也稱靜水超壓強(qiáng)或重量壓強(qiáng)第四十九頁，共221頁。五.壓強(qiáng)的單位⑴、應(yīng)力表示。如：牛頓/米2（N/m2)；千牛頓/米2(KN/m2)等。⑵、工程大氣壓表示。如：一個(gè)工程大氣壓=98KN/m2=9.8

N/cm2=9.8×104Pa⑶、用液柱高度表示可寫成對(duì)于任一點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)可以用上式化為對(duì)任何一種容重為的液柱高度。如：水柱、汞柱等第五十頁，共221頁。六.測(cè)壓管高度，測(cè)壓管水頭及真空度P0一個(gè)密閉容器，P0>PahAPaZA則：在水力學(xué)中，hA高度即為測(cè)壓管高度。這種測(cè)量壓強(qiáng)的管子叫測(cè)壓管。在容器內(nèi)有在右管中有因此所以：測(cè)壓管高度hA表示A點(diǎn)的的相對(duì)壓強(qiáng)（計(jì)算壓強(qiáng)）Ah第五十一頁，共221頁。若

P0<Pa則：位于測(cè)壓管中的水位高度將低于容器內(nèi)液面高度。即

hA<h那么，真空高度為：P0AhAPaZAhhB第五十二頁，共221頁。

在水力學(xué)上，把任一點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)高度（即測(cè)壓管高度）與該點(diǎn)基準(zhǔn)面以上的位置之和稱為測(cè)壓管水頭。上圖中A點(diǎn)的測(cè)壓管水頭為：水力學(xué)基本方程式可寫成：可見，在靜止液體中，各點(diǎn)的測(cè)壓管水頭不變。第五十三頁，共221頁?？倝毫Γǜ×Γ㏄Z=

重力:物體在液體中的受力有三種情況：

分別稱為浮體，潛體，沉體。第五十四頁，共221頁。

必須是潛體重力G與浮力的作用線必須在一條直線上。第五十五頁，共221頁。3.1水頭線0012位置水頭壓強(qiáng)水頭流速水頭測(cè)壓管水頭總水頭單位位能單位壓能單位動(dòng)能單位勢(shì)能單位總機(jī)械能表明：在不可壓縮理想液體恒定流情況下，微小流束內(nèi)不同過水?dāng)嗝嫔?，單位重量液體所具有的機(jī)械能保持相等（守恒）。返回第五十六頁，共221頁。水頭線用幾何線段表示總水頭線的坡度稱為水力坡度，表示沿程每單位距離上的水頭損失，通常用J表示。z1z2z3z4z5z6測(cè)管水頭線p1/p2/p3/p4/p5/p6/總水頭線1v2/2g2v2/2g3v2/2g4v2/2g5v2/2g6v2/2ghw1-2hw1-3hw1-4hw1-5hw1-6第五十七頁，共221頁。若總水頭線是傾斜直線，則：若總水頭線是曲線，水力坡度是變值，則：zipi/測(cè)管水頭線iv2/2g總水頭線hw1-i

若流速不變，測(cè)管水頭線與總水頭線平行；流速沿程增大，總水頭線與測(cè)管水頭線之間的垂直距離沿程增大；流速變小，則垂直距離縮短。水頭線特點(diǎn)第五十八頁，共221頁。200112

實(shí)際液體恒定總流的能量方程式表明：水流總是從水頭大處流向水頭小處；或水流總是從單位機(jī)械能大處流向單位機(jī)械能小處。

總水頭線測(cè)壓管水頭線

實(shí)際液體總流的總水頭線必定是一條逐漸下降的線，而測(cè)壓管水頭線則可能是下降的線也可能是上升的線甚至可能是一條水平線。水力坡度J——單位長(zhǎng)度流程上的水頭損失，測(cè)管坡度前進(jìn)方程式的物理意義：第五十九頁，共221頁。應(yīng)用能量方程式的條件：（1）水流必需是恒定流；（2）作用于液體上的質(zhì)量力只有重力；（3）在所選取的兩個(gè)過水?dāng)嗝嫔?，水流?yīng)符合漸變流的條件，但所取的兩個(gè)斷面之間，水流可以不是漸變流；（4）在所取的兩個(gè)過水?dāng)嗝嬷g，流量保持不變，其間沒有流量加入或分出。若有分支，則應(yīng)對(duì)第一支水流建立能量方程式，例如圖示有支流的情況下,能量方程為：（5）流程中途沒有能量H輸入或輸出。若有，則能量方程式應(yīng)為：Q1Q2Q3112233返回第六十頁，共221頁。應(yīng)用能量方程式的注意點(diǎn)：（1）選取高程基準(zhǔn)面；（2）選取兩過水?dāng)嗝妫?/p>

所選斷面上水流應(yīng)符合漸變流的條件，但兩個(gè)斷面之間，水流可以不是漸變流。（3）選取計(jì)算代表點(diǎn)；（4）選取壓強(qiáng)基準(zhǔn)面；（5）動(dòng)能修正系數(shù)一般取值為1.0。前進(jìn)能量方程式的應(yīng)用返回第六十一頁，共221頁。水流阻力：是流體與邊界相互作用而產(chǎn)生的平行于流動(dòng)方向的作用力。水頭損失：?jiǎn)挝恢亓恳后w的機(jī)械能損失。第六十二頁，共221頁。水流阻力和水頭損失的種類阻力

水頭損失局部阻力：液體因固體邊界急劇改變而引起速度分布的變化，從而產(chǎn)生的阻力。一個(gè)流段兩截面間的總水頭損失：

疊加原理第六十三頁，共221頁。粘滯性相對(duì)運(yùn)動(dòng)物理性質(zhì)——固體邊界——產(chǎn)生水流阻力損耗機(jī)械能hw水頭損失的物理概念及其分類水頭損失的分類沿程水頭損失hf局部水頭損失hj某一流段的總水頭損失：各分段的沿程水頭損失的總和各種局部水頭損失的總和返回第六十四頁，共221頁。液體以下管道時(shí)的沿程損失包括四段：hf1hf2hf3hf4第六十五頁，共221頁。

