第七章 矿井排水设备
§ 7— 1 概述
一、矿井排水设备的任务和分类
? 1、矿水
? （ 1）矿水来源
? 涌入矿井的水统称为矿水。矿水主要来源于地面水和地下
水。
? （ 2）涌水量
? 绝对涌水量：单位时间内涌入矿井的水的体积量（ q），单
位是 m3/h；
? 相对涌水量：同时期内相对于单位煤炭产量的涌水量，也
称含水系数。以,Ks”表示。
tmT qK s /24 3?
T— 同时期内煤炭日产量（ t）
?（ 3）矿水性质
?1）温度 随井深增高。
?2）密度 比清水大。 ρ=1015～ 1025kg/m3
?3）化学性质 矿水略带酸性，当 PH<5时，应采取
措施。
?2、任务 将矿水及时地排送至地面，为井下创造
良好的工作环境，确保安全生产。
?3、分类
?矿井排水设备分为固定式和移动式。固定
式排水设备根据其服务范围又分为主排水
设备、区域排水设备和辅助排水设备。
? 二、矿井排水设备的组成
? 1、组成
? 水泵、电机及电控设备、管路及附件、监测仪表
等。
? 2、各部分功用
§ 15— 2 离心式水泵的工作理论
?一、离心式水泵的工作原理及性能参数
?（一）工作原理
?（二）性能参数
?1、流量（ Q） 单位时间内水泵所排出的水的体积。
单位,m3/s,m3/h
?2、扬程（ H） 单位重量的水通过水泵后所获得的
能量，单位,m。
?3、功率（ P） 水泵在单位时间内所做的功的大小。
单位,kw。
?（ 1）轴功率 电动机传给水泵轴的功率（即水泵的
输入功率）。
?（ 2）有效功率（ Pa） 单位时间内水 通过水泵所
获得的能量（即水泵的输出功率）。
1000
QHP
a
??
? 4、效率（ η） 水泵的有效功率与轴功率的比值。
P
QH
P
P a
1 0 0 0
?? ??
?5、转速（ n） 水泵叶轮每分钟的转数。单位,r/min。
?6、允许吸上真空度（ Hs） 在保证水泵不发生汽蚀的情况
下，水泵吸水口所允许的真空度。单位,m。
二、离心式水泵的基本方程式
水在水泵的叶轮中的流动情况相当复杂，利用
数学方法准确求出压头特性（泵转速一定时，流量与
压头之间的关系）是很困难的。只能采用近似方法，
使其结果能基本反映实际情况，这就是建立一个理想
叶轮模型，其条件为：
?1、叶轮叶片数目无限多，叶片厚度无限薄；
?2、介质（水）为理想流体，水泵工作时没有任何
损失；
?3、水的流动是稳定流动；
? 4、水不可压缩（即 ρ=常数）
? （一）水的质点在叶轮内的流动
? 1、表征叶轮的形状的几何参数
? D1,D2— 叶轮叶片内缘、外缘直径；
? r1,r2— 叶轮叶片内缘、外缘半径；
? b1,b2— 叶轮叶片内缘、外缘处的宽度；
? β1,β2— 叶轮叶片内缘、外缘处的叶
片安装角。
? 2、水在叶轮中的运动（是一复合运动）
? 可分解为圆周运动和相对运动，两者的合成称为绝对运动。
? 圆周运动 与叶轮圆周速度相同的牵连运动。任意半径处
圆周速度 u=rω；
? 相对运动 介质（水）相对于叶片的运动。当水为理想流
体时，叶片无限多，无限薄的情况下，叶片间流道中的流
体成为微小流束。流体的每一质点只能沿着流道运动，其
轨迹与叶片型线一致。当然，在流道入、出口处的流体质
点运动方向也与该处的叶片切线方向一致。在同一半径上
的各质点流速是相同的，用相对速度 w表示。
? 绝对运动：绝对速度 C
wuc ??
?3、速度三角形（速度向量图）
?速度三角形（图 7— 3）（以下缀 1和 2区分入口和出口处
的各项参数）
?参数解释：
?径向速度 绝对速度在径向方向上的分量。（用 Cr表示）
?旋绕速度 绝对速度在圆周方向上的分量。（用 Cu表示）
?α角：与的夹角。
?β角：与反方向的夹角。（与叶片安装角相等）
?4、各参数之间的关系
u
r
u
r
r
u
cu
c
cu
c
cc
cc
wuwuc
wcwuc
ucucw
ucucw
22
21
2
11
11
1
222
2
2
2
2
2
2
111
2
1
2
1
2
1
212
2
2
2
2
2
2
111
2
1
2
1
2
1
t ant an
t ant an
s in
c o s
c o s2
c o s2
c o s2
c o s2
?
?
?
?
??
??
???
???
???
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?（ 二）基本方程式（离心式水泵的理论压头方程
式 — 欧拉方程）
?理论压头是指理想叶轮转换给流体的压头。一般
用 HT表示。
?理想叶轮工作时无损失，它的轴功率 Pl等于有益
功率，即
TTl HrQP ?
?MP l ?
?又轴功率可以用加于叶轮的外力矩 M和叶轮角
速度 ω的乘积表示为
? （找出外加力矩 M与叶轮参数之间关系后，利用此
关系代入上式，即可求出压头 HT与叶轮参数之间的
关系。为此可利用动量定理。从该定理可知：作用
于叶轮上的外力矩应等于每秒钟流经叶轮的流体的
动量矩增量。）
T
T rQ
MH ??∴
如图所示，表示理想叶轮中某流体质点由入口
处 1运动到出口处 2的情况，其中虚线表示其绝对运
动的轨迹。若 QT为为叶轮流量，则每秒钟流经叶轮
的流体质量为 ρQT。该流体在叶轮中的动量矩增量
可用它的出口处动量矩 ρQTc2l2与入口处动量矩
ρQTc1l1之差表示。由此
)( 1122 lclcQM T ?? ?
式中 222 co s?rl ? 111 co s?rl ? ?22 ru ? ?11 ru ?
)(1 1122 uuT cucugH ???, m
从基本方程式可以看出：
1、水从叶轮中获得的能量，仅与水在叶轮进口
及出口的运动速度有关，与水在流道的流动过程
无关。对于水泵，在设计叶轮时，通常都是按无
预旋设计，即 α 1=90o,c1u=0。因此
uT cugH 22
1?, m
? 2、压头与叶轮外缘圆周速度 u2成正比，
u2=ЛD2n/60。所以，当其它条件相同时，叶轮外
径越大，转速越高，压头也越高。 3、流体所获
得的理论压头（扬程） HT与流体种类无关。对于
不同流体，只要叶轮进、出口处流体的速度三角
形相同，都可以得到相同的 HT。
? 压头，即流体在泵中的能量增量可以分解为动能
和势能。在涡轮机行业中，称前者为动压，后者
为静压。将基本方程式变换为另一种形式后，可
看出静压和动压的来源。
2
2
11
2
1
11
wuccu
u
????
