单相螺杆自吸泵原理

(2010．江西)某学校为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上的部分参数如下表：(吸程是指水泵到水面的距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离)

(1)该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明.

(2)该水泵连续正常抽水1h，把水抽高了50m，水泵对水做了多少功？此时水泵的效率是多少？ (g取10N/kg)

解：(1)错误的参数是：吸程 20m ………………………………………………………(1分)

一标准大气压能把水压上的高度h=pρ水g ……………………………………………(1分)

=1.013×105Pa1.0×103kg/m3×10N/kg =10.13m ＜20m …………………………………………(1分)

(2)水泵1h抽水体积V=8m3 ……………………………………………………………(1分)

水泵1h抽水质量m=ρV=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg ………………………………(1分)

水泵抽水1h对水做的功W=Gh=mgh=8×103kg×10N/kg×50m=4×106J ………………(1分)

水泵抽水1h消耗的电能W′=Pt=1.5×103W×3600s=5.4×106J …………………………(1分)

水泵的效率η=WW′ ×100%=4×106J5.4×106J ×100%≈74.1% ………………………………(1分)

（2010．天津）某建筑工地上，工人用图15所示的动滑轮将重450N的物体匀速竖直提升了6m，若已知动滑轮此时的机械效率为90％。

请计算；

(1)工人提升重物所做的有用功是多少?

W有用=Gh=450N×6m=2700J

(2)工人提升重物所做的总功是多少?

W总= W有用/η=2700J /90％=3000J

（2010．宜宾）（12分）2009年秋季以来，我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打深井取水．如图所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4kg，水桶容积为20L．当盛满水的桶从水中慢慢提升（桶始终未出水面）时，小明对绳的拉力为F=25N．不计绳子重量和摩擦，水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10N/kg．试求：

（1）动滑轮有多重？

（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率有多大？

（3）水桶被提离井中水面后，以0.2m/s的速度匀速竖直上升，小明对绳子自由端拉力的功率多大？

答案：（1）水桶的重力是：G=mg=4kg×10N/kg =40N

水桶的体积是：V桶=m/ρ=4kg /（8×103kg/m3）=5×10-4m3

水桶受到的浮力是F浮=ρ水gV排=ρ水gV桶=1.0×103 kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N

绳子受到水桶的拉力：F拉=G-F浮=40N-5N=35N

因为不计绳子重量和摩擦，有两股绳子承重，故有：

F=(F拉+G动)/2，即：25N=(35N+ G动)/2，解得：G动=15N

（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率

=70%

（3）水桶装满时水的质量是：m =ρV =1.0×103 kg/m3×20×10-3m3=20kg

水和水桶的总质量是：20kg+4kg=24kg

水和水桶的总重是：G总=m总g=24kg×10N/kg =240N

人的拉力是：F′=（G总+ G动）/2=（240N+15N）/2=127.5N

拉力移动的速度是：v=2v物=2×0.2m/s =0.4m/s

拉力的功率是：P= F′v=127.5N×0.4m/s =51W

（2010．玉溪）玉溪某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃。如图17中 为圆形吸盘，其直径为0.3m， 为一正方形平板玻璃，边长为1m，重125.6N。若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并提升2m，在此过程中。求

（1）平板玻璃的质量。

（2）平板玻璃增加的重力势能。

(3) 吸盘内外大气压的差。

解：（1）根据G=mg得: m=

(2)

(3)

（2010．玉溪）如图18所示，在青海玉树抗震救灾清理废墟过程中，解放军部队某战士用150kW的铲车开足马力工作。若铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t的建筑废料举高3m装车运走，整个过程是连续的，若柴油发电机的热效率为34.5%。（ ）求：

（1）在推土过程，铲车受到的阻力。

(2) 在举高过程，铲车所做的功。

（3）整个过程消耗柴油多少千克？

解：（1）由 得：

铲车受到的阻力

(2)

(3) 铲车匀速前进时做功：

铲车整个过程做的总功：

设柴油燃烧放出的热量为 ，

则

由 得柴油的质量

15. （2010．德州市）如图22所示装置 ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。

（1）请在图上画出绳子的绕法；

（2）求滑轮组的机械效率；

（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。

解：（1）绕法如图4所示……………………………… 2分

（2） ＝ ×100%＝ ×100%

＝ ×100%＝ 80% …………………………2分

（3）G动＝2 F1－G物＝2×500－800＝200N

F2＝(G动＋ G物)／2＝（600+200）／2 N＝400N

W＝400×5×2 J＝4000 J…………………………… 2分

17、（2010.吉林）如图所示，小刚同学的质量为50kg，每只鞋底与地面的接触面积为200cm2，他用400N的拉力通过定滑轮匀速拉起重300N的物体。求：（1）他不拉物体站在地面上时对地面的压强；（2）拉起重物时定滑轮的机械效率。（取g=10N/kg）

