农用水泵的选型与配套优化选择研究

李 戎，龚毕永（华宁县农机管理服务站，云南玉溪 652800）



农用水泵的选型与配套优化选择研究

李 戎，龚毕永
（华宁县农机管理服务站，云南玉溪 652800）

摘 要：随着农业技术的不断推广，水泵排灌设备是农业生产中，数量最多、应用最广的一种农业机械。文章根据国内外相关理论与实践经验，分将介绍中小型水泵的原理、构造、选型与配套优化选择。

关键词：农机 水泵 排灌设备 维修

扬程是指水泵将水输送出去的高度，即水面到出水口中心的垂直高度，用m做单位。扬程包括吸水扬程和出水扬程。从水源到安装水泵的高度叫吸水扬程；从水泵到出水口的高度叫出水扬程；水泵的出水扬程加上吸水扬程叫“总扬程”。功率是指水泵配用的电动机或发动机功率，用kw表示。转速是指转数/min。

1 水泵的工作原理及构造

1.1 离心泵

离心泵是农业上应用最广泛的一种水泵。使用时，将泵安装在距水面一定高度的地方，安装好后，先灌满水，再开启动力机，就可以把水吸上来，并压送到用水处。

离心泵的工作原理：在水泵的泵壳上，进水口与进水管连接，出水口和出水管连接，泵壳内装有叶轮。抽水时，先灌满水，水泵开动后，叶轮带着水高速旋转，在离心力的作力下，叶轮孔道中的水被甩向四周，像下雨天我们转动湿水的雨伞伞柄，水点沿伞的周围飞溅出去，从叶轮中射出的水碰到泵壳时，相互压挤，使压力不断增加，最后形成高压，把水送进螺旋形的通道，再抛到高压处。

1.2 轴流泵

轴流泵的叶轮像轮船的螺旋桨，故又称螺旋桨泵。工作时，叶轮旋转产生轴向推力，泵把叶轮下方的水推向上方，使叶轮上方的水压力增加，叶轮不断的旋转，压力就不断地增加，使水流通过出水管流出。轴流泵分为立式和卧式两种：立式轴流泵的叶轮浸在水中，启动时不需要灌水，可直接启动；卧式轴流泵有一段进水弯管，启动时要灌水。

2 水泵的选型与配套优化选择研究

2.1 确定农田所需的灌溉流量

灌溉流量是根据当地农田需要来确定的，通常应考虑的因素主要是土壤情况、农作物种类、当地降水量及气候等。水稻所需的灌溉流量可按以下公式计算：所需灌溉流量（m3/h）=0.667×灌溉面积（hm2）×日耗水深（mm）÷每天开机时间（h）×渠系有效利用系数日耗水深，指水稻生长期内最大日耗水深度，单位以mm表示，可根据当地农民灌水经验及实验研究的数据确定，一般为8～15 mm。每天开机时间，指水泵每天工作时间，一般为20 h。渠系有效利用系数，考虑到渠道在输水过程中的渗漏、蒸发，而造成的输送损失的一个系数，一般为0.7。假设某灌区需要灌溉水稻田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 确定实际所需的扬程

由于通过输水管道和管道附件时，会产生能量损失，从而损失一部分扬程，因此，总扬程=实际扬程+损失扬程。

损失扬程一般根据管道的长短、底阀等附件的情况，在实际扬程的10%～20%的范围内估算，因此，测量出实际扬程后，就可以估算出损失扬程。假设某灌区进水池水面到出水池水面的垂直高度为30 m。抽水装置管道长度为40 m，管道直径为200 mm，整个管道上装有底阀、滤网、闸阀等附件，用一个45°弯头和一个90°弯头，需选择多少扬程的水泵才合适？实际扬程为30 m。由于管道较长，还装有闸阀等附件，所以损失扬程较大，估计损失扬程为实际扬程的20%，即损失扬程=30 m×20%=6 m；需选择总扬程为36 m的水泵。根据所需的灌溉流量38 m3，确定了实际需要的扬程36 m和比较了水泵类型和特点之后，再根据水泵性能、参数表，选出IS80-50-200A型离心泵。

2.3 电动机启动方式和启动设备的选择

当确定与水泵配套的电动机后，就可以按照电动机铭牌上标出的功率、电流，选择电机所采用的启动方式和设备。电动机常用的启动方式有直接启动和降压启动2种。直接启动设备简单，操作、维护方便，费用少。

电动机启动设备的选择，熔断器与熔丝。通常熔丝的熔断电流在电机的额定电流的1.5～2.5倍选择。自动空气开关具有在短路故障及电压过低时，能自动切断电源的功能，还带有灭弧装置，操作相当安全，但价格较高。降压启动开关一般用星角开关，有铁壳式和油浸式2种类型，相当于双开关，可用于30 kw以下的电机作降压启动，常选用QX星角启动开关。补偿器启动开关是当电动机启动后，再把开关从“启动”位置迅速扳到“运行”位置，电机直接连到电源上，正常运转，其保护装置有过在和欠电压保护，可用于75 kw以下的电机启动。

参考文献

［1］ 郑莉玲，刘建红，乔中军.中条山引水工程水泵选型.水电站机电技术，2000，（01）

［2］ 刘德祥，李良庚.水泵选型的一种改进方法的研究.水轮泵，2001，（02）

［3］ 张本秋，杨志，王力军.水泵选型应注意的几个问题.黑龙江水利科技，2007，（02）