2
2
2
2
2
2
2
22
wuccu
u
???
)(2 1)(2 1)(2 1 222121222122 wwguugccgH T ??????
代入基本方程式可得：
)(21 2122 ccg ?
)(21 2122 uug ?
)(21 2221 wwg ?
表示流体在叶轮中第一项，
由于绝对速度增加而增加的动能；
第二项,表示由于离心力
造成的静压增量；
第三项,表示由于相对速度
降低而使静压增加的量。
uT cugH 221?
rrT cbDcsQ 22222 ???
三、离心式水泵的特性曲线
（一）理论扬程特性曲线
1、理论流量
,m3/s
s2— 叶轮出口面积，㎡
D2— 叶轮外径,m
b2— 叶轮出口宽度,m
c2r— 叶轮出口处的径向速度
2,理论压头特征
理论压头 HT与理论流量 QT之间存在着内在联系。这种联
系可以由其出口速度三角形中速度 C2r和 C2u之间的关系找
到。很明显
22
2222
2222 c o t
bD
Q
ccbDQ
cuc
T
rrT
ru
?
?
?
???
??
?
代入
uT cugH 22
1?
得离心式水泵的理论压头特征方程式：
T
T
TT
BQA
Q
bDg
u
g
u
Q
bD
u
g
u
H
??
??
??
22
22
2
2
22
2
2
2
c o t
)
c o t
(
?
?
?
?
式中
22
22
2
2 c ot,
bDg
u
B
g
u
A
?
?
??
3、离心式水泵的理论扬程曲线
（ 1） β2>90o, B<0，故 HT=A+BQT即 HT随
着 QT的增加，是一条上升的直线；
（ 2） β2=90o,B=0，故 HT=A，即 HT不随 QT的
变化而变化，是一条与横标平行的直线。
（ 3） β2<90o, B>0，故 HT=A-BQT即 HT随着 QT
的增加而减小，是一条下降的直线。
4、叶片的型式
通常以叶轮转向作为参量，将出口角不同的叶轮分
为三种。即
β2<90o时，后向（后倾或后弯）叶片叶轮；
β2=90o时，径向叶片叶轮；
β2>90o时，前向叶片叶轮。
图 7— 5所示，由图可以看出，前向叶片的出口绝对
速度 c2最大，后向叶片的绝对速度 c2最小。绝对
速度越大，水在泵内流动时的能量损失也越大，
效率就越低。所以，前向叶片叶轮的效率较低，
后向叶片叶轮的效率较高。因此，在实践中使用
后向叶片的叶轮。
（二）实际特性曲线
1、实际扬程特性曲线的定性分析
（ 1）有限叶片的影响（叶片数目有限时对扬程的影响）
1）叶片有限时的环流和相对速度的分布
相对速度分布：受环流（环流的形成 — 来自流体质点
的惯性。）的影响，叶片迎面上的流体质点相对速度
减小，背面处的流体质点相对速度加大，形成不均匀
的相对速度。（ 图 7-6）
形成原因：理想叶轮相对速度的均匀分布与环流合成
的结果。
? 2）环流对压头的影响
? 叶片数目有限与无限情况下速度的比较：
?, 绝对速度向叶轮旋转的相反方
向偏移。
?,减小程度用表示，称为环流系数。
? 对于水泵 （ z— 叶片数目），一般
k=0.6～ 0.9。
? 环流对压头的影响：
（叶片出口角）出流角） 2'2 ( ?? ?
uu cc 2'2 ??
u
u
c
ck
2
'
2?
zk 2
s in1 ????
TT
u
u
u
u
T
T kHHk
c
c
cu
g
cu
g
H
H ????? '
2
'
2
22
'
22'
1
1
（ 2）能量损失（水力损失）的影响
叶轮是水泵中唯一传递能量的部件。其它诸如水泵
的吸水室、导水圈和返水圈以及压水室等通流部
件都是组成水泵必不可少的部分。这些部件或起
导流作用或起能量形式的转化作用，不但不会给
流体增加能量，反而因存在着各种阻力而消耗能
量。流体在叶轮和其它通流部件中流动时的水力
损失可归纳为摩擦扩散损失和冲击损失。
1）摩擦和扩散损失（ 图 7-7）
摩擦损失 指流体在叶轮和其它通流部件中的沿程
损失。
2Qkh
mm ?
扩散损失 指流体在导向器和泵壳扩散时（将动压转
换为静压过程中）的能量损失。
2Qkh
qq ?
2Qkhhh
mqqmmq ???
2）冲击损失（图 7-7）
指流体在水泵全部流动过程中的转弯、扩大和收缩
等造成的损失。就叶轮来讲是指流体对叶片入口处
的冲击和流量变化时叶轮内的涡流损失。在 Q=Qe
时,hq=0；
ee QQQQ ?? 或
2)( eqq QQkh ??
当 时
这种损失出现并与额定流量相差越多损失越大，随流量
的平方增加。
即
Kq— 冲击损失系数。
冲击损失分布的原因：
由于 Q〈 Qe时，流体以大于叶片安装角的角度冲向叶片，
把流体挤压到叶片工作面上并在背面上形成涡流区；当 Q〉
Qe时，流体与叶片相遇时的角度小于叶片安装角，流体
被压向叶片迎面，在工作面上形成了封闭的涡流区之故。
2、实际特性曲线
（ 1）实际扬程特性曲线解析图
图 7-8
（ 2）实际特性曲线
四、比例定律及比转数
1、比例定律
（ 1）相似条件
相似理论（研究相似流体的理论） 根据相
似理论，若两个流动之间，相互对应的流动参量
（即与流动有关的各物理量，如：密度、粘度、
速度、压力等）有着一定的比例关系，并且按照
同样的规律运动，则称这两个流动是互为相似的
流动。确定两者之间存在着相似关系的原理称为
相似原理。相似原理告诉我们：两个流动相似，
一定要满足力学相似条件，即满足几何相似、运
动相似和动力相似。
同时满足，彼此之间几何相似、运动相似和
动力相似的水泵称相似水泵。
1）几何相似（边界相似）
指流动几何相似和边界性质相同。彼此相似的水
泵的叶轮和主要通流部件中的流体流动几何相似，
彼此相应的几何尺寸成相同比例，对应的同名角
相等。表征边界性质的叶轮和主要通流部件的固
体壁面水力性质相同，几何形状相似。即对应尺
寸的比值为一常数，对应的同名角相等。即：
'
22
'
11
'
2
2
'
1
1
'
2
2
'
1
1
???? ??
