排水机械把机械能传给被吸收的水体,使水体的动能或势能增加,达到提升、输送、增压液体的目的。
排水机械
运输和提升水的机械。
- 英文名称
- drainage machinery
- 所属学科
- 机械工程
排水机械在世界各地发展较早,古代已有了各种提水器具,如埃及的链泵(公元前17世纪)、中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)、水车(公元1世纪)。公元前3世纪,古希腊阿基米德发明了螺旋杆,可以平稳连续地将水提至几米高处,其原理仍为现代螺杆泵所利用。公元前200年左右出现最原始的活塞泵—灭火泵,已具备典型活塞泵的主要元件。1689年,法国的D.帕潘(Denis Papin,1647~1712)发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。1818年,美国出现了具有径向直叶片式、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。1840~1850年,美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵,标志着现代活塞泵的形成。1851~1875年,带有导叶的多级离心泵相继发明,使发展高扬程离心泵成为可能。
19世纪是活塞泵发展的高潮时期,当时已用于水压机等多种机械中。20世纪20年代起,随着需水量的剧增,促进了高速离心泵和回转泵的发展。但往复泵在高压小流量领域仍占有主要地位,尤其是隔膜泵和柱塞泵。
排水机械主要用于及时排除(水电工程、农业工程、建筑工程、矿业工程中等)多余的水分,还可以从地下、江河等提取生产用水、生活用水等。
排水机械种类繁多,性能范围广泛,按其作用原理可分3大类。
①叶片式水泵。利用叶轮高速旋转,使液体的动能,势能增加,达到抽送液体的目的。由于叶轮中叶片的形状不同,旋转时水流通过叶轮受到的力大小及水流流出叶轮时的方向也是不同的。根据叶轮出水的水流方向,可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流三种。径向流的叶轮称为离心泵,液体质点在叶轮中流动时主要受到的是离心力的作用。轴向流的叶轮称为轴流泵,液体质点在叶轮中流动时主要受到的是轴向力的作用。斜向流的叶轮称为混流泵。这种水泵液体质点在叶轮中流动时,既受离心力又受轴向力的作用,是上两种叶轮的过渡形式。
②容积式水泵。利用泵工作室容积周期性变化,对液体产生挤压作用。使泵工作室容积改变的方式有往复运动和旋转运动两种。活塞式和柱塞式泵的运动属于往复运动,转子式泵的运动属于旋转运动。
③其他类型水泵。这类水泵只改变液体的位能,如水车、螺旋泵等;利用高速工作流体能量来输送液体的射流泵;利用管道中产生水锤压力进行提水的水锤泵等。
扩展阅读
- 祁贵珍.现代公路施工机械.北京:人民交通出版社,2011.
- 徐光璧.工程机械.北京:中国水利水电出版社,1995.
- 许光君.工程机械概论.重庆:西南交通大学出版社,2006.