從烏鴉喝水的故事看水泵的重要性

小學(xué)時(shí)候有一篇課文，叫做烏鴉喝水，聰明的烏鴉用自己獨(dú)特的方式，喝到了自己用常規(guī)手段喝不到的水。作為生產(chǎn)力水平低下的動(dòng)物，它們也有工具，這里運(yùn)用的工具的石子。而作為生產(chǎn)力水平比較高的人類，如何能夠喝到自己無(wú)法夠到的瓶子或者水缸里的水呢？這個(gè)就需要水泵了，這是人類從實(shí)際出發(fā)，自己的發(fā)明。

水泵是輸送液體或使液體增壓的機(jī)械。它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加，主要用來(lái)輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。衡量水泵性能的技術(shù)參數(shù)有流量、吸程、揚(yáng)程、軸功率、水功率、效率等；根據(jù)不同的工作原理可分為容積水泵、葉片泵等類型。容積泵是利用其工作室容積的變化來(lái)傳遞能量；葉片泵是利用回轉(zhuǎn)葉片與水的相互作用來(lái)

傳遞能量，有離心泵、軸流泵和混流泵等類型。在造船、石油開采、載重機(jī)等方面廣泛應(yīng)用。2008年船舶產(chǎn)量達(dá)到15000噸，載重噸數(shù)量占世界市場(chǎng)的21%，到2015年將成為世界第一造船大國(guó)。為了保證船的正常航行或系泊，滿足船員和旅客的生活需要，每條船都要配有一定數(shù)量的、能起相應(yīng)作用的船用泵，船用泵是重要的輔機(jī)之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在各種船舶輔助機(jī)械設(shè)備中，各種類型和不同用途的船用泵的總數(shù)量，約占船舶機(jī)械設(shè)備總量的20%-30%，船用泵的價(jià)格在船舶設(shè)備費(fèi)用中所占的比重也比較大。在總的造價(jià)中，船用泵約占全船設(shè)備費(fèi)用的4%-8%，一般情況下。一條中型以上船舶的船用泵采購(gòu)可達(dá)1000萬(wàn)元以上。說(shuō)到重點(diǎn)用泵市場(chǎng)，不可不說(shuō)我國(guó)已經(jīng)完工的"西氣東輸"工程"西氣東輸"工程同中需要泵類產(chǎn)品。同時(shí)國(guó)家還要修建其它的輸送天然氣管線，在這些工程中都需要大量的泵類產(chǎn)品。

工作原理：

（一）離心泵的工作原理及特點(diǎn)

1、離心泵的工作原理

水泵開動(dòng)前，先將泵和進(jìn)水管灌滿水，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩相四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空，水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補(bǔ)充了這個(gè)空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管。由此可見，若離心泵葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，則可連續(xù)吸水、壓水，水便可源源不斷地從低處揚(yáng)到高處或遠(yuǎn)方。綜上所述，離心泵是由于在葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用下，將水提相高處的，故稱離心泵。

2、離心泵的一般特點(diǎn)

（1）水沿離心泵的流經(jīng)方向是沿葉輪的軸向吸入，垂直于軸向流出，即進(jìn)出水流方向互成90°。

（2）由于離心泵靠葉輪進(jìn)口形成真空吸水，因此在起動(dòng)前必須相泵內(nèi)和吸水管內(nèi)灌注引水，或用真空泵抽氣，以排出空氣形成真空，而且泵殼和吸水管路必須嚴(yán)格密封，不得漏氣，否則形不成真空，也就吸不上水來(lái)。

（3）由于葉輪進(jìn)口不可能形成絕對(duì)真空，因此離心泵吸水高度不能超過10米，加上水流經(jīng)吸水管路帶來(lái)的沿程損失，實(shí)際允許安裝高度（水泵軸線距吸入水面的高度）遠(yuǎn)小于10米。如安裝過高，則不吸水；此外，由于山區(qū)比平原大氣壓力低，因此同一臺(tái)水泵在山區(qū)，特別是在高山區(qū)安裝時(shí)，其安裝高度應(yīng)降低，否則也不能吸上水來(lái)。