???
、
b
b
b
b
D
D
D
D
2） 运动相似
指流动的各相应点的速度方向相同, 大小成比
例 。 彼此相似水泵上各对应点处的速度三角形相
似 。 即
'
22
'
11
'
2
2
'
2
2
'
2
2
'
1
1
'
1
1
'
1
1
???? ??
?????
、
c
c
u
u
w
w
c
c
u
u
w
w
3）动力相似
指流动的各相应点处质点所受诸同名力成比例。对
于彼此相似的水泵主要是要求其雷诺准则，即雷
诺数 Re=uD/?（式中 u— 叶轮外缘速度,D— 叶轮
外缘直径,?— 运动粘度系数）相等或不大于 5倍。
实际上要做到 Re相等，有时有实际困难，考虑
到管流时粘滞力不再与 Re有关，而且自动保持
动力相似，所以不严格要求 Re相等。但也应尽
量做到阻力系数接近，相差不宜过大。即
‘
（重力）
（重力）
（压力）
（压力）
（惯性力）
（惯性力）
（粘性力）
（粘性力）
?? ??
???
2
1
2
1
2
1
2
1
注意：相似条件中以几何相似为必要条件，运动相似
和动力相似为充分条件。
（ 2）比例定律
1）相似水泵相应工况下的参数关系
流量关系 设对应工况的流量值分别
''
2
'
2
'
2
'
222
'
''
2
'
2
'
2
'
222
rr
rr
rrrr
cbD
cbD
Q
Q
cbDQcbDQ
???
???
??????
??
??,
由于两水泵相似，所以
''
2
2
'
2
2
'
2
2
''
'
2
2
'
2
2
nD
nD
u
u
c
c
b
b
D
D
r
r
rr
??
??? ????,、
'
3
'
2
2
' )( n
n
D
D
Q
Q ??
扬程关系 设对应工况的压头值分别为
'''
1
'
1
'
2
'
2
1122
'''
1
'
1
'
2
'
2
1122
'
'''
1
'
1
'
2
'
2
'
1122
1122
'
)(
1
)(
1
)(
1
)(
1
)(
1
sl
sl
uu
uu
sluu
sluu
sluusluu
uuTslTslT
k
k
cucu
cucu
kcucu
g
kcucu
g
H
H
kcucu
g
Hkcucu
g
H
cucu
g
HkHHH
?
?
?
?
??
??
?
?
?
?
?
??
?????
????
、
?
由于两水泵相似，所以
2
'
2
'
2
2
'
1
'
1
'
2
'
2
'
1
'
1
2
''
2
2'
2
'
2
2
''
2
2
'
''
'
1
'
1
112
''
2
2
'
2
'
2
22
)()(
)()(
)(
n
n
D
D
cucu
cu
nD
nD
cu
nD
nD
H
H
kk
cu
cu
nD
nD
cu
cu
uu
uu
slsl
u
u
u
u
?
?
?
??
???? ??、、
'
3
'
5
'
2
2
'
'''
'
'
)()(
1 0 0 0
?
?
??
??
?
?
n
n
D
D
P
P
HQ
QH
P
P
QH
P
??
?
?
即
功率关系
3
''
2
'''' )()( n
n
P
P
n
n
H
H
n
n
Q
Q ??? ；；
2）比例定律
对于同一台或两台对应尺寸相等的相似水泵，
若排送的液体重度相等，可得比例定律。即
比例定律的应用：
(二 )比转数
比转数是水泵相似的一项派生准则。因为比例定
律只反映了一系列相同或相似水泵性能参数之间的关
系。并未涉及非相似水泵性能参数之间的关系。在水
泵的选择和设计中，为了比较不同系列水泵的性能参
数，往往需要一个不依赖于泵的几何尺寸，而反映其
流量和扬程关系的综合参数，这个参数称为比转数。
3
'
2
2
''
2
'
2
22
'' ))(()()( D
D
n
n
Q
Q
D
D
n
n
H
H ???,
'
2
2
D
D
4
3
'
2
1'
'
4
3
2
1
H
Qn
H
nQ ?
设两台彼此相似水泵的尺寸，转速和额定工
况参数分别为 D2,n,H,Q和 D2′,n′,H′,Q′。
以上两式中消去比值 得：
将上式两端同乘以 3.65有
n
H
Q
n
H
Qn
H
nQ
s
4
3
2
1
'
''
4
3
2
1
65.3
65.365.3
4
3
2
1
??
?
式中 3.65来源于水轮机，当时它的表达式
HP
QH
N
H
Nn
n s,
75
,
4
5
?