液體經(jīng)過時(shí)的局部損失包括五段：進(jìn)口、突然放大、突然縮小、彎管和閘門。進(jìn)口突然放大突然縮小彎管閘門第六十六頁，共221頁。雷諾試驗(yàn)顏色水hfl打開下游閥門，保持水箱水位穩(wěn)定第六十七頁，共221頁。顏色水hfl再打開顏色水開關(guān)，則紅色水流入管道層流：紅色水液層有條不紊地運(yùn)動(dòng)，紅色水和管道中液體水相互不混摻（實(shí)驗(yàn)）第六十八頁，共221頁。顏色水hfl下游閥門再打開一點(diǎn)，管道中流速增大紅色水開始顫動(dòng)并彎曲，出現(xiàn)波形輪廓第六十九頁，共221頁。

紅顏色水射出后，完全破裂，形成漩渦，擴(kuò)散至全管，使管中水流變成紅色水。這一現(xiàn)象表明：液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中會(huì)形成渦體，各渦體相互混摻。顏色水hfl下游閥門再打開一點(diǎn)，管中流速繼續(xù)增大第七十頁，共221頁。顏色水hfl層流：各流層的液體質(zhì)點(diǎn)有條不紊運(yùn)動(dòng)，相互之間互不混雜。第七十一頁，共221頁。顏色水hfl紊流：各流層的液體質(zhì)點(diǎn)形成渦體，在流動(dòng)過程中，互相混雜。第七十二頁，共221頁。4.2層流與紊流的判定

在圓管中（有壓），

若

為層流為紊流第七十三頁，共221頁。對(duì)于明渠無壓流動(dòng)：為層流為紊流水力半徑定義：慣性力↑，動(dòng)能↑，粘性力↓，則呈紊流；慣性力↓，動(dòng)能↓，粘性力↑，則呈層流；所以雷諾數(shù)可以用來判別流動(dòng)型態(tài)。

第七十四頁，共221頁。層流區(qū)：沿程阻力系數(shù)λ與Re的關(guān)系為直線Ⅰ，而與光滑度Δ無關(guān)，其方程為:λ

＝64/Re

第七十五頁，共221頁。r0

/Δ越來越光滑

層流到紊流的過渡區(qū):2000<Re<4000(3.3<lgRe<3.6)，λ與Re有關(guān)。因?yàn)樗姆秶^窄，實(shí)用意義不大。第七十六頁，共221頁。r0

/Δ越來越光滑紊流區(qū)：當(dāng)Re>4000(lgRe>3.60)，沿程阻力系數(shù)決定于粘性底層厚度δ0和絕對(duì)粗糙度Δ之間的關(guān)系，可分為三個(gè)區(qū)域：第七十七頁，共221頁。r0

/Δ越來越光滑

水力光滑管：當(dāng)Re較小時(shí)，粘性底層厚度就可淹沒粗糙度。圖中就是直線Ⅱ，所有的試驗(yàn)點(diǎn)都落在直線上。

第七十八頁，共221頁。r0

/Δ越來越光滑過渡區(qū)：在直線Ⅱ和直線Ⅲ之間的區(qū)域?yàn)楣饣艿酱植诠苓^渡區(qū)，壁面越光滑，阻力系數(shù)越小。

第七十九頁，共221頁。r0

/Δ越來越光滑

粗糙區(qū)：在直線Ⅲ以右區(qū)域：各條不同相對(duì)光滑度的試驗(yàn)曲線近似為直線，表明沿程阻力系數(shù)和Re關(guān)系不大，只與r0/Δ有關(guān)。第八十頁，共221頁。r0

/Δ越來越光滑由達(dá)西公式可知，水頭損失和斷面平均流速的二次方成正比，故該區(qū)又稱阻力平方區(qū)第八十一頁，共221頁。

1.曼寧公式：2.達(dá)西公式:n：粗糙系數(shù)謝才公式只適用于粗糙區(qū)（阻力平方區(qū)）。第八十二頁，共221頁。

計(jì)算公式:能量方程:1.沿程水頭：達(dá)西公式；2.局部水頭：孔口出流：容器壁上開孔，水經(jīng)孔口流出的水力現(xiàn)象。管嘴出流：在孔口上連接長(zhǎng)為3-4倍孔徑的短管。水經(jīng)短管并在出口斷面滿管流出的水力現(xiàn)象。有壓管流：水沿管道滿管流動(dòng)的水力現(xiàn)象第八十三頁，共221頁。5.1孔口的恒定出流11Hdccoo薄壁孔口：在容器壁上開一小孔，壁的厚度對(duì)水流沒有影響?？妆谂c水流只在一條曲線上接觸。水頭H不同，各點(diǎn)的出流情況也不同。根據(jù)比值的大小把孔口分為大孔和小孔兩類。

小孔：小孔上各點(diǎn)水頭取同一數(shù)值大孔：若水頭H不變，則稱為恒定出流。第八十四頁，共221頁。第八十五頁，共221頁。eAA=c令稱為收縮系數(shù)

完善：ε=0.63-0.64

第八十六頁，共221頁。第八十七頁，共221頁。分類：第八十八頁，共221頁。第八十九頁，共221頁。§6-2液體經(jīng)管嘴的恒定出流相當(dāng)于把作用水頭增加了75％。第九十頁，共221頁。第九十一頁，共221頁。第九十二頁，共221頁。沿管線液體壓強(qiáng)的分布總水頭線測(cè)壓管水頭線第九十三頁，共221頁。長(zhǎng)管：

指管道的水力計(jì)算中，如果局部水頭損失和流速水頭之和與沿程水頭損失比較起來很小，所以在計(jì)算時(shí)常常將其按沿程水頭損失的某一百分?jǐn)?shù)估算或完全忽略不計(jì)。第九十四頁，共221頁。長(zhǎng)管水力計(jì)算的主要問題是確定沿程水頭損失。在給水工程中，給水管道的水流一般屬于紊流阻力平方區(qū)和紊流過渡區(qū)。實(shí)際工程中常用的各種計(jì)算方法：第九十五頁，共221頁。流量模數(shù)(k)：第九十六頁，共221頁。Q1Q2Q3q1q2①第九十七頁，共221頁。BC123qDA第九十八頁，共221頁。聯(lián)立上式即可求解第九十九頁，共221頁。四、沿程均勻泄流管路HLxdxMA途泄流量：除通過流量外，還有沿著管長(zhǎng)從側(cè)面不斷連續(xù)向外泄出的流量。在dx的微小管段上，可認(rèn)為通過的流量Qx不變。在通過流量Qz=0時(shí)，說明管路在只有沿途均勻泄流時(shí)，其水頭損失僅為轉(zhuǎn)輸流量通過時(shí)水頭損失的三分之一。第一百頁，共221頁。分類：1、枝狀管網(wǎng)：