（二）軸流泵的工作原理及特點(diǎn)

1、軸流泵的工作原理

軸流泵與離心泵的工作原理不同，它主要是利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力提水。軸流泵葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)水所產(chǎn)生的升力，可把水從下方推到上方。

軸流泵的葉片一般浸沒在被吸水源的水池中。由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)，在葉片產(chǎn)生的升力作用下，連續(xù)不斷的將水向上推壓，使水沿出水管流出。葉輪不斷的旋轉(zhuǎn)，水也就被連續(xù)壓送到高處。

2、軸流泵的一般特點(diǎn)

（1）水在軸流泵的流經(jīng)方向是沿葉輪的軸相吸入、軸相流出，因此稱軸流泵。

（2）揚(yáng)程低（1～13米）、流量大、效益高，適于平原、湖區(qū)、河網(wǎng)區(qū)排灌。

（3）起動(dòng)前不需灌水，操作簡(jiǎn)單。

（三）混流泵的工作原理及特點(diǎn)

1、混流泵的工作原理

由于混流泵的葉輪形狀介于離心泵葉輪和軸流泵葉輪之間，因此，混流泵的工作原理既有離心力又有升力，靠?jī)烧叩木C合作用，水則以與軸組成一定角度流出葉輪，通過蝸殼室和管路把水提向高處。

2、混流泵的一般特點(diǎn)

（1）混流泵與離心泵相比，揚(yáng)程較低，流量較大，與軸流泵相比，揚(yáng)程較高，流量較低。適用于平原、湖區(qū)排灌。

（2）水沿混流泵的流經(jīng)方向與葉輪軸成一定角度而吸入和流出的，故又稱斜流泵。

三、常用的農(nóng)用泵

（一）離心泵

離心泵型號(hào)、品種規(guī)格及其變型產(chǎn)品在農(nóng)用泵中是最多的。根據(jù)水流入葉輪的方式、葉輪多少、泵本身能否自吸以及配套動(dòng)力大小和動(dòng)力品種等，離心泵有單級(jí)單吸離心泵、單級(jí)雙吸離心泵、多級(jí)離心泵、自吸離心泵、電動(dòng)機(jī)泵和柴油機(jī)泵等。

1、單級(jí)單吸離心泵

老的泵型號(hào)有BA、B型單級(jí)單吸離心泵，80年代，我國(guó)根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和排灌機(jī)械實(shí)際情況，對(duì)離心泵產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代研制工作，并生產(chǎn)IB型、IQ型單級(jí)離心泵系列產(chǎn)品，已列為國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

單級(jí)單吸離心泵，水由軸向單面進(jìn)入葉輪，葉輪只有一個(gè)，因此稱為單級(jí)單吸離心泵。其特點(diǎn)是，與混流泵、軸流泵相比，揚(yáng)程較高，流量較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。

IQ型單級(jí)單吸離心泵（又稱輕小型離心泵）是針對(duì)我國(guó)國(guó)情并滿足用戶提出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格低、性能好和配套方便的要求而設(shè)計(jì)的，共有84種產(chǎn)品，分3個(gè)派生系列，413個(gè)規(guī)格型號(hào)。

（1）性能范圍 泵口徑50～200毫米，流量12.5～400立方米/時(shí)，揚(yáng)程8～125米，配套動(dòng)力有柴油機(jī)直聯(lián)、皮帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)直聯(lián)，功率1.1～110千瓦，轉(zhuǎn)速1450～2900轉(zhuǎn)/分。