?? 其中 （马力）
将此关系和 γ =1000kg/m3代入即得上式 。
此时,ns表示在相似条件下，额定工况或效率最高
时产生 1单位流量和 1单位压头的标准水泵的转速，称
为比转数。很明显，彼此相似的水泵的标准水泵的转
速 — 比转数相等。不相似的水泵比转数不等。
用途：
1、比转数可以反映水泵的性能及叶轮形状；
在相同转速下，比转数大，流量大而压头小，流量大，导
致叶轮出口流道宽度大；压头小，则叶轮出口直径小，叶
轮流道短。故比转数大的叶轮流道宽而短，而且性能曲线
比较陡。相反，比转数小的叶轮流道窄而长，性能曲线比
较平坦。
2、比转数可以对水泵进行分类；
3、比转数可以选择水泵的叶轮型式；
4、应用于设计计算中。
§ 7— 3 离心式水泵的结
离心式水泵的分类：按叶轮数目分、按叶轮
进水口数目分、按泵壳的接缝形式分、按泵轴的
位置分等。
目前，矿山主要排水设备常用 D型,DA型和
TSW型多级离心式水泵，而井底水窝和采区局部
排水则常用 B型,BA型和 BZ型单级离心式水泵。
一,D型离心式水泵
单吸多级分段式水泵。
（一） D型泵的结构
主要由转动部分、固定部分、轴承部分和密封部分组
成。
1、转动部分
（ 1）叶轮
1）作用
2）结构原理
形状取决于比转数，由前盘面、后盘面、叶片、轮毂
组成。
a、叶型
b、叶片数目
（ 2）泵轴
（ 3）平衡盘
2、固定部分
（ 1）进水段 环形吸水室
（ 2）中段
1）导水圈
2）返水圈
注意：导水圈叶片与叶轮叶片数应互为质数。
3）出水段
螺壳型出水段
3、轴承部分
4、水泵的密封
（ 1）固定件之间密封
纸垫密封
（ 2）转动部分与固定之间的密封
1）密封环
a、大口环
b、小口环
2）填料装置
吸水侧填料装置：
排水侧填料装置：
注意：填料压盖不可拧得太紧。
（二） D型泵的特点和型号意义
1、特点
2、型号意义
D型泵流通部件的材质有两种，一种适用于普通中
性水，用,D”表示；另一种适用于酸性水，用
,DF”或,DⅡ,表示
二,B型离心式水泵
（一）构造
（二）特点和型号意义
1、特点
2、型号意义
三、离心式水泵的轴向推力及平衡方法
叶轮为单吸式的水泵，在工作时受到轴向推力作用，
迫使叶轮和转子一起朝入口方向移动。单级泵的轴向推力
有几百公斤；多级分段式水泵的可达几吨。轴向推力必须
予以平衡才能保证泵的正常工作。
（一）产生轴向推力的原因
作用在叶轮前、后底盘外表面上的总压力不相等，和
作用在叶轮内表面上水的动压的轴向分力所致。
（ 二）危害
使整个转子向吸水侧窜动。
1、使叶轮造成破坏性磨损；
2、轴承发热、电动机负载增加；
3、使叶轮出水口与导水圈的导叶进口发生偏移，引
起冲击和涡流，降低泵的效率。
（三）轴向推力的平衡方法
1、平衡孔
构成一个平衡室，降低平衡室内的压强。其方法如
下：
（ 1）在叶轮后底盘上钻孔，把平衡室和叶轮入口连
接起来，使两侧压强相等；
（ 2）用专门的通路将平衡室与低压区沟通，达到降
压目的。
2、加径向筋
3、平衡鼓
4、对称布置叶轮
5、平衡盘法
（ 1）结构原理
图 7— 13
（ 2）特点
平衡效果好，但起动过程易与平衡座接触造成磨损。
（ 3）注意
平衡盘与平衡座之间间隙在 0.5～ 1㎜ 之间；泵轴的
窜量不小于 1㎜,不大于 4㎜ 。
§ 7— 4 离心式水泵的运行
一、排水管路特性
水泵在管路上工作时，排水所需的实际压头
（扬程）与通过管路的流量的关系称为管路特性。
1、管路特性方程式
水从水泵所获得的总能量不仅用于提高水的
位置，还要用于克服管路的阻力，故水泵的工作
状况不仅与水泵本身性能有关，也与管路配置情
况有关。水在管路中流动所需要的总能量，可由
伯努利方程式导出。
52
54542
2
22
2
2
2
2
1
'
/,
1
)1(
18
(
2
)(
2
)(
)(
2
2
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2
ms
d
L
dd
L
dg
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RQHH
g
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d
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g
v
d
L
hh
hh
g
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HH
h
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HHH
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?????
???
?????
?????
???????
??
??
?
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?
?
?
????
??
式中
管路特性方程式）
由水力学可知：
列吸水面 1-1和排水管路出口截面 2-2的伯努利方程
式。取面 1-1为基准面，则
分析上式可知，所需压头（扬程）取决于测地高度
HC，管路阻力系数 R和流量 Q。对于具体的矿井来讲，
其 HC是确定的，因而当流量一定时，所需压头（扬程）
将取决于 R。（ R的大小与管长、管径、管内壁状况以
及管路附件的种类和数量有关
2、管路特性曲线
二、水泵的工况点
（一）工况点及工业利用区
1、工况点
（ 1）工况点
（ 2）工况参数 扬程、流量、功率、效率、允许
吸上真空度等。
2、工业利用区
工业利用区是水泵特性曲线上允许使用的区段。在这个
区段内工作，水泵满足稳定工作和经济工作的条件。
（ 1）稳定工作 水泵在运转中工况点是单值的，不能出现无交
点或多交点。
1）不稳定的原因
无工况点（ H0<HC）
多工况点（ H0<HC）
2）稳定工作条件
0.9 H0≥HC
（ 2）经济工作条件
m a x%)9085.0( ?? ??m
（ 3）工业利用区的划定
水泵正常工作条件：稳定工作条件、经济工作条件、不发生
汽蚀条件。
（二）水泵工况点的调节
调节目的：
1、使水泵在运转过程中，其工况点始终满足正常工作条件；
2、使水泵的流量和扬程满足实际工作的需要。
调节途径：
1、改变管路特性曲线；
2、改变水泵本身的特性曲线。
一）改变管路特性曲线
1、闸门调节法
注意：这种方法不能作为长期调节用，只能在特殊情况下作
为临时措施。例如，配置的电动机功率过紧，为防止电机
过载，在更换电机前继续排水，可暂时关小闸阀减小排量，
使电机在允许负荷下运行。
2、管路并联（节能）
（ 1）调节方法
（ 2）注意
1）防止电动机过负荷；
2）防止产生汽蚀。
二）改变水泵特性曲线调节法
1、改变转速调节法
由比例定律可知，改变转速，其性能参数也将发生
相应的变化。
特点：这种方法没有额外的能量消耗，经济上合理。
但改变转速的方法比较复杂，需要增加附加设备，
费用较高，因此应用不很广泛。
'
2
2
'
3
2
'
2
'
2
2
'
2
'
2
'
2
'
)()(
D
D
n
n
D
D
P
P
D
D
H
H
D
D
Q
Q
s
s ???? ；；；
2'2
'
'
2 QKQ
Q
HH ??
2、切削叶轮直径调节法
（ 1）切割定律
（ 2） 切割量
切割抛物线方程式：
切割后的叶片外径：
2
'
2 DQ
QD ??
22 DH
HD ???
切削量：
22
22 DDKD ????
注意,1） 切削时应只切叶片, 前后盘应保留；
2） 切削量不能太大 。
iH
Hi ?
H
H C
g ??