（1）G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N

p＝ F S ＝ G S ＝ 500N 2×200×10－4m2 ＝1.25×104Pa

（2）η＝ W有用 W总 ＝ G′h F′s ＝ G′ F′ ＝ 300N 500N ＝75%（或0.75）

22．（2010.楚雄州）（7分）当前云南省遭遇了百年不见的特大旱灾，某村响应政府号召积极打井抗旱救灾。他们准备用抽水机在一口打好的井中，将井下10m深的水抽到地面。若抽水机每小时抽水7.2×105kg，机械效率为50％ .

（1）抽水机所做的有用功是多少？

（2）抽水机所做的总功是多少？

（3）抽水机所做的总功率是多大？

（1）W有用=Gh=mgh=7.2×105Kg×10N/kg×10m=7.2×107J

（2）W总= W有用 η = 7.2×107J 50% =1.44×108J

（3）P总= W总 t = 1.44×108J 3600s =4×104W=40kW

1．(2010．哈尔滨) (6分)建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到10m高处。姜荣同学设计安装了如图所示的装置.装置中每个滑轮重l00N。工人利用该装置每次提升一块重900N的建材，该工人拉绳子的速度是0.8m／s，在施工过程中：

(1)该工人提升建材时的有用功率是多少?

(2)该装置的机械效率是多少?(不计绳重和摩擦)

型号 额定电压 额定功率

DJ—Ⅰ 220V 0.8kW

DJ—Ⅱ 220V 3.0kW

(3)孙萍同学想用电动机做动力替代人工作，将该装置改造成简易的起重机(吊起物体的速度限定在0.4m／s)。她到仓库找到了两台电动机，铭牌上的部分数据如下表所示，她要选用其中的一台。请你帮助选择，就你所选的电动机，说明如何使用该装置才能做到合理配置。

解：（1）提升建材时所做的有用功W有用=Gh=900N×10m=90000J

上升速度V物= =0.4m/s

所用时间t= =25s（1分）

有用功率P有用= =360W(1分)

（2）人的拉力F= =500N（1分）

绳子自由端移动的距离S绳=2S物=2×10m=20m

人所做的总功W总=FS绳=500N×20m=10000J

机械效率η= =90%（1分）

（3）①选择3.0kW的电动机，一次提升8块建材，效率最高。（2分）

[8块建材（1分）（说明装置自身有能量消耗，提升7块也可）；在能拉动的条件下，多提升建材效率高。（1分）]

②选择0.8kW的电动机一次提升2块建材，效率最高。（2分）

[2块建材（1分）；在能拉动的条件下，多提升建材效率高。（1分）] (①②任选其一)

2．（2010•台州）过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，它的运动包含了许多科学原理。六一节小柯第一次乘坐过山车。

(1)小柯坐在过山车上，感到天旋地转，这时他是以___自己、车厢、座椅等合理答案均可________为参照物的。

(2)过山车的设计者通过计算受力因子，来衡量座椅施加给游客的力，让这些力既使游客感到刺激又不会受伤。

小柯同学的质量为50千克，当他坐在过山车上行驶到轨道底部时，受力因子为2如果此时他与座椅的接触面积为500厘米2，求此时他对座椅的压强。（g取10牛/10千克）

（3）开始时，过山车车厢需先被机械装置推上坡顶。小柯同学坐完过山车后，向管理员了解到如图所示的一组数据。请你帮助小柯计算一下，整列车厢从底端被推到斜坡顶端时推力所做的功。（不计车厢的长度）

答案：(2)G=mg=50kg×10N/kg=500N

F=2G=2×500N =1000N

p=F/S=1000N/0. 05m2=20000Pa

(3)W =FS =15000N×50m

=7.5×10 5J

1.(2010．江西) “五•一”期间，宪宪从上海世博会丹麦馆带回一个“小美人鱼”工艺品，他想知道这个工艺品的密度，于是进行了实验.请你根据图16所示的实验数据推算：【温馨提示：水的密度用 表示，推算结果均用字母表示】

