水泵及水泵站课程设计1基本设计资料1.1 基本情况本区地势较高，历年旱情比较严重，粮食产量低。

根据规划，拟从附近河流扬水灌溉该区的10万亩农田，使之达到高产稳产的目的。

机电扬水灌区内主要作物有小麦、玉米、谷子和棉花等。

灌区缺少灌溉制度，现参考附近老灌区的灌水经验，拟定出本灌区灌溉保证率为75%的灌溉制度。

其设计灌水率如表1所示。

1.2地质及水文地质资料根据可能选择的站址，布置6个钻孔。

由地质柱状图明显的看出，3米以内表土主要是粘壤土，经土工试验，得到的有关物理指标为粘壤土的内摩擦角φ=35°，承载力为220kN/m2。

站址附近的地下水位多年平均在202.2m左右（系黄海高程）。

1.3气象资料夏季多年平均旬最高气温34℃，春、秋季干旱少雨，年平均降雨量为524mm，降雨年内分配极不均匀，每年7、8、9月的降雨量占全年降雨量的80％以上。

年平均无霜期为200天左右，多年平均最低气温为-8℃，最大冻土深度为o.44m。

平均年地面温度为15℃，平均年日照时数为2600.4h。

累积年平均辐射总量为527.4l kJ／cm，平均日照百分率为59 ％。

热量和积温都比较丰富，能满足一年两熟作物生长的需要。

1.4 水源灌区南侧有一河流，是规划灌区的水源，其水量充沛。

灌溉保证率为75 %时的河流月平均水位如表2所示。

达2l6.5m，夏季多年旬平均最高水温为20℃。

1.5其它根据规划，为保证扬水后自流灌溉，出水池水位均不应低于234m。

站址附近有8 kV高压电力线通过，已经有关部门批准，可供泵站使用。

该地区劳动力充足，交通方便。

除水泥、金属材料以及泵站建设中所需的特殊材料外，当地可提供砖、石、砂、瓦、木材等建筑用材。

根据机电设备的运行特性，每天按20h运行设计。

1.6 要求完成泵站设计中初设阶段的部分内容，成果包括设计图纸和设计说明书。

1.6.1图纸1）枢纽平面布置图（绘制在地形简图上）2）泵房平面图，泵房纵、横剖面图。

1.6.2设计说明书1）概述建站目的，设计任务，资料分析，设计所依据的规范和标准。

2）机电设备选择的依据和计算。

3）泵站各建筑物的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图。

4）泵房尺寸拟定的依据和设备布置的说明。

5）验证机组选择的合理性，并说明其在使用中应注意的问题。

6）必要的附图、附表、参考文献图1 站地地形简图规范与标准：I S O 9001。

1． 机电设备选择的依据和计算 依据：根据等阶梯灌水率图，初定水泵台数，再依据单台水泵的设计流量和设计扬程，查相关图表，进行水泵性能比较，来确定机电设备。

计算：（1）设计流量的计算：毛灌水率换算成机灌水率公式为：q q t24设机机式中q 设——修正后的设计毛灌水率，l /（s ·千亩）； t 机——机组每天开机的小时数。

计算如表所示：12345[h] 2020202020[l/（s•千亩）]30.7530.0026.3024.1020.30[l/（s•千亩）]36.936.031.628.924.4t 机q 设q 机阶梯毛灌水率图：则由计算绘制出机制灌水率图：取灌水率中最大值来计算泵站的设计流量，公式为max Q q ω=设机式中max q 机 ——修正后的最大灌水率，l /（s ·千亩）； ω ——设计的灌溉面积，千亩。

故得到：max Q q 36.9672472.3ω==⨯=设机 l /s（2）确定水泵的设计扬程 1)平均实际扬程公式为：i i i i iH Q t H Q t ∑=∑实实式中i H 实——相应时段i t 时的出水池与进水池水位之差，m ；i Q ——相应时段i t 时的泵站供水流量，l /s ；i t ——不同灌溉时段的泵站工作天数，天。

计算：2)确定水泵设计扬程公式为H H h (1k)H =+∑∆≈+实实设损式中h∆——管路沿程和局部水头损失，m ；K ——管路水头损失占平均扬程的百分比，查表选用k =0.05。

故得到：H (10.05)16.8=17.64(m)=+⨯设（3）机组选型初定水泵台数为5台，其中一台为备用泵。

则单泵流量为：Q=Q /4=2472.3/4618(l/s)≈设。

查表，选泵选用20S A -S S 型双吸卧式离心泵，其参数如下：2． 泵站各进出水建筑物的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图 （1） 计算经济管径进水管径D (0.80.92)Q 668(mm)===，取D =700m m ，采用钢管。