3、减少叶轮数目调节法
注意：减少叶轮应从排水侧减起。如条件允许最好
把相应的中段也去掉，把泵轴缩短。（因为这样才
不会使效率下降太多。）
减少叶轮数目前后的性能比较：（ 图 7-23）
减少叶轮数目后 （ 1）节约扬程，使管路效率大
大提高；（ 2）允许吸上真空度增大，提高了运行
的安全性和经济性。
管路效率
三, 水泵的联合工作
1,水泵的串联工作
（ 1） 串联的任务及目的
（ 2）串联工况点
1） 构造等效水泵
2） 求等效水泵的特性曲线
按照, 等流量线下, 扬程相加, 的原则
3） 求等效水泵的工况点 M等
4） 求串联工况点,M1,M2
2、水泵的并联工作
（ 1）并联的任务及目的
（ 2）并联工况点
1） 构造等效水泵
2） 求等效水泵的特性曲线
按照, 等扬程线下, 流量相加, 的原则
3） 求等效水泵的工况点 M等
4） 求并联工况点,M1,M2
（ 3） 并联效果
3,串并联方式的确定
四, 水泵的启动和停止
1,启动
注意：水泵绝对不能在泵腔内未灌满水就启动 。
2,停止
注意：停止时绝对禁止没有关闭出水闸阀就切断电
源 。
五, 提高排水设备经济运行的措施
（ 一 ） 提高水泵效率
（ 二 ） 提高管路效率
§ 7— 1 概述
一、矿井排水设备的任务和分类
? 1、矿水
? （ 1）矿水来源
? 涌入矿井的水统称为矿水。矿水主要来源于地面水和地下
水。
? （ 2）涌水量
? 绝对涌水量：单位时间内涌入矿井的水的体积量（ q），单
位是 m3/h；
? 相对涌水量：同时期内相对于单位煤炭产量的涌水量，也
称含水系数。以,Ks”表示。
tmT qK s /24 3?
T— 同时期内煤炭日产量（ t）
?（ 3）矿水性质
?1）温度 随井深增高。
?2）密度 比清水大。 ρ=1015～ 1025kg/m3
?3）化学性质 矿水略带酸性，当 PH<5时，应采取
措施。
?2、任务 将矿水及时地排送至地面，为井下创造
良好的工作环境，确保安全生产。
?3、分类
?矿井排水设备分为固定式和移动式。固定
式排水设备根据其服务范围又分为主排水
设备、区域排水设备和辅助排水设备。
? 二、矿井排水设备的组成
? 1、组成
? 水泵、电机及电控设备、管路及附件、监测仪表
等。
? 2、各部分功用
§ 15— 2 离心式水泵的工作理论
?一、离心式水泵的工作原理及性能参数
?（一）工作原理
?（二）性能参数
?1、流量（ Q） 单位时间内水泵所排出的水的体积。
单位,m3/s,m3/h
?2、扬程（ H） 单位重量的水通过水泵后所获得的
能量，单位,m。
?3、功率（ P） 水泵在单位时间内所做的功的大小。
单位,kw。
?（ 1）轴功率 电动机传给水泵轴的功率（即水泵的
输入功率）。
?（ 2）有效功率（ Pa） 单位时间内水 通过水泵所
获得的能量（即水泵的输出功率）。
1000
QHP
a
??
? 4、效率（ η） 水泵的有效功率与轴功率的比值。
P
QH
P
P a
1 0 0 0
?? ??
?5、转速（ n） 水泵叶轮每分钟的转数。单位,r/min。
?6、允许吸上真空度（ Hs） 在保证水泵不发生汽蚀的情况
下，水泵吸水口所允许的真空度。单位,m。
二、离心式水泵的基本方程式
水在水泵的叶轮中的流动情况相当复杂，利用
数学方法准确求出压头特性（泵转速一定时，流量与
压头之间的关系）是很困难的。只能采用近似方法，
使其结果能基本反映实际情况，这就是建立一个理想
叶轮模型，其条件为：
?1、叶轮叶片数目无限多，叶片厚度无限薄；
?2、介质（水）为理想流体，水泵工作时没有任何
损失；
?3、水的流动是稳定流动；
? 4、水不可压缩（即 ρ=常数）
? （一）水的质点在叶轮内的流动
? 1、表征叶轮的形状的几何参数
? D1,D2— 叶轮叶片内缘、外缘直径；
? r1,r2— 叶轮叶片内缘、外缘半径；
? b1,b2— 叶轮叶片内缘、外缘处的宽度；
? β1,β2— 叶轮叶片内缘、外缘处的叶
片安装角。
? 2、水在叶轮中的运动（是一复合运动）
? 可分解为圆周运动和相对运动，两者的合成称为绝对运动。
? 圆周运动 与叶轮圆周速度相同的牵连运动。任意半径处
圆周速度 u=rω；
? 相对运动 介质（水）相对于叶片的运动。当水为理想流
体时，叶片无限多，无限薄的情况下，叶片间流道中的流
体成为微小流束。流体的每一质点只能沿着流道运动，其
轨迹与叶片型线一致。当然，在流道入、出口处的流体质
点运动方向也与该处的叶片切线方向一致。在同一半径上
的各质点流速是相同的，用相对速度 w表示。
? 绝对运动：绝对速度 C
wuc ??
?3、速度三角形（速度向量图）
?速度三角形（图 7— 3）（以下缀 1和 2区分入口和出口处
的各项参数）
?参数解释：
?径向速度 绝对速度在径向方向上的分量。（用 Cr表示）
?旋绕速度 绝对速度在圆周方向上的分量。（用 Cu表示）
?α角：与的夹角。
?β角：与反方向的夹角。（与叶片安装角相等）
?4、各参数之间的关系
u
r
u
r
r
u
cu
c
cu
c
cc
cc
wuwuc
wcwuc
ucucw
ucucw
22
21
2
11
11
1
222
2
2
2
2
2
2
111
2
1
2
1
2
1
212
2
2
2
2
2
2
111
2
1
2
1
2
1
t ant an
t ant an
s in
c o s
c o s2
c o s2
c o s2
c o s2
?
?
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?
??
??
???
???
???
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?（ 二）基本方程式（离心式水泵的理论压头方程
式 — 欧拉方程）
?理论压头是指理想叶轮转换给流体的压头。一般
用 HT表示。
?理想叶轮工作时无损失，它的轴功率 Pl等于有益
功率，即
TTl HrQP ?
?MP l ?
?又轴功率可以用加于叶轮的外力矩 M和叶轮角
速度 ω的乘积表示为
? （找出外加力矩 M与叶轮参数之间关系后，利用此
关系代入上式，即可求出压头 HT与叶轮参数之间的
关系。为此可利用动量定理。从该定理可知：作用
于叶轮上的外力矩应等于每秒钟流经叶轮的流体的
动量矩增量。）
T
T rQ
MH ??∴
如图所示，表示理想叶轮中某流体质点由入口
处 1运动到出口处 2的情况，其中虚线表示其绝对运
动的轨迹。若 QT为为叶轮流量，则每秒钟流经叶轮
的流体质量为 ρQT。该流体在叶轮中的动量矩增量
可用它的出口处动量矩 ρQTc2l2与入口处动量矩
ρQTc1l1之差表示。由此
)( 1122 lclcQM T ?? ?