就是一些獨(dú)立的沒有環(huán)形封閉部分的支管，共同連接在一根干管上所組成的管網(wǎng)。2、環(huán)狀管網(wǎng)：用管道連通枝狀管網(wǎng)的各個(gè)尾端，即形成環(huán)狀管網(wǎng)。第一百零一頁，共221頁。分新建和擴(kuò)建兩種情況：1、新建管網(wǎng)的設(shè)計(jì)主要在于確定水塔的高度和各管段的管徑：經(jīng)濟(jì)流速：使得供水總成本最低的流速。流量一定時(shí)，D↑、V↓，費(fèi)管材D↓、V↑、hf↑，水泵揚(yáng)程和水塔高度增加，電費(fèi)增加，管路造價(jià)降低。流速費(fèi)用經(jīng)濟(jì)流速基建電費(fèi)總費(fèi)用經(jīng)濟(jì)流速：第一百零二頁，共221頁。00第一百零三頁，共221頁。第一百零四頁，共221頁。然后選擇其中平均水力坡度最小的那根干管作為控制干線進(jìn)行設(shè)計(jì).根據(jù)A值選擇各段管徑.第一百零五頁，共221頁。確定各段的流量、管徑及相應(yīng)各段的水頭損失必須滿足：第一百零六頁，共221頁。ABCDEF1、根據(jù)各節(jié)點(diǎn)供水情況，初步假定管網(wǎng)中各管段的水流方向，對(duì)各管段的流量進(jìn)行第一次分配。使其滿足2、按經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算，選定管徑。第一百零七頁，共221頁。3、對(duì)各環(huán)計(jì)算水頭損失，使其滿足：如果需對(duì)流量分配進(jìn)行修正，直到滿足為止。具體方法如下：第一百零八頁，共221頁。將ΔQ與各段第一次分配流量相加得第二次分配流量，并以同樣的步驟逐次計(jì)算，直到滿足所需要的精度。一般要求閉合差小于0.5m即可。第一百零九頁，共221頁。例、有一環(huán)狀管網(wǎng)，用鑄鐵管，粗糙系數(shù)n=0.0125，由a、b、c、d四個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，各管段長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)流量分別在圖上示出，確定各管段的直徑及管網(wǎng)中的流量分配。abcd①②③④⑤ⅠⅡ450m500m550m500m400m第一百一十頁，共221頁。解：①設(shè)各管水流方向，順時(shí)針方向?yàn)檎?，初分流量：②按?jīng)濟(jì)流速確定管徑：③用計(jì)算各管段水頭損失。查表5~4得第一百一十一頁，共221頁。abcd①②③④⑤ⅠⅡ250mm150mm250mm200mm200mm同法計(jì)算②③④⑤各管水頭損失，規(guī)定順時(shí)針方向流動(dòng)水頭損失為正，逆時(shí)針為負(fù)。第一百一十二頁，共221頁。④對(duì)兩環(huán)各管段流量分配進(jìn)行修正計(jì)算第一百一十三頁，共221頁。

第一百一十四頁，共221頁。1.1水泵的分類

(1)葉片式水泵：離心泵、軸流泵、混流泵等。

(2)容積式水泵：活塞式往復(fù)泵、轉(zhuǎn)子泵等。

(3)其它類型水泵：螺旋泵、射流泵(又稱水射器)、水錘泵、水輪泵以及氣升泵等。第一百一十五頁，共221頁。(1)在雨天，旋轉(zhuǎn)雨傘，水滴沿傘邊切線方向飛出，旋轉(zhuǎn)的雨傘結(jié)水滴以能量，旋轉(zhuǎn)的離心力把雨滴甩走，如圖所示。

(2)在垂直平面上旋轉(zhuǎn)一個(gè)小桶，旋轉(zhuǎn)的離心力給水以能量，旋轉(zhuǎn)的離心力把水甩走.第一百一十六頁，共221頁。

離心泵是由許多零件組成的，離心泵的組成主要有：葉輪、泵軸、泵殼、泵座、軸封裝置、減漏環(huán)、軸承座、聯(lián)軸器、軸向力平衡裝置。第一百一十七頁，共221頁。1、葉輪

葉輪：?jiǎn)挝?、雙吸式l前蓋板；2后蓋板；3葉片；4葉槽；5吸水口；6輪轂；7泵軸

1吸入口；2輪蓋；3葉片4輪轂；5軸孔第一百一十八頁，共221頁。軸封裝置：泵軸與泵殼間

(1)填料密封

(2)機(jī)械密封第一百一十九頁，共221頁。水泵的6個(gè)性能參數(shù)：

1、流量(抽水量)——水泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的液體數(shù)量。用字母Q表示，常用的體積流量單位是m3／h或L／s。常用的重量流量單位是t／h。

第一百二十頁，共221頁。2、揚(yáng)程(總揚(yáng)程)——水泵對(duì)單位重量(1kg)液體所作功，也即單位重量液體通過水泵后其能量的增值。用字母H表示，其單位為kg·m／kg，也可折算成被送液體的液柱高度(m)；工程中用國(guó)際壓力單位帕斯卡(Pa)表示。第一百二十一頁，共221頁。3、軸功率——泵軸得自原動(dòng)機(jī)所傳遞來的功率稱為軸功率，以N表示。原動(dòng)機(jī)為電力拖動(dòng)時(shí)，軸功率單位以kw表示。有效功率——單位時(shí)間內(nèi)流過水泵的液體從水泵那里得到的能量叫做有效功率，以字母表示泵的有效功率為第一百二十二頁，共221頁。4、效率——水泵的有效功率與軸功率之比值，以η表示。

t：運(yùn)行時(shí)間hη1：水泵的效率

η2：電機(jī)的效率第一百二十三頁，共221頁。

5、轉(zhuǎn)速——水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)來表示，以字母n表示常用單位為r／min。

在往復(fù)泵中轉(zhuǎn)速通常以活塞往復(fù)的次數(shù)來表示(次／nlin)第一百二十四頁，共221頁。6允許吸上真空高度(Hs)及氣蝕余量(Hsv)

