農(nóng)用水泵的選型與配套優(yōu)化選擇研究

李 戎，龔畢永（華寧縣農(nóng)機(jī)管理服務(wù)站，云南玉溪 652800）

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農(nóng)用水泵的選型與配套優(yōu)化選擇研究

李 戎，龔畢永
（華寧縣農(nóng)機(jī)管理服務(wù)站，云南玉溪 652800）

摘 要：隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷推廣，水泵排灌設(shè)備是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的一種農(nóng)業(yè)機(jī)械。文章根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分將介紹中小型水泵的原理、構(gòu)造、選型與配套優(yōu)化選擇。

關(guān)鍵詞：農(nóng)機(jī) 水泵 排灌設(shè)備 維修

揚(yáng)程是指水泵將水輸送出去的高度，即水面到出水口中心的垂直高度，用m做單位。揚(yáng)程包括吸水揚(yáng)程和出水揚(yáng)程。從水源到安裝水泵的高度叫吸水揚(yáng)程；從水泵到出水口的高度叫出水揚(yáng)程；水泵的出水揚(yáng)程加上吸水揚(yáng)程叫“總揚(yáng)程”。功率是指水泵配用的電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)功率，用kw表示。轉(zhuǎn)速是指轉(zhuǎn)數(shù)/min。

1 水泵的工作原理及構(gòu)造

1.1 離心泵

離心泵是農(nóng)業(yè)上應(yīng)用最廣泛的一種水泵。使用時(shí)，將泵安裝在距水面一定高度的地方，安裝好后，先灌滿水，再開啟動(dòng)力機(jī)，就可以把水吸上來，并壓送到用水處。

離心泵的工作原理：在水泵的泵殼上，進(jìn)水口與進(jìn)水管連接，出水口和出水管連接，泵殼內(nèi)裝有葉輪。抽水時(shí)，先灌滿水，水泵開動(dòng)后，葉輪帶著水高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作力下，葉輪孔道中的水被甩向四周，像下雨天我們轉(zhuǎn)動(dòng)濕水的雨傘傘柄，水點(diǎn)沿傘的周圍飛濺出去，從葉輪中射出的水碰到泵殼時(shí)，相互壓擠，使壓力不斷增加，最后形成高壓，把水送進(jìn)螺旋形的通道，再拋到高壓處。

1.2 軸流泵

軸流泵的葉輪像輪船的螺旋槳，故又稱螺旋槳泵。工作時(shí)，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生軸向推力，泵把葉輪下方的水推向上方，使葉輪上方的水壓力增加，葉輪不斷的旋轉(zhuǎn)，壓力就不斷地增加，使水流通過出水管流出。軸流泵分為立式和臥式兩種：立式軸流泵的葉輪浸在水中，啟動(dòng)時(shí)不需要灌水，可直接啟動(dòng)；臥式軸流泵有一段進(jìn)水彎管，啟動(dòng)時(shí)要灌水。

2 水泵的選型與配套優(yōu)化選擇研究

2.1 確定農(nóng)田所需的灌溉流量

灌溉流量是根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田需要來確定的，通常應(yīng)考慮的因素主要是土壤情況、農(nóng)作物種類、當(dāng)?shù)亟邓考皻夂虻?。水稻所需的灌溉流量可按以下公式?jì)算：所需灌溉流量（m3/h）=0.667×灌溉面積（hm2）×日耗水深（mm）÷每天開機(jī)時(shí)間（h）×渠系有效利用系數(shù)日耗水深，指水稻生長(zhǎng)期內(nèi)最大日耗水深度，單位以mm表示，可根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民灌水經(jīng)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)研究的數(shù)據(jù)確定，一般為8～15 mm。每天開機(jī)時(shí)間，指水泵每天工作時(shí)間，一般為20 h。渠系有效利用系數(shù)，考慮到渠道在輸水過程中的滲漏、蒸發(fā)，而造成的輸送損失的一個(gè)系數(shù)，一般為0.7。假設(shè)某灌區(qū)需要灌溉水稻田13.34 hm2。按公式，所需灌溉流量=0.667×13.33×8÷20×0.7=38（m3/h）。1 m3等于1 000 L，1 h等于3 600 s。

2.2 確定實(shí)際所需的揚(yáng)程

由于通過輸水管道和管道附件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生能量損失，從而損失一部分揚(yáng)程，因此，總揚(yáng)程=實(shí)際揚(yáng)程+損失揚(yáng)程。

損失揚(yáng)程一般根據(jù)管道的長(zhǎng)短、底閥等附件的情況，在實(shí)際揚(yáng)程的10%～20%的范圍內(nèi)估算，因此，測(cè)量出實(shí)際揚(yáng)程后，就可以估算出損失揚(yáng)程。假設(shè)某灌區(qū)進(jìn)水池水面到出水池水面的垂直高度為30 m。抽水裝置管道長(zhǎng)度為40 m，管道直徑為200 mm，整個(gè)管道上裝有底閥、濾網(wǎng)、閘閥等附件，用一個(gè)45°彎頭和一個(gè)90°彎頭，需選擇多少揚(yáng)程的水泵才合適？實(shí)際揚(yáng)程為30 m。由于管道較長(zhǎng)，還裝有閘閥等附件，所以損失揚(yáng)程較大，估計(jì)損失揚(yáng)程為實(shí)際揚(yáng)程的20%，即損失揚(yáng)程=30 m×20%=6 m；需選擇總揚(yáng)程為36 m的水泵。根據(jù)所需的灌溉流量38 m3，確定了實(shí)際需要的揚(yáng)程36 m和比較了水泵類型和特點(diǎn)之后，再根據(jù)水泵性能、參數(shù)表，選出IS80-50-200A型離心泵。

2.3 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式和啟動(dòng)設(shè)備的選擇

當(dāng)確定與水泵配套的電動(dòng)機(jī)后，就可以按照電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)出的功率、電流，選擇電機(jī)所采用的啟動(dòng)方式和設(shè)備。電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)方式有直接啟動(dòng)和降壓?jiǎn)?dòng)2種。直接啟動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作、維護(hù)方便，費(fèi)用少。

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)設(shè)備的選擇，熔斷器與熔絲。通常熔絲的熔斷電流在電機(jī)的額定電流的1.5～2.5倍選擇。自動(dòng)空氣開關(guān)具有在短路故障及電壓過低時(shí)，能自動(dòng)切斷電源的功能，還帶有滅弧裝置，操作相當(dāng)安全，但價(jià)格較高。降壓?jiǎn)?dòng)開關(guān)一般用星角開關(guān)，有鐵殼式和油浸式2種類型，相當(dāng)于雙開關(guān)，可用于30 kw以下的電機(jī)作降壓?jiǎn)?dòng)，常選用QX星角啟動(dòng)開關(guān)。補(bǔ)償器啟動(dòng)開關(guān)是當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再把開關(guān)從“啟動(dòng)”位置迅速扳到“運(yùn)行”位置，電機(jī)直接連到電源上，正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其保護(hù)裝置有過在和欠電壓保護(hù)，可用于75 kw以下的電機(jī)啟動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

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