原理介紹
利用流動中的水被突然制動時所產生的能量,使其中一部分水壓升到一定高度的一種泵。圖為水錘泵的工作示意。沿進水管向下流動的水流至單向閥A(靜重負載閥)附近時,水流衝力(只要流動速度足夠大,就有足夠的衝力)使閥迅速關閉。水流突然停止流動,水流的動能即轉換成壓力能,於是管內水的壓力升高,將單向閥B 沖開,一部分水即進入空氣室中並沿出水管上升到一定的高度。隨後,由於進水管中壓力降低,閥A在靜重作用下自動落下,回復到開啟狀態。同時空氣室中的壓縮空氣促使閥 B關閉,整個過程遂又重複進行。利用水錘泵可以使進水管中流動的水大約15%壓升到相當於5倍進水管落差的高度。水錘泵的效率η=ε·嗞。式中嗞為壓升水流量與向下流動的工作水流量之比;ε為壓升高度加上出水管中損失水頭與工作水落差之比。好的水錘泵效率可達86%。進水管的安裝傾斜度在1:9至1:4的範圍內,以便使水流制動效果最好。水錘泵沒有運動的工作元件,結構簡單,而且不需要外部動力源,也無須專人看管。設計泵時須考慮泵構件的強度,避免因水錘作用而破裂。
效率
水錘泵的提水量取決於揚程、進水墩、進出水管直徑、效率等多種參數水錘泵的效率一般分為裝置效率與本身效率,裝置效率是指克服管道的沿程阻力及局部阻力損失後所發生的效率。
裝置效率p計算公式:
p=
式中
q ——水錘泵提水量,L / m in
Q——進入水錘泵進水管的水流量,L / m i n
H ——水落差,m
h——揚程,m
h——出水管沿程阻力損失,m
h——出水管局部阻力損失,m
一般在計算實際提水量時可採用下式:
水的利用率:
就水錘泵的效率來說,各個國家的產品有所不同,詳見表1 。
安裝環境及條件
低水頭的水資源充足,最好長年有流水,並能滿足水量要求(水流量為2到3踏車水即可)。
有一定落差(1.5米到4米,最佳為4米)的溪流、水庫大壩外側或引渠人造落差。3、高處需要生活用水或灌溉用水。
經濟效益
水錘泵的使用壽命很長,可使用30年左右,平時維護費用也很省,不需要建機房,不需要專人值班管理,只要適當時候換換密封圈和每年塗一次油漆即可;水錘泵細水長流提水量大而且提水揚程高。高度可達30米甚至更高,當然越高流量越小。在提水高度為30米時, 24小時提水量630的機器為70噸,420的機器為18.7噸。從經濟效益來講,不要說因無電可使用水錘泵,就是有電地區使用水錘泵也是非常經濟合算的。