允許吸上真空高度(Hs)——指水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(即水溫為20℃、表面壓力為一個(gè)標(biāo)推大氣壓)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵所允許的最大的吸上真空高度(即水泵吸入口的最大真空度)。單位為mH20。水泵廠一般常用Hs來反映離心泵的吸水性能。氣蝕余量(Hsv)——指水泵進(jìn)口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸氣壓力的富裕能量。水泵廠一般常用氣蝕余量來反映軸流泵、鍋爐給水泵等的吸水性能。單位為mH20。氣蝕余量在水泵樣本中也有以Δh來表示的。第一百二十五頁，共221頁。2.4.1葉輪中液體的流動(dòng)情況(1)相對(duì)速度W；圓周速度u；(牽連速度)絕對(duì)速度C(2)C與u的夾角α；

C與W的夾角β第一百二十六頁，共221頁。（a)后彎式(β２＜90°)（b)徑向式(β２

＝

90°)（b)前彎式

(β２＞

90°)離心泵葉片形狀第一百二十七頁，共221頁。葉輪出口速度三角形

第一百二十八頁，共221頁。1.4.2基本方程式的推導(dǎo)三點(diǎn)假定：

(1)液流是恒定流；

(2)葉槽中，液流均勻一致，葉輪同半徑處液流的同名速度相等。

(3)液流為理想液體，也即無粘滯性。第一百二十九頁，共221頁。1、對(duì)輪心取矩2、葉輪對(duì)流體所作功率3、理論揚(yáng)程Cα2第一百三十頁，共221頁。1.4.3基本方程式的討論（1）為了提高水泵的揚(yáng)程和改善吸水性能，取α１＝90°，既Ｃ１u=0

則（2）

則增加轉(zhuǎn)速(n)相加大輪徑(D2)，可以提高水泵之揚(yáng)程。第一百三十一頁，共221頁。(3)離心泵的理論揚(yáng)程與液體的容重?zé)o關(guān)但當(dāng)輸送不同容重的液體時(shí)，水泵所消耗的功率將是不同的。(4)水泵的揚(yáng)程由兩部分能量組成，一部分為勢(shì)揚(yáng)程(H1)，另一部分為動(dòng)揚(yáng)程(H2)，它在流出葉輪時(shí)，以比動(dòng)能的形式出現(xiàn)。第一百三十二頁，共221頁。離心泵裝置

水泵配上管路及一切附件后的“系統(tǒng)”水泵的總揚(yáng)程基本計(jì)算方法：（1）進(jìn)出口壓力表表示（校核）（2）用揚(yáng)升液體高度和水頭損失表示（設(shè)計(jì)）1.5離心泵裝置的總揚(yáng)程第一百三十三頁，共221頁。1.5.1水泵裝置的設(shè)計(jì)揚(yáng)程（1）基本計(jì)算公式:HST：水泵的靜揚(yáng)程（mH2O）Σh：水泵裝置管路中水頭損失之總和（mH2O）第一百三十四頁，共221頁。離心泵的特性曲線

特性曲線：在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程、功率、效率等隨流量的變化關(guān)系稱為特性曲線。它反映泵的基本性能的變化規(guī)律，可做為選泵和用泵的依據(jù)。各種型號(hào)離心泵的特性曲線不同，但都有共同的變化趨勢(shì)。第一百三十五頁，共221頁。2.1理論特性曲線的定性分析QT——泵理論流量(m3／s)。也即不考慮泵體內(nèi)容積損失(如漏泄量、回流量等)的水泵流量；F2——葉輪的出口面積(m2)；C2r——葉輪出口處水流絕對(duì)速度的徑向分速(m／s)。第一百三十六頁，共221頁。1、β２＜90°(1)直線QT-HT(2)直線I(3)扣除水頭損失(Ⅱ)摩阻、沖擊(4)扣除容積損失(Q-H線)第一百三十七頁，共221頁。第一百三十八頁，共221頁。2、(β２＜90°)

水泵的揚(yáng)程將隨流量的增大而增大，軸功率也將隨之增大。使用于城市給水管網(wǎng)中，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作是不利的。第一百三十九頁，共221頁。結(jié)論：1.目前離心泵的葉輪幾乎一律采用后彎式葉片(β２＝20°-30°左右)。2.這種形式葉片的特點(diǎn)是隨揚(yáng)程增大，水泵的流量減小，因此，3.其相應(yīng)的流量Q與軸功率N關(guān)系曲線(Q-H曲線)，是一條比較平緩上升的曲線，4.對(duì)電動(dòng)機(jī)來講，可以穩(wěn)定在一個(gè)功率變化不大的范圍內(nèi)有效地工作。第一百四十頁，共221頁。(1)揚(yáng)程H是隨流量Q的增大而下降。(2)水泵的高效段：在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵存在一最高效率點(diǎn)，稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。該水泵經(jīng)濟(jì)工作點(diǎn)左右的一定范圍內(nèi)(一般不低于最高效率點(diǎn)的10％左右)都是屬于效率較高的區(qū)段，在水泵樣本中，用兩條波形線“”標(biāo)出。(3)軸功率隨流量增大而增大，流量為零時(shí)軸功率最小。(“閉閘啟動(dòng)”)2.2實(shí)測(cè)特性曲線的討論第一百四十一頁，共221頁。(4)在Q—H曲線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)，表示水泵在各不同流量Q時(shí)的軸功率值。電機(jī)配套功率的選擇應(yīng)比水泵軸率稍大。(5)水泵的實(shí)際吸水真空值必須小于Q—HS曲線上的相應(yīng)值，否則，水泵將會(huì)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。(6)水泵所輸送液體的粘度越大，泵體內(nèi)部的能量損失愈大，水泵的揚(yáng)程(H)和流量(Q)都要減小，效率要下降，而軸功率卻增大，也即水泵特性曲線將發(fā)生改變。第一百四十二頁，共221頁。2.3.1工況點(diǎn)

水泵瞬時(shí)工況點(diǎn)：水泵運(yùn)行時(shí)，某一瞬時(shí)的出水流量、揚(yáng)程、軸功率、效率及吸上真空高度等稱水泵瞬時(shí)工況點(diǎn)。決定離心泵裝置工況點(diǎn)的因素（1）水泵本身型號(hào)；（2）水泵實(shí)際轉(zhuǎn)速；（3）管路系統(tǒng)及邊界條件。第一百四十三頁，共221頁。MKDHSTHSTQQMHQ-ΣHQ-HΣH2.3.2圖解法求離心泵裝置的工況點(diǎn)（１）直接法離心泵裝置的工況點(diǎn)HMK1第一百四十四頁，共221頁。MHSTQQMHQ-ΣHQ-H（２）折引法離心泵裝置的工況點(diǎn)Q’-H’M1HM第一百四十五頁，共221頁。2.4離心泵裝置工況點(diǎn)的改變