(1)工艺品此时所受的浮力

(2)工艺品的密度

解：(1)m排=m1－m3 …… (1分)

F浮=G排=m排g=(m1－m3)g …(2分)

(2)m工艺品=m2－m3……(1分)

V工艺品=V排=m排ρ水 =m1－m3ρ水 (1分)

ρ工艺品=m工艺品V工艺品 = m2-m3m1-m3 ρ水…… (2分)

2．（2010．河池）今年初，河池大部分地区出现了严重的旱灾，人畜饮水困难，许多群众需要到很远的地方挑水饮用．小宇同学在挑水时为防止水溅出桶外，在水面上放上一薄木板，如图18乙所示，木板有3/4的体积没入水中．若该木板的体积为200cm3，桶内水深为35cm．求：

（1）薄木板受到的浮力．

（2）桶底受到水的压强．

（3）若这担水总重360N，扁担与肩膀的接触面积为20cm2，则小宇肩膀受到的压强为多大？

解:(1) 由题知v排= ×200cm3=150cm3=1.5×10-4m3

那么木板受到的浮力为F浮=ρ水gv排..... (1分)

=1000kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3

=1.5N ……. (1分)

(2) 桶底受到水的压强P=ρ水gh ....... (1分)

=1000kg/m3×10N/kg×0.35m

=3.5×103N ………(1分)

(3) 小宇肩膀受到的压强P/=

=......... (1分)

=

=1.8×105Pa………(1分)

22．（2010．盐城市）（9分）一根木头重为1600N，体积为0.2m3，漂浮在水面上，g取10N/kg．求：

（1）木头的质量；

（2）木头的密度；

（3）木头受到的浮力．

分析：本题要求学生会结合二力平衡知识，用简单公式计算质量、密度、浮力，认真学习的同学都能够做好．难度系数0.8．正确答案：（1）160 kg （2）800 kg/ m3（3）1600N

17．（2010．广安市）（8分）上周学校购买了一批水龙头，据商家说其材料铜质的，实验室的老师组织九年级的一些同学通过实验来验证商家的说法。他们把一个水龙头用轻质细线捆好后挂在弹簧测力计上，在空气中测得它的重力为1.6N，再把这个水龙头浸没在水中，如图14所示，这时弹簧测力计的读数为1.4N（ρ铜=8.9×103kg/m3, g=10N/kg）。

求：（1）每个水龙头的质量是多少？

（2）这个水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大？

（3）这批水龙头的密度是多少？商家的说法是否正确？

解：（1）m= =0.16kg=160g

（2）F浮=G-F=1.6N-1.4N=0.2N

（3）∵F浮=ρ水gV排

∴V排= =2×10-5m3=20cm3

∴V=V排=20cm3

∴ρ= =8g/cm3=8×103kg/m3

∵8×103kg/m3<8.9×103kg/m3

故：这批水龙头不是纯铜的。

答：略

（2010．宜宾）（12分）2009年秋季以来，我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打深井取水．如图所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4kg，水桶容积为20L．当盛满水的桶从水中慢慢提升（桶始终未出水面）时，小明对绳的拉力为F=25N．不计绳子重量和摩擦，水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10N/kg．试求：

（1）动滑轮有多重？

（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率有多大？

（3）水桶被提离井中水面后，以0.2m/s的速度匀速竖直上升，小明对绳子自由端拉力的功率多大？

答案：（1）水桶的重力是：G=mg=4kg×10N/kg =40N

水桶的体积是：V桶=m/ρ=4kg /（8×103kg/m3）=5×10-4m3

水桶受到的浮力是F浮=ρ水gV排=ρ水gV桶=1.0×103 kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N

绳子受到水桶的拉力：F拉=G-F浮=40N-5N=35N

因为不计绳子重量和摩擦，有两股绳子承重，故有：

F=(F拉+G动)/2，即：25N=(35N+ G动)/2，解得：G动=15N

（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率

=70%

（3）水桶装满时水的质量是：m =ρV =1.0×103 kg/m3×20×10-3m3=20kg

水和水桶的总质量是：20kg+4kg=24kg

水和水桶的总重是：G总=m总g=24kg×10N/kg =240N

人的拉力是：F′=（G总+ G动）/2=（240N+15N）/2=127.5N

拉力移动的速度是：v=2v物=2×0.2m/s =0.4m/s

拉力的功率是：P= F′v=127.5N×0.4m/s =51W

( 2010乌鲁木齐)有一个实心圆柱形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的读数为10N；，当把物体一半体积浸入水中时，测力计的读数为4N。求：