式中 222 co s?rl ? 111 co s?rl ? ?22 ru ? ?11 ru ?
)(1 1122 uuT cucugH ???, m
从基本方程式可以看出：
1、水从叶轮中获得的能量，仅与水在叶轮进口
及出口的运动速度有关，与水在流道的流动过程
无关。对于水泵，在设计叶轮时，通常都是按无
预旋设计，即 α 1=90o,c1u=0。因此
uT cugH 22
1?, m
? 2、压头与叶轮外缘圆周速度 u2成正比，
u2=ЛD2n/60。所以，当其它条件相同时，叶轮外
径越大，转速越高，压头也越高。 3、流体所获
得的理论压头（扬程） HT与流体种类无关。对于
不同流体，只要叶轮进、出口处流体的速度三角
形相同，都可以得到相同的 HT。
? 压头，即流体在泵中的能量增量可以分解为动能
和势能。在涡轮机行业中，称前者为动压，后者
为静压。将基本方程式变换为另一种形式后，可
看出静压和动压的来源。
2
2
11
2
1
11
wuccu
u
????
2
2
2
2
2
2
2
22
wuccu
u
???
)(2 1)(2 1)(2 1 222121222122 wwguugccgH T ??????
代入基本方程式可得：
)(21 2122 ccg ?
)(21 2122 uug ?
)(21 2221 wwg ?
表示流体在叶轮中第一项，
由于绝对速度增加而增加的动能；
第二项,表示由于离心力
造成的静压增量；
第三项,表示由于相对速度
降低而使静压增加的量。
uT cugH 221?
rrT cbDcsQ 22222 ???
三、离心式水泵的特性曲线
（一）理论扬程特性曲线
1、理论流量
,m3/s
s2— 叶轮出口面积，㎡
D2— 叶轮外径,m
b2— 叶轮出口宽度,m
c2r— 叶轮出口处的径向速度
2,理论压头特征
理论压头 HT与理论流量 QT之间存在着内在联系。这种联
系可以由其出口速度三角形中速度 C2r和 C2u之间的关系找
到。很明显
22
2222
2222 c o t
bD
Q
ccbDQ
cuc
T
rrT
ru
?
?
?
???
??
?
代入
uT cugH 22
1?
得离心式水泵的理论压头特征方程式：
T
T
TT
BQA
Q
bDg
u
g
u
Q
bD
u
g
u
H
??
??
??
22
22
2
2
22
2
2
2
c o t
)
c o t
(
?
?
?
?
式中
22
22
2
2 c ot,
bDg
u
B
g
u
A
?
?
??
3、离心式水泵的理论扬程曲线
（ 1） β2>90o, B<0，故 HT=A+BQT即 HT随
着 QT的增加，是一条上升的直线；
（ 2） β2=90o,B=0，故 HT=A，即 HT不随 QT的
变化而变化，是一条与横标平行的直线。
（ 3） β2<90o, B>0，故 HT=A-BQT即 HT随着 QT
的增加而减小，是一条下降的直线。
4、叶片的型式
通常以叶轮转向作为参量，将出口角不同的叶轮分
为三种。即
β2<90o时，后向（后倾或后弯）叶片叶轮；
β2=90o时，径向叶片叶轮；
β2>90o时，前向叶片叶轮。
图 7— 5所示，由图可以看出，前向叶片的出口绝对
速度 c2最大，后向叶片的绝对速度 c2最小。绝对
速度越大，水在泵内流动时的能量损失也越大，
效率就越低。所以，前向叶片叶轮的效率较低，
后向叶片叶轮的效率较高。因此，在实践中使用
后向叶片的叶轮。
（二）实际特性曲线
1、实际扬程特性曲线的定性分析
（ 1）有限叶片的影响（叶片数目有限时对扬程的影响）
1）叶片有限时的环流和相对速度的分布
相对速度分布：受环流（环流的形成 — 来自流体质点
的惯性。）的影响，叶片迎面上的流体质点相对速度
减小，背面处的流体质点相对速度加大，形成不均匀
的相对速度。（ 图 7-6）
形成原因：理想叶轮相对速度的均匀分布与环流合成
的结果。
? 2）环流对压头的影响
? 叶片数目有限与无限情况下速度的比较：
?, 绝对速度向叶轮旋转的相反方
向偏移。
?,减小程度用表示，称为环流系数。
? 对于水泵 （ z— 叶片数目），一般
k=0.6～ 0.9。
? 环流对压头的影响：
（叶片出口角）出流角） 2'2 ( ?? ?
uu cc 2'2 ??
u
u
c
ck
2
'
2?
zk 2
s in1 ????
TT
u
u
u
u
T
T kHHk
c
c
cu
g
cu
g
H
H ????? '
2
'
2
22
'
22'
1
1
（ 2）能量损失（水力损失）的影响
叶轮是水泵中唯一传递能量的部件。其它诸如水泵
的吸水室、导水圈和返水圈以及压水室等通流部
件都是组成水泵必不可少的部分。这些部件或起
导流作用或起能量形式的转化作用，不但不会给
流体增加能量，反而因存在着各种阻力而消耗能
量。流体在叶轮和其它通流部件中流动时的水力
损失可归纳为摩擦扩散损失和冲击损失。
1）摩擦和扩散损失（ 图 7-7）
摩擦损失 指流体在叶轮和其它通流部件中的沿程
损失。
2Qkh
mm ?
扩散损失 指流体在导向器和泵壳扩散时（将动压转
换为静压过程中）的能量损失。
2Qkh
qq ?
2Qkhhh
mqqmmq ???
2）冲击损失（图 7-7）
指流体在水泵全部流动过程中的转弯、扩大和收缩
等造成的损失。就叶轮来讲是指流体对叶片入口处
的冲击和流量变化时叶轮内的涡流损失。在 Q=Qe
时,hq=0；
ee QQQQ ?? 或
2)( eqq QQkh ??