泵的工作點(diǎn)由兩條特性曲線所決定，因而改變其中之一或者同時(shí)改變即可實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。

(1)自動(dòng)調(diào)節(jié)

(2)人工調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥門；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)葉輪；水泵的聯(lián)合運(yùn)行第一百四十六頁，共221頁。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)流量，簡(jiǎn)便易行，可連續(xù)變化缺點(diǎn)：關(guān)小閥門時(shí)增大了流動(dòng)阻力，額外消耗了部分能量，經(jīng)濟(jì)上不夠合理。QAAHQQBB改變閥門開度B1第一百四十七頁，共221頁。2.5數(shù)解法求離心泵裝置的工況點(diǎn)原理：擬合Q-H曲線，與管道系統(tǒng)特性曲線聯(lián)立求解工況點(diǎn)。第一百四十八頁，共221頁。2.5.1葉輪相似定律幾何相似：兩個(gè)葉輪主要過流部分一切相對(duì)應(yīng)的尺寸成一定比例，所有的對(duì)應(yīng)角相等。b2、b2m——實(shí)際泵與模型泵葉輪的出口寬度；D2、D2m——實(shí)際泵與模型泵葉輪的外徑；

——比例。

第一百四十九頁，共221頁。

運(yùn)動(dòng)相似的條件是：兩葉輪對(duì)應(yīng)點(diǎn)上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相應(yīng)點(diǎn)上水流的速度三角形相似。在幾何相似的前題下，運(yùn)動(dòng)相似就是工況相似。第一百五十頁，共221頁。葉輪相似定律有三個(gè)方面：1、第一相似定律——確定兩臺(tái)在相似工況下運(yùn)行水泵的流量之間的關(guān)系。2、第二相似定律——確定兩臺(tái)在相似工況下運(yùn)行水泵的揚(yáng)程之間的關(guān)系。3、第三相似定律——確定兩臺(tái)在相似工況下運(yùn)行水泵的軸功率之間的關(guān)系。第一百五十一頁，共221頁。2.5.2相似定律的特例——比例律把相似定律應(yīng)用于以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同一臺(tái)葉片泵，則可得到比例律：第一百五十二頁，共221頁。定速運(yùn)行與高速運(yùn)行比較：泵站調(diào)速運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)于(1)省電耗(即N’B2＜NB2)。(2)保持管網(wǎng)等壓供水(即HST基本不變)第一百五十三頁，共221頁。2、比例律應(yīng)用的數(shù)解方法(1)(2)第一百五十四頁，共221頁。2.5.３相似準(zhǔn)數(shù)—比轉(zhuǎn)數(shù)(ns)１、模型泵：在最高效率下，當(dāng)有效功率Nu＝735.5W(1HP)，揚(yáng)程Hm＝1m，流量m3／s。這時(shí)該模型泵的轉(zhuǎn)數(shù)，就叫做與它相似的實(shí)際泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns

。第一百五十五頁，共221頁。將模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入注：(1)Q和H是指水泵最高效率時(shí)的流量和揚(yáng)程，也即水泵的設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。

(2)比轉(zhuǎn)數(shù)ns是根據(jù)所抽升液體的容重γ＝1000kg／m3時(shí)得出的。

(3)Q和H是指單吸、單級(jí)泵的流量和揚(yáng)程。

(4)比轉(zhuǎn)數(shù)不是無因次數(shù)，它的單位是“r／min”。第一百五十六頁，共221頁。2、對(duì)比轉(zhuǎn)數(shù)的討論

(1)比轉(zhuǎn)數(shù)(ns)反映實(shí)際水泵的主要性能。當(dāng)轉(zhuǎn)速n一定時(shí)，ns越大，水泵的流量越大，揚(yáng)程越低。

ns越小，水泵的流量越小，揚(yáng)程越高。

第一百五十七頁，共221頁。2.5.4調(diào)速途徑調(diào)速途徑

(1)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，通過中間偶合器以達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。采用液力偶合器對(duì)葉片泵機(jī)組可進(jìn)行無級(jí)調(diào)運(yùn)，可以大量節(jié)約電能，并可使電動(dòng)機(jī)空載(或輕載)啟動(dòng)，熱能損耗多。(2)電機(jī)本身的轉(zhuǎn)速可變。改變電機(jī)定子電壓調(diào)速，改變電機(jī)定子極數(shù)調(diào)速，改變電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速，串級(jí)調(diào)速以及變頻調(diào)速等多種。第一百五十八頁，共221頁。水泵并聯(lián)工作：(1)增加供水量；(2)通過開停水泵的臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)泵站的流量和揚(yáng)程，以達(dá)到節(jié)能和安全供水；(3)水泵并聯(lián)揚(yáng)水提高泵站運(yùn)行調(diào)度的靈活性和供水的可靠性。第一百五十九頁，共221頁。3.1并聯(lián)工作的圖解法

1、同型號(hào)的兩臺(tái)(或多臺(tái))泵并聯(lián)后的總和流量，將等于某場(chǎng)程下各臺(tái)泵流量之和。Q0H第一百六十頁，共221頁。2、同型號(hào)、同水位的兩臺(tái)水泵的并聯(lián)工作Q(Q-H)1+2(Q-H)1,2HN1,2N’第一百六十一頁，共221頁。步驟：(1)繪制兩臺(tái)水泵并聯(lián)后的總和(Q-H)l+2曲線(2)繪制管道系統(tǒng)特性曲線,求并聯(lián)工況點(diǎn)M。(3)求每臺(tái)泵的工況點(diǎn)NQ(Q-H)1+2(Q-H)1,2HQ-ΣHMQ1+2Q1,2NHN1,2N’SH’Q’第一百六十二頁，共221頁。(1)N’＞N1,2，因此，在選配電動(dòng)機(jī)時(shí)，要根據(jù)單條單獨(dú)工作的功率來配套。(2)Q’＞Q1,2，2Q’＞Q1+2，即兩臺(tái)泵并聯(lián)工作時(shí)，其流量不能比單泵工作時(shí)成倍增加。注意：

(1)如果所選的水泵是以經(jīng)常單獨(dú)運(yùn)行為主的，那么，并聯(lián)工作時(shí)，要考慮到各單泵的流量是會(huì)減少的，揚(yáng)程是會(huì)提高的。

