水泵(這裡先不管水泵的型號,只要進口的尺寸和圖1表示的相同就行),把水從吸水井裡抽出來送到沉澱井去的過程中,做了哪些工作呢?
第一、要把水頭提高到2.3+2.7+8.5=13.5米的高度。這個高度是由於地形的高差引起的,我們叫它為地形揚程。
第二、要克服所有管道中的阻力。通過計算算得從水泵出水管Dg500ⅹ250異徑管起,到沉澱池進口止,管道的總阻力為6.7m和算得從水泵的吸水管底閥起,到出水管上異徑管Dg50ⅹ250止管道的總阻力為2.1m,共計8.8米,接近於9米。這9米的阻力,實際上也是指把水提高9米的意思,我們叫它為阻力揚程。
第三、當水流進沉澱池之前,在管道出口處還要有一個壓力的要求。因為,當水流到Dg250管道出口的時候,上面兩部分揚程所給的壓力已經消耗光了,為了讓水流出來需要有一定的壓力,所以,要額外加上2—5米水頭。另外,當管道的末端直接接到某種設備上時,還要有一個設備工作壓力的要求。我們可以把管道末端這些額外要求的壓力概括叫做設備揚程。
水泵的總揚程=地形揚程+阻力揚程+設備揚程
如果,我們把管道出口處的設備揚程取為2米,代入上式,則:
水泵的總揚程=13.5+9+2=24.5米 即水泵必須把水從吸水井的水面上抬高24.5米,則每小時才能留出400噸水來。
從上面討論可以看出,地形揚程和設備揚程是不隨管道流量的變化而變化,但阻力揚程則隨流量變化而變化的。如果,流量大於800噸/時,阻力揚程就會比9米大。如果,流量比800噸/時小,則阻力揚程就會變得比9米小。
什麼叫作水泵的吸水揚程?
如圖1,當水泵把井水從吸水底閥經吸水管抽上來,到水泵的進水口的時候,這一段抽升高程叫作吸水揚程,它包括兩部分工作。第一、要把井水從水面提高到與水泵進水口平齊2.3米的高度,這叫作吸水地形揚程;跌入、要克服在流動過程中所產生的阻力1.2米,這叫作吸水阻力揚程。
吸水揚程=吸水地形揚程+吸水阻力揚程=2.3+1.2=3.5米
吸水揚程中的阻力揚程也是隨流量的變化而變化的。特別是,當吸水管中流速比較大的時候,阻力揚程變化就大。如果上例在管道上不用Dg300ⅹ250異徑管而用Dg250管子,那麼,流速就會變成2.3米/秒,而阻力將是1.2x(2.3/1.6)≈2.5m,這樣阻力就增加了1.3米。吸水揚程也就變成2.3+2.5=4.8米。一般說,吸水揚程就低,水力條件越好。因此,水泵的吸水揚程還有一個最大值的限制。
應注意,在吸水阻力揚程中,吸水管的底閥帶濾網所佔用的比例最大。它在1.2米阻力中約佔0.8米,所以不用底閥可以減小吸水揚程,節省電費。