出水管径D (0.650.8)Q 550(mm)===，取D =600m m ，采用预应力钢筋混凝土管。

（2） 确定水泵的安装高程由水泵参数知必需汽蚀余量c h ∆为5.8m ，则c [h]h 0.3 5.80.3 6.1(m)∆=∆+=+=查得本区水的汽化压力：P 0.430.240.2430.297(m)10νγ-=+⨯=大气压力：aP 109.8108.89.982(m)100γ-=-⨯=管中流速：22Q0.618V=1.606>1.2(m/s)D 0.744ππ==⨯估计进水管道约为8米， 故221.3 1.3V 1.606h 0.0010780.0010780.035(m)D 0.7=⨯=⨯⨯=沿 局部阻力系数：喇叭口10.1ζ=接管偏心渐缩 20.2ζ=o 90弯管 30.6ζ=故22123V 1.606h ()(0.10.20.6)0.1184(m)2g 29.8ζζζ=++=++=⨯局故g h h h 0.0350.11840.1534(m)=+=+=局沿 则a g g P P [H ][h]h 9.9820.297 6.10.1534 3.412(m)νγ-=-∆-=---=g [H ]308.8 3.412=312.2(m)∇=∇+=+进安（3）引渠的设计与布置采用混凝土光滑面衬砌，参数为Q =2.472m 3/s 、i =1/3000、m =1.0、n =0.015。

利用水力最佳断面公式公式8338h =及b m)=-计算得水力最佳断面b =2m 、h =1.0m 。

如图所示：（4）前池的设计与布置前池扩散角取为60°。

前池长度：B b 202L 19.63(m)602tg2tg22α--===，取L =20m ，（进水池宽B =22m ）。

池底纵坡降i =1/3～1/5，取i =0.3。

前池翼墙面与前池中心线成45o夹角的直立式翼墙。

（5）进水池的设计与布置进水池边壁采用矩形边壁。

进水池悬空高度（D 1.5D =进）P (0.60.8)D 0.71.50.70.735(m)==⨯⨯=进，取P=0.8m 。

进水口淹没深度h 1.01.25D ≥进淹（），取h 3.0m =淹。

后墙距T=0.81.0D 进（），取T=1.0m 。

侧墙距C 1.5D 1.575m ==进，取C=1.8m 。

进水池长度kQ 17 2.472L=0.64m Bh 223⨯==⨯淹 又∵L 4D T 5.2m ≥+=进，取L=6m 。

示意图如下：进水池平面图进水池剖面图进水建筑物示意图进水建筑物剖面图进水池宽度B=22m 。

进水池池顶高程=312.5+0.6=313.1m ， 进水池池底高程=308.8-3-0.8=305m 。

进水池深度313.13058.1m =-=（6）出水池的设计与布置出水池采用正向淹没式出流，出水管道两泵一管，管径D 为0.8m 。

出水管中流速222.472Q 2v 2.46m/s D 0.844o ππ===⨯ 管口上缘最小淹没深度2vminv h 20.62m2o g=⨯=、s v min h h 0.20.82m =+=出水池宽度o B (23)D ≥，取B 12m =。

出水池池顶高程 h 327.30.5327.8m ∇=∇+∆=+=顶高。

示意图如下出水池平面图出水池底板高程min o (h D P)327(0.620.80.4)325.2m ∇=∇-++=-++=底低P P h (3271)325.20.8m L 2m =--==P P P o2h h 2.4m 0.6 7(0.5) 6.710.5L P 1mα===--=+出水池长度22o s 2.46L (h ) 6.71(0.82+)7.57m 219.6g να=+==，取L=8m 。

（7）出水管道的设计与布置其管径为D =800m m 。

示意图如下：4、泵房尺寸的拟定和设备布置根据该地区的地质水文条件及所选泵型，泵房采用分基型，主机组采用一列式布置，配殿设备采用一侧式，检修间布于泵房的一端。

示意图如下（见图纸）5、进行工况校核水源的最高水位=312.5m，最低水位=308.8m。

出水池的最高水位初定为327.3m，最低水位为327m。

则min minH=327.3-308=18.5(m) H=327-312.5=14.5(m)H=17.62m实实实设计（）查水泵的性能曲线，根据水泵的工作高效区在75%～84%。

由此可见三种扬程的效率基本都在高效区，则此泵合适。

选配的电机的功率为165k w，则电动机的效率133100%80.6%165η=⨯=。

经分析，此机组合适。

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