(2)如果選泵時(shí)是著眼于各泵經(jīng)常并聯(lián)運(yùn)行的，則應(yīng)注意到，各泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，相應(yīng)的流量將會(huì)增大，軸功率也會(huì)增大2、同型號(hào)、同水位的兩臺(tái)水泵的并聯(lián)工作第一百六十三頁，共221頁。3、不同型號(hào)的2臺(tái)水泵在相同水位下的并聯(lián)工作QΣHH(Q-H)Ⅰ(Q-H)ⅡⅡ’Ⅰ’Q-ΣHABQ-ΣHBCQⅡHⅡQⅠ(Q-H)'Ⅰ+ⅡQ-ΣHBDEⅡ’’Ⅰ’’第一百六十四頁，共221頁。步驟：(1)繪制兩臺(tái)水泵折引至B點(diǎn)的(Q-H)Ⅱ、(Q-H)Ⅰ曲線(2)繪制兩臺(tái)水泵折引至B點(diǎn)的(Q-H)’Ⅰ＋Ⅱ曲線(3)繪制BD段管道系統(tǒng)特性曲線,求并聯(lián)工況點(diǎn)E(4)求每臺(tái)泵的工況點(diǎn)QΣHH(Q-H)Ⅰ(Q-H)ⅡⅡ’Ⅰ’Q-ΣHABQ-ΣHBCQⅡHⅡQⅠ(Q-H)'Ⅰ+ⅡQ-ΣHBDEⅡ’’Ⅰ’’第一百六十五頁，共221頁。并聯(lián)機(jī)組的總軸功率及總效率：3、不同型號(hào)的2臺(tái)水泵在相同水位下的并聯(lián)工作第一百六十六頁，共221頁。3.2水泵串聯(lián)工作各水泵串聯(lián)工作時(shí)，其總和（Q-H）性能曲線等于同一流量下?lián)P程的疊加。多級(jí)泵，實(shí)質(zhì)上就是n級(jí)水泵的串聯(lián)運(yùn)行。隨著水泵制造工藝的提高，目前生產(chǎn)的各種型號(hào)水泵的揚(yáng)程，基本上已能滿足給水徘水工程的要求，所以，一般水廠中已很少采用串聯(lián)工作的形式。第一百六十七頁，共221頁。第一百六十八頁，共221頁。4.1氣穴和氣蝕

1、氣穴現(xiàn)象：當(dāng)葉輪進(jìn)口低壓區(qū)的壓力Pk≤Pva

時(shí)，水就大量汽化，同時(shí)，原先溶解在水里的氣體也自動(dòng)逸出，出現(xiàn)“冷沸”現(xiàn)象，形成的汽泡中充滿蒸汽和逸出的氣體。汽泡隨水流帶入葉輪中壓力升高的區(qū)域時(shí)，汽泡突然被四周水壓壓破，水流因慣性以高速?zèng)_向汽泡中心，在汽泡閉合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部水錘現(xiàn)象，其瞬間的局部壓力，可以達(dá)到幾十兆帕。此時(shí)，可以聽到汽泡沖破時(shí)炸裂的噪音，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。第一百六十九頁，共221頁。2、氣蝕

(1)氣蝕現(xiàn)象：一般氣穴區(qū)域發(fā)生在葉片進(jìn)口的壁面，金屬表面承受著局部水錘作用，經(jīng)過一段時(shí)期后，金屬就產(chǎn)生疲勞，金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之，應(yīng)力更加集中，葉片出現(xiàn)裂縫和剝落。在這同時(shí)，由于水和蜂窩表面間歇接觸之下，蜂窩的側(cè)壁與底之間產(chǎn)生電位差，引起電化腐蝕，使裂縫加寬，最后，幾條裂縫互相貫穿，達(dá)到完全蝕壞的程度。水泵葉輪進(jìn)口端產(chǎn)生的這種效應(yīng)稱為“氣蝕”。第一百七十頁，共221頁。(2)氣蝕兩個(gè)階段：氣蝕第一階段，表現(xiàn)在水泵外部的是輕微噪音、振動(dòng)和水泵揚(yáng)程、功率開始有些下降。氣蝕第二階段，氣穴區(qū)就會(huì)突然擴(kuò)大，這時(shí)，水泵的H、N、η就將到達(dá)臨界值而急劇下降，最后終于停止出水。第一百七十一頁，共221頁。(3)氣蝕的危害水泵性能惡化甚至停止出水；水泵過流部件發(fā)生破壞；產(chǎn)生噪音和振動(dòng)；

(4)氣蝕影響對(duì)不同類型的水泵不同ns較高ns較低第一百七十二頁，共221頁。4.2水泵最大安裝高度

1、水泵最大安裝高度第一百七十三頁，共221頁。

2、允許吸上真空高度Hs

(1)水泵銘牌或樣本中，對(duì)于各種水泵都給定了一個(gè)允許吸上真空高度Hs，此Hs即為Hv的最大極限值。在實(shí)用中，水泵的Hv超過樣本規(guī)定的Hs值時(shí)，就意味著水泵將會(huì)遭受氣蝕。

第一百七十四頁，共221頁。4.4氣蝕余量(NPSH)

對(duì)軸流泵、熱水鍋爐給水泵等，其安裝高度通常是負(fù)值，葉輪常須安在最低水面下，對(duì)于這類泵常采用“氣蝕余量”這名稱來衡量它們的吸水性能?？倸馕g余量。也即水泵進(jìn)口處單位重量的水，所具有超過汽化壓力的余裕能量再加上。其大小通常換算到泵軸的基準(zhǔn)面上；