（2）結(jié)構(gòu)型式 輕小型離心泵為軸向吸入單級(jí)單吸懸架式離心泵，泵體后開門，出口位于中心向上，后蓋為壓嵌式，軸承體與泵體直接聯(lián)結(jié)，泵腳位于泵體下方，軸承用黃油潤(rùn)滑，軸封分為軟填料、機(jī)械密封、橡膠油封三種。葉輪均為閉式，傳動(dòng)分為聯(lián)軸器傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)兩種。泵葉輪轉(zhuǎn)向：從泵進(jìn)口方向看，葉輪轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針，當(dāng)泵與柴油機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)，為逆時(shí)針。泵出口可裝置手動(dòng)泵，可去掉底閥，減少水力損失，并能使泵自吸。

2、單級(jí)雙吸離心泵

它是從葉輪兩面進(jìn)水的單級(jí)雙吸離心泵，因泵蓋和泵體是采用水平接縫進(jìn)行裝配的，又稱為水平中開式離心泵。與單級(jí)單吸離心泵相比，效率高、流量大、揚(yáng)程較高。但體積大，比較笨重，一般用于固定作業(yè)。適用于丘陵、高原中等面積的灌區(qū)，也適用于工廠、礦山、城市給排水等方面。

單級(jí)雙吸離心泵有S型、Sh型、SA型、SLA型幾種型號(hào)，S型與Sh型的區(qū)別是，從驅(qū)動(dòng)端看，S型泵為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，Sh型為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。SLA型為立式單級(jí)雙吸離心泵。

S型泵性能范圍流量160～18000立方米/時(shí)，揚(yáng)程12～125米，進(jìn)水口直徑150～1400毫米，轉(zhuǎn)速2950、1450、970、730、585、485、360轉(zhuǎn)/分。

3、多級(jí)離心泵

多級(jí)與單級(jí)泵相比，其區(qū)別在于多級(jí)泵有兩個(gè)以上的葉輪，能分段地多級(jí)次地吸水和壓水，從而將水揚(yáng)到很高的位置，揚(yáng)程可根據(jù)需要而增減水泵葉輪的級(jí)數(shù)。多級(jí)泵主要用于礦山排水、城市及工廠供水，農(nóng)業(yè)灌溉用的很少，僅適用于高揚(yáng)程、小流量的高山區(qū)提水來(lái)解決人畜飲水的困難。多級(jí)高心泵有立式和臥式兩種型式，主要型號(hào)有D型、DL型多級(jí)離心泵，DW、DWL型小型多級(jí)離心泵。

（1）D型泵性能范圍 流量6.3～720立方米/時(shí)，揚(yáng)程16～600米，進(jìn)水口徑：50、75、100、125、150、200毫米，其中50～125毫米泵型為高轉(zhuǎn)速2950轉(zhuǎn)/分，150～200毫米泵型轉(zhuǎn)速為1480轉(zhuǎn)/分。

（2）結(jié)構(gòu)型式 D型多級(jí)離心泵為臥式多級(jí)（2～12級(jí)），葉輪為單吸，泵體為分段式。當(dāng)首級(jí)葉輪為雙吸時(shí)，用DS表示，當(dāng)同時(shí)規(guī)定有兩種轉(zhuǎn)速時(shí)，低速用DA表示，用于鍋爐給水的多級(jí)離心泵，用DG表示。

4、自吸離心泵

自吸泵是靠泵自身的特殊結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生自吸作用的單級(jí)單吸離心泵，稱為自吸離心泵。和普通離心泵相比，在泵體結(jié)構(gòu)上有顯著差別：一是泵進(jìn)口位置提高，有時(shí)還裝上吸入閥；二是在出水側(cè)設(shè)置了一個(gè)氣水分離室。

泵外自吸泵，是在泵外加有自吸裝置，如帶有旋渦泵、水環(huán)真空泵、射流泵以及手動(dòng)泵等。

自吸泵與普通離心泵相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用操作簡(jiǎn)單，不但省去了起動(dòng)前灌大量引水的麻煩，也省去了進(jìn)水管低閥，減少了進(jìn)水阻力，增加泵的出水量，但與同規(guī)格的普通離心泵的效率相比要低3%～5%。自吸泵較多的是應(yīng)用在輕小型噴灌機(jī)組和管道灌機(jī)組上。