当 时
这种损失出现并与额定流量相差越多损失越大，随流量
的平方增加。
即
Kq— 冲击损失系数。
冲击损失分布的原因：
由于 Q〈 Qe时，流体以大于叶片安装角的角度冲向叶片，
把流体挤压到叶片工作面上并在背面上形成涡流区；当 Q〉
Qe时，流体与叶片相遇时的角度小于叶片安装角，流体
被压向叶片迎面，在工作面上形成了封闭的涡流区之故。
2、实际特性曲线
（ 1）实际扬程特性曲线解析图
图 7-8
（ 2）实际特性曲线
四、比例定律及比转数
1、比例定律
（ 1）相似条件
相似理论（研究相似流体的理论） 根据相
似理论，若两个流动之间，相互对应的流动参量
（即与流动有关的各物理量，如：密度、粘度、
速度、压力等）有着一定的比例关系，并且按照
同样的规律运动，则称这两个流动是互为相似的
流动。确定两者之间存在着相似关系的原理称为
相似原理。相似原理告诉我们：两个流动相似，
一定要满足力学相似条件，即满足几何相似、运
动相似和动力相似。
同时满足，彼此之间几何相似、运动相似和
动力相似的水泵称相似水泵。
1）几何相似（边界相似）
指流动几何相似和边界性质相同。彼此相似的水
泵的叶轮和主要通流部件中的流体流动几何相似，
彼此相应的几何尺寸成相同比例，对应的同名角
相等。表征边界性质的叶轮和主要通流部件的固
体壁面水力性质相同，几何形状相似。即对应尺
寸的比值为一常数，对应的同名角相等。即：
'
22
'
11
'
2
2
'
1
1
'
2
2
'
1
1
???? ??
???
、
b
b
b
b
D
D
D
D
2） 运动相似
指流动的各相应点的速度方向相同, 大小成比
例 。 彼此相似水泵上各对应点处的速度三角形相
似 。 即
'
22
'
11
'
2
2
'
2
2
'
2
2
'
1
1
'
1
1
'
1
1
???? ??
?????
、
c
c
u
u
w
w
c
c
u
u
w
w
3）动力相似
指流动的各相应点处质点所受诸同名力成比例。对
于彼此相似的水泵主要是要求其雷诺准则，即雷
诺数 Re=uD/?（式中 u— 叶轮外缘速度,D— 叶轮
外缘直径,?— 运动粘度系数）相等或不大于 5倍。
实际上要做到 Re相等，有时有实际困难，考虑
到管流时粘滞力不再与 Re有关，而且自动保持
动力相似，所以不严格要求 Re相等。但也应尽
量做到阻力系数接近，相差不宜过大。即
‘
（重力）
（重力）
（压力）
（压力）
（惯性力）
（惯性力）
（粘性力）
（粘性力）
?? ??
???
2
1
2
1
2
1
2
1
注意：相似条件中以几何相似为必要条件，运动相似
和动力相似为充分条件。
（ 2）比例定律
1）相似水泵相应工况下的参数关系
流量关系 设对应工况的流量值分别
''
2
'
2
'
2
'
222
'
''
2
'
2
'
2
'
222
rr
rr
rrrr
cbD
cbD
Q
Q
cbDQcbDQ
???
???
??????
??
??,
由于两水泵相似，所以
''
2
2
'
2
2
'
2
2
''
'
2
2
'
2
2
nD
nD
u
u
c
c
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D
r
r
rr
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??? ????,、
'
3
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2
2
' )( n
n
D
D
Q
Q ??
扬程关系 设对应工况的压头值分别为
'''
1
'
1
'
2
'
2
1122
'''
1
'
1
'
2
'
2
1122
'
'''
1
'
1
'
2
'
2
'
1122
1122
'
)(
1
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1
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1
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1
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1
sl
sl
uu
uu
sluu
sluu
sluusluu
uuTslTslT
k
k
cucu
cucu
kcucu
g
kcucu
g
H
H
kcucu
g
Hkcucu
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H
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HkHHH
?
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?
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、
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由于两水泵相似，所以
2
'
2
'
2
2
'
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'
1
'
2
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2
'
1
'
1
2
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2
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2
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1
'
1
112
''
2
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n
n
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D
cucu
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5
'
2
2
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'
'
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1 0 0 0
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n
n
D
D
P
P
HQ
QH
P
P
QH
P
??
?
?
即
功率关系
3
''
2
'''' )()( n
n
P
P
n
n
H
H
n
n
Q
Q ??? ；；
2）比例定律
对于同一台或两台对应尺寸相等的相似水泵，
若排送的液体重度相等，可得比例定律。即
比例定律的应用：
(二 )比转数
比转数是水泵相似的一项派生准则。因为比例定
律只反映了一系列相同或相似水泵性能参数之间的关
系。并未涉及非相似水泵性能参数之间的关系。在水
泵的选择和设计中，为了比较不同系列水泵的性能参
数，往往需要一个不依赖于泵的几何尺寸，而反映其
流量和扬程关系的综合参数，这个参数称为比转数。
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H
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设两台彼此相似水泵的尺寸，转速和额定工
况参数分别为 D2,n,H,Q和 D2′,n′,H′,Q′。
以上两式中消去比值 得：
将上式两端同乘以 3.65有
n
H
Q
n
H
Qn
H
nQ
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式中 3.65来源于水轮机，当时它的表达式