ha：吸水井表面的大氣壓力(mH20)；

hva：該水溫下的汽化壓力(mH20)；

Σhs：吸水管道的水頭損失之和(m)；

Hss

：水泵吸水地形高度，即安裝高度(m)。第一百七十五頁，共221頁。2、（NPSH）r和（NPSH）a

(1)必要?dú)馕g余量（NPSH）r

樣本中所提供的蝕余量：由Δh和避免氣蝕的余裕量(0.3mH20左右)兩部分所組成。(2)裝置氣蝕余量（NPSH）a

由氣蝕余量公式計(jì)算出的是該水泵裝置的實(shí)際的氣蝕余量。

在工程中（NPSH）a=（NPSH）r+(0.4～0.6mH20)第一百七十六頁，共221頁。4.5水泵的吸水性能

(1)允許吸上真空高度Hs：離心泵的吸水性能通常是用允許吸上真空高度Hs來衡量的。Hs值越大，說明水泵的吸水性能越好，或者說，抗氣蝕性能越好。

(2)氣蝕余量（NPSH）r

：水泵廠樣本中要求的氣蝕余量越小，表示該水泵的吸水性能越好。第一百七十七頁，共221頁。軸流泵的性能特點(diǎn)(1)揚(yáng)程隨流量的減小而劇烈增大，Q—H曲線陡降，并有轉(zhuǎn)折點(diǎn)。(2)Q—N曲線為陡降曲線，一般稱為“開閘啟動(dòng)”。(3)Q—η曲線呈駝峰形。也即高效率工作的范圍很小.(4)一般軸流泵的氣蝕余量都要求較大。軸流泵的主要應(yīng)用1.適于輸送清水.2.物理、化學(xué)性質(zhì)類似于清水的液體.3.供電站循環(huán)水、城市給水、農(nóng)田排灌等之用。第一百七十八頁，共221頁。1)吸入管：一般采用符合流線型喇叭管或做成流道形式。(2)葉輪：固定式、半調(diào)式和全調(diào)式(3)導(dǎo)葉：把葉輪中向上流出的水流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檩S向運(yùn)動(dòng)。(4)軸和軸承：導(dǎo)軸承、推力軸承(5)密封裝置：壓蓋填料型第一百七十九頁，共221頁。

工作性能表示:1)流量比;2)壓頭比;3)斷面比.

特點(diǎn):1)構(gòu)造簡(jiǎn)單;尺寸小;重量輕;價(jià)格便宜2)安裝容易;維修簡(jiǎn)單3)啟閉方便;斷流無危險(xiǎn)4)可抽升污泥或其他含顆粒液體5)效率較低.第一百八十頁，共221頁。

應(yīng)用1)離心泵的引水裝置;2)充氧時(shí)帶氣充氣3)消化池中攪拌和混合4)曝氣設(shè)備和加氣水設(shè)備5）與離心泵聯(lián)合抽深地下水6）降低基坑的地下水位第一百八十一頁，共221頁。

性能特點(diǎn)1）高揚(yáng)程；小流量的容積式水泵2）必須開閘啟動(dòng)3）不能用閘閥來調(diào)節(jié)流量4）宜輸送粘度隨溫度變化的液體55）必須有調(diào)節(jié)流量的設(shè)施6）具有自吸能力7）出水不均勻8）適用于鍋爐給水。第一百八十二頁，共221頁。

特點(diǎn)：機(jī)泵一體化分類：1.用途：給水泵和排污泵2.葉輪形式：離心；軸流；混流。第一百八十三頁，共221頁。1.給水泵站的分類：

(1)按照水泵機(jī)組設(shè)置的位置與地面的相對(duì)標(biāo)高關(guān)系:地面式泵站、地下式泵站與半地下式泵站。(2)按照操作條件及方式：分為人工手動(dòng)控制、半自動(dòng)化、全自動(dòng)化和遙控泵站。(3)在給水系統(tǒng)中的作用可分為：取水泵站、送水泵站、加壓泵站及循環(huán)水泵站。第一百八十四頁，共221頁。1）取水泵站(也稱一級(jí)泵站)A、泵房形式：山區(qū)一般圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。“貴在平面”B、在土建結(jié)構(gòu)方面應(yīng)考慮到河岸的穩(wěn)定性、泵房筒體的抗浮、抗裂、防傾覆、防滑坡等方面。C、在施工過程中，要注意季節(jié)。D、在泵房投產(chǎn)后，在運(yùn)行管理方面必須很好地使用好通風(fēng)、采光、起重、排水以及水錘防護(hù)等設(shè)施。E、在新建給水工程時(shí)，應(yīng)考慮到遠(yuǎn)期擴(kuò)建的可能性。其特點(diǎn)“百年大計(jì)，一次完成”。第一百八十五頁，共221頁。2）送水泵站(也稱二級(jí)泵站)1.泵房和吸水井呈長(zhǎng)方形；

2.吸水水位變化??；

3.埋深較淺：地面或半地下。

4.調(diào)速運(yùn)行。第一百八十六頁，共221頁。3）加壓泵站：1.在輸水管線上直接串聯(lián)加壓：長(zhǎng)距離輸水2.水庫泵站加壓方式：中間加清水池。4）循環(huán)泵站：1.采用自灌式；2.半地下室3.位于冷卻構(gòu)筑物或凈水構(gòu)筑物附近第一百八十七頁，共221頁。選泵的主要依據(jù)

流量

揚(yáng)程

以及其變化規(guī)律第一百八十八頁，共221頁。(1)一級(jí)泵站的設(shè)計(jì)流量A、泵站從水源取水，輸送到凈水構(gòu)筑物。Qr——一級(jí)泵站中水泵所供給的流量(m3／h)；Qd——供水對(duì)象最高日用水量(m3／d)；α——為計(jì)及輸水管漏損和凈水構(gòu)筑物自身用水而加的系數(shù)，一般取α=1.05-1.1T——為一級(jí)泵站在一晝夜內(nèi)工作小時(shí)數(shù)。第一百八十九頁，共221頁。B、泵站將水直接供給用戶或送到地下集水池β——給水系統(tǒng)中自身用水系數(shù)，一般取β＝1.01-1.02第一百九十頁，共221頁。一級(jí)泵站揚(yáng)程

(1)送水至凈化構(gòu)筑物

(2)直接供水HST’——水源井中枯水位(或最低動(dòng)水位)與給水管網(wǎng)中控制點(diǎn)的地面標(biāo)高差(mH2O)；

Σh——管路中的總水頭損失(mH20)；

Hsev——給水管網(wǎng)中控制點(diǎn)所要求的最小自由水壓(也叫服務(wù)水頭)。第一百九十一頁，共221頁。(2)二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)流量

對(duì)于小城市的給水系統(tǒng)，大多數(shù)采用泵站均勻供水方式，即泵站的設(shè)計(jì)流量按最高日平均時(shí)用水量計(jì)算對(duì)于大城市的給水系統(tǒng)，宜采取泵站分級(jí)供水方式，即泵站的設(shè)計(jì)流量按最高日最高時(shí)用水量計(jì)算。最大日用水量變化曲線第一百九十二頁，共221頁。3選泵要點(diǎn)(1)大小兼顧，調(diào)配靈活(2)型號(hào)整齊，互為備用(3)合理地用盡各水泵的高效段可按不同方案計(jì)算后綜合選泵按最大日平均小時(shí)流量的70％(即0.7Q日·平均時(shí))按最大日平均小時(shí)流量的100％(即1.0Q日·平均時(shí))按最大日平均小時(shí)流量的130％(即1.3Q日·平均時(shí))(4)要近遠(yuǎn)期相結(jié)合?！靶”么蠡A(chǔ)”(5)大中型泵站需作選泵方案比較。第一百九十三頁，共221頁。4.選泵時(shí)尚需考慮的其它因素

(1)水泵的構(gòu)造形式對(duì)泵房的大小、結(jié)構(gòu)形式和泵房?jī)?nèi)部布置、泵站造價(jià)等有影響。

(2)應(yīng)在保證不發(fā)生氣蝕的前提下，應(yīng)充分利用水泵的允許吸上真空高度。

(3)應(yīng)選用效率較高的水泵，如盡量選用大泵。

(4)根據(jù)供水對(duì)象對(duì)供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵。

第一百九十四頁，共221頁。5.備用泵的選擇：

(1)在不允許減少供水量的情況下，應(yīng)有兩套備用機(jī)組；

(2)允許短時(shí)間內(nèi)中斷供水時(shí)．可只設(shè)一臺(tái)備用泵。

(3)城市給水系統(tǒng)中的泵站，一般也只設(shè)一臺(tái)備用泵。通常備用泵的型號(hào)可以和泵站中最大的工作泵相同。

(4)如果給水系統(tǒng)中有足夠大容積的高地水池或水塔時(shí)，則泵站中可不設(shè)備用泵，僅在倉庫中貯存一套備用機(jī)組即可。備用泵相其它工作泵一樣，應(yīng)處于隨時(shí)可以啟動(dòng)的狀態(tài)。第一百九十五頁，共221頁。1.對(duì)于二級(jí)泵站，消防屬于緊急情況。消防用水其總量一般占整個(gè)城市或工廠的供水量的比例雖然不大，但因消防期間供水強(qiáng)度大，使整個(gè)給水系統(tǒng)負(fù)擔(dān)突然加重。應(yīng)作為一種特殊情況在泵站中加以考慮。2.對(duì)于灌溉泵站，裝機(jī)3—9臺(tái)時(shí)，其中應(yīng)有l(wèi)臺(tái)備用，多于9臺(tái)時(shí)，應(yīng)有2臺(tái)備用。對(duì)于重要城市供水泵站，工作機(jī)組3臺(tái)及3臺(tái)以下時(shí)，應(yīng)增設(shè)1臺(tái)備用機(jī)組，多于3臺(tái)，應(yīng)增設(shè)2臺(tái)備用機(jī)組。

綜上，水泵臺(tái)數(shù)要考慮各方面的因素分析確定。

一般情況下，中小型泵站以3—9臺(tái)為宜。流量變化幅度大的泵站，臺(tái)數(shù)宜多；流量比較穩(wěn)定的泵站，臺(tái)數(shù)宜少第一百九十六頁，共221頁。3.水泵類型選擇

水泵類型主要根據(jù)揚(yáng)程選擇，常用有離心泵、軸流泵、混流泵等。一般情況下，泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程小于l0m，宜選用軸流泵；5—20m，宜選用混流泵；20—l00m，宜選用單級(jí)離心泵，大于100m時(shí)可選用多級(jí)離心泵。當(dāng)混流泵與軸流泵都可使用時(shí)，應(yīng)優(yōu)選混流泵，當(dāng)離心泵與混流泵都可使用時(shí)，若揚(yáng)程變化較大，一般宜選用離心泵。第一百九十七頁，共221頁。

第一百九十八頁，共221頁。4.1吸水管路和壓水管路的布置1、吸水管

泵站內(nèi)吸水管一般沒有聯(lián)絡(luò)管

對(duì)吸水管路的敷設(shè)要求

(1)不漏氣管材及接逢

(2)不積氣管路安裝

(3)不吸氣吸水管進(jìn)口位置

吸水管中的設(shè)計(jì)流速建議數(shù)值：管徑小于250mm時(shí)，為1.0-1.2m／s；管徑等于或大于250mm時(shí)，為1.2-1.6m／第一百九十九頁，共221頁。(2)壓水管的敷設(shè)要求(A)能使任何一臺(tái)水泵及閘閥停用檢修而不影響其他水泵的工作(B)每臺(tái)水泵能輸水至任何一條輸水管。(1)不漏水(2)方便檢修法蘭連接(3)安全橡膠接頭、止回閥(4)操作方便直徑≥400mm，電動(dòng)閥第二百頁，共221頁。止回閥安裝：水泵與壓水閘閥之間優(yōu)點(diǎn)：檢修時(shí)，防止水倒灌水泵啟動(dòng)時(shí)，閥板受力均衡缺點(diǎn)：壓水閘檢修時(shí)需放空壓水管路的設(shè)計(jì)流速為:

管徑小于250mm時(shí)，為1.5—2.0m／s；管徑等于或大于250mm時(shí)為2.0—2.5m／s；

第二百零一頁，共221頁。4.2水泵機(jī)組的布置

1、縱向排列(即各機(jī)組軸線平行單排并列)

適用于如IS型單級(jí)單吸懸管式離心泵。第二百零二頁，共221頁。2、橫向排列適用側(cè)向進(jìn)、出水的水泵，如單級(jí)雙吸臥式離心泵Sh型、SA型水泵第二百零三頁，共221頁。3、橫向雙行排列適用在泵房中機(jī)組較多的圓形取水泵站；這種布置形式兩行水泵的轉(zhuǎn)向相反需配置不同轉(zhuǎn)向的軸套止鎖裝置。第二百零四頁，共221頁。布置機(jī)組(1)相鄰機(jī)組的基礎(chǔ)之間應(yīng)有一定寬度的過道(2)方便檢修(3)泵站內(nèi)主要通道寬度應(yīng)不小于1.2m。(4)輔助泵(排水泵、真空泵)通常安置于泵房?jī)?nèi)的適當(dāng)?shù)胤剑M可能不增大泵房尺寸。第二百零五頁，共221頁。停泵水錘

1、水錘：在壓力管道中，由于流速的劇烈變化而引起一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象，稱為水錘(又叫水擊)。

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