HP
QH
N
H
Nn
n s,
75
,
4
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?? 其中 （马力）
将此关系和 γ =1000kg/m3代入即得上式 。
此时,ns表示在相似条件下，额定工况或效率最高
时产生 1单位流量和 1单位压头的标准水泵的转速，称
为比转数。很明显，彼此相似的水泵的标准水泵的转
速 — 比转数相等。不相似的水泵比转数不等。
用途：
1、比转数可以反映水泵的性能及叶轮形状；
在相同转速下，比转数大，流量大而压头小，流量大，导
致叶轮出口流道宽度大；压头小，则叶轮出口直径小，叶
轮流道短。故比转数大的叶轮流道宽而短，而且性能曲线
比较陡。相反，比转数小的叶轮流道窄而长，性能曲线比
较平坦。
2、比转数可以对水泵进行分类；
3、比转数可以选择水泵的叶轮型式；
4、应用于设计计算中。
§ 7— 3 离心式水泵的结
离心式水泵的分类：按叶轮数目分、按叶轮
进水口数目分、按泵壳的接缝形式分、按泵轴的
位置分等。
目前，矿山主要排水设备常用 D型,DA型和
TSW型多级离心式水泵，而井底水窝和采区局部
排水则常用 B型,BA型和 BZ型单级离心式水泵。
一,D型离心式水泵
单吸多级分段式水泵。
（一） D型泵的结构
主要由转动部分、固定部分、轴承部分和密封部分组
成。
1、转动部分
（ 1）叶轮
1）作用
2）结构原理
形状取决于比转数，由前盘面、后盘面、叶片、轮毂
组成。
a、叶型
b、叶片数目
（ 2）泵轴
（ 3）平衡盘
2、固定部分
（ 1）进水段 环形吸水室
（ 2）中段
1）导水圈
2）返水圈
注意：导水圈叶片与叶轮叶片数应互为质数。
3）出水段
螺壳型出水段
3、轴承部分
4、水泵的密封
（ 1）固定件之间密封
纸垫密封
（ 2）转动部分与固定之间的密封
1）密封环
a、大口环
b、小口环
2）填料装置
吸水侧填料装置：
排水侧填料装置：
注意：填料压盖不可拧得太紧。
（二） D型泵的特点和型号意义
1、特点
2、型号意义
D型泵流通部件的材质有两种，一种适用于普通中
性水，用,D”表示；另一种适用于酸性水，用
,DF”或,DⅡ,表示
二,B型离心式水泵
（一）构造
（二）特点和型号意义
1、特点
2、型号意义
三、离心式水泵的轴向推力及平衡方法
叶轮为单吸式的水泵，在工作时受到轴向推力作用，
迫使叶轮和转子一起朝入口方向移动。单级泵的轴向推力
有几百公斤；多级分段式水泵的可达几吨。轴向推力必须
予以平衡才能保证泵的正常工作。
（一）产生轴向推力的原因
作用在叶轮前、后底盘外表面上的总压力不相等，和
作用在叶轮内表面上水的动压的轴向分力所致。
（ 二）危害
使整个转子向吸水侧窜动。
1、使叶轮造成破坏性磨损；
2、轴承发热、电动机负载增加；
3、使叶轮出水口与导水圈的导叶进口发生偏移，引
起冲击和涡流，降低泵的效率。
（三）轴向推力的平衡方法
1、平衡孔
构成一个平衡室，降低平衡室内的压强。其方法如
下：
（ 1）在叶轮后底盘上钻孔，把平衡室和叶轮入口连
接起来，使两侧压强相等；
（ 2）用专门的通路将平衡室与低压区沟通，达到降
压目的。
2、加径向筋
3、平衡鼓
4、对称布置叶轮
5、平衡盘法
（ 1）结构原理
图 7— 13
（ 2）特点
平衡效果好，但起动过程易与平衡座接触造成磨损。
（ 3）注意
平衡盘与平衡座之间间隙在 0.5～ 1㎜ 之间；泵轴的
窜量不小于 1㎜,不大于 4㎜ 。
§ 7— 4 离心式水泵的运行
一、排水管路特性
水泵在管路上工作时，排水所需的实际压头
（扬程）与通过管路的流量的关系称为管路特性。
1、管路特性方程式
水从水泵所获得的总能量不仅用于提高水的
位置，还要用于克服管路的阻力，故水泵的工作
状况不仅与水泵本身性能有关，也与管路配置情
况有关。水在管路中流动所需要的总能量，可由
伯努利方程式导出。
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式中
管路特性方程式）
由水力学可知：
列吸水面 1-1和排水管路出口截面 2-2的伯努利方程
式。取面 1-1为基准面，则
分析上式可知，所需压头（扬程）取决于测地高度
HC，管路阻力系数 R和流量 Q。对于具体的矿井来讲，
其 HC是确定的，因而当流量一定时，所需压头（扬程）
将取决于 R。（ R的大小与管长、管径、管内壁状况以
及管路附件的种类和数量有关
2、管路特性曲线
二、水泵的工况点
（一）工况点及工业利用区
1、工况点
（ 1）工况点
（ 2）工况参数 扬程、流量、功率、效率、允许
吸上真空度等。
2、工业利用区
工业利用区是水泵特性曲线上允许使用的区段。在这个
区段内工作，水泵满足稳定工作和经济工作的条件。
（ 1）稳定工作 水泵在运转中工况点是单值的，不能出现无交
点或多交点。
1）不稳定的原因
无工况点（ H0<HC）
多工况点（ H0<HC）
2）稳定工作条件
0.9 H0≥HC
（ 2）经济工作条件
m a x%)9085.0( ?? ??m
（ 3）工业利用区的划定
水泵正常工作条件：稳定工作条件、经济工作条件、不发生
汽蚀条件。
（二）水泵工况点的调节
调节目的：
1、使水泵在运转过程中，其工况点始终满足正常工作条件；
2、使水泵的流量和扬程满足实际工作的需要。
调节途径：
1、改变管路特性曲线；
2、改变水泵本身的特性曲线。
一）改变管路特性曲线
1、闸门调节法
注意：这种方法不能作为长期调节用，只能在特殊情况下作
为临时措施。例如，配置的电动机功率过紧，为防止电机
过载，在更换电机前继续排水，可暂时关小闸阀减小排量，
使电机在允许负荷下运行。
2、管路并联（节能）
（ 1）调节方法
（ 2）注意
1）防止电动机过负荷；
2）防止产生汽蚀。
二）改变水泵特性曲线调节法
1、改变转速调节法
由比例定律可知，改变转速，其性能参数也将发生
相应的变化。
特点：这种方法没有额外的能量消耗，经济上合理。
但改变转速的方法比较复杂，需要增加附加设备，
费用较高，因此应用不很广泛。
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2、切削叶轮直径调节法
（ 1）切割定律
（ 2） 切割量
切割抛物线方程式：
切割后的叶片外径：
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QD ??
22 DH
HD ???
切削量：
22
22 DDKD ????
注意,1） 切削时应只切叶片, 前后盘应保留；
2） 切削量不能太大 。
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Hi ?
H
H C
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3、减少叶轮数目调节法
注意：减少叶轮应从排水侧减起。如条件允许最好
把相应的中段也去掉，把泵轴缩短。（因为这样才
不会使效率下降太多。）
减少叶轮数目前后的性能比较：（ 图 7-23）
减少叶轮数目后 （ 1）节约扬程，使管路效率大
大提高；（ 2）允许吸上真空度增大，提高了运行
的安全性和经济性。
管路效率
三, 水泵的联合工作
1,水泵的串联工作
（ 1） 串联的任务及目的
（ 2）串联工况点
1） 构造等效水泵
2） 求等效水泵的特性曲线
按照, 等流量线下, 扬程相加, 的原则
3） 求等效水泵的工况点 M等
4） 求串联工况点,M1,M2
2、水泵的并联工作
（ 1）并联的任务及目的
（ 2）并联工况点
1） 构造等效水泵
2） 求等效水泵的特性曲线
按照, 等扬程线下, 流量相加, 的原则
3） 求等效水泵的工况点 M等
4） 求并联工况点,M1,M2
（ 3） 并联效果
3,串并联方式的确定
四, 水泵的启动和停止
1,启动
注意：水泵绝对不能在泵腔内未灌满水就启动 。
2,停止
注意：停止时绝对禁止没有关闭出水闸阀就切断电
源 。
五, 提高排水设备经济运行的措施
（ 一 ） 提高水泵效率
（ 二 ） 提高管路效率