⑴物体的体积；

⑵把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时，物体受到的浮力。

答案：解：⑴F浮=G—F示=10N—4N=6N

F浮=ρ×g×12 ×V

解得V=1.2×10-3m3

⑵物体的密度ρ物=GgV =0.83×l 03 kg /m3

因为物体的密度小于水的密度，所以物体漂浮

F浮=G=10N

1．(2010．柳州)今年春，我国西南部分地区发生了特大旱灾，解放军某部在一个很深的山洞中找到了水源，水深4 m。官兵们用图20所示的装置提取一桶水进行抽样检测，已知金属桶的容积为2×l0一3m3，在匀速提起桶韵过程中，桶露出水面前的拉力为l0 N，完全露出水面后，拉力变为35 N(绳子与滑轮间的摩擦及绳重不汁，g=10 N／㎏)。求：

（1）水底受到水的压强；

（2）金属桶的质量；

（3）金属桶的金属密度。

解：（1）水底受到水的压强：P=ρgh…………………………………………………1分

=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa……………1分

（2）桶中水的质量：m=ρ水V水…………………………………………………………1分

=1.0×103kg/m3×2×10-3kg=2kg………………………………1分

桶中水的重力：G水=mg=2kg×10N/kg=20N………………………………………1分

桶的质量：m桶= =1.5kg……………………1分

（3）装满水的桶受到的浮力：F=F2-F1=35N-10N=25N

桶中的水和桶的体积：V= =2.5×10-3m3…….1分

金属的体积：V金属=V-V水=2.5×10-3m3-2×10-3m3=0.5×10-3m3……………………………1分

金属的密度： =3×103kg/m3…………………………1分

螺杆泵是容积式转子泵,它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。工作原理是：当主动螺杆转动时，带动与其啮合的从动螺杆一起转动，吸入腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐增大，压力降低。液体在压差作用下进入啮合空间容积。当容积增至最大而形成一个密封腔时，液体就在一个个密封腔内连续地沿轴向移动，直至排出腔一端。这时排出腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐缩小，而将液体排出。 螺杆泵的特点是流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠，而其突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感，可输送高粘度介质。

自吸泵最大吸程是10.13米。

1个标准大气压是1.013×10^5帕斯卡，就是10.13米水柱高度的压强。

再好的自吸泵，在1个标准大气压下，10.13米上部的管子里是真空。

所以，在1个标准大气压下，自吸泵最大吸程是10.13米。

1个标准大气压只能支持10.13米高水柱。

P=ρgh（ρ液体密度，h液体高度，g≈10牛顿/千克）

101300=1000×10×h，解得h=10.13（米）

扩展资料：

化学中曾一度将标准温度和压力（STP）定义为0°C（273.15K）及101.325kPa（1atm），但1982年起IUPAC将“标准压力”重新定义为100 kPa。1标准大气压=760mm汞柱=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.339m水柱。1标准大气压=101325 N/m²。（在计算中通常为 1标准大气压=1.01×10^5 N/㎡)。100kPa=0.1MPa。

地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层。空气可以像水那样自由的流动，同时它也受重力作用。因此空气的内部向各个方向都有压强，这个压强被称为大气压。

意大利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中，发现玻璃管中的水银大约下降了4厘米后就不再下降了。这4厘米的空间无空气进入，是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度。根据压强公式科学家们准确地算出了大气压在标准状态下为1.01×10^5Pa。

大气压不是固定不变的。为了比较大气压的大小，在1954年第十届国际计量大会上，科学家对大气压规定了一个“标准”：在纬度45°的海平面上，当温度为0℃时，760毫米高水银柱产生的压强叫做标准大气压。

既然是“标准”，在根据液体压强公式计算时就要注意各物理量取值的准确性。从有关资料上查得：0℃时水银的密度为13.595×10^3千克/m³，纬度45°的海平面上的G值为9.80672牛/千克。于是可得760毫米高水银柱产生的压强为

p水银=ρ水银gh=13.595×10^3千克/m³×9.80672牛/千克×0.76米=1.01325×10^5帕。

这就是1标准大气压的值。

参考资料来源：百度百科-标准大气压

第二级扬程称为“压水扬程”，靠叶片旋转把水甩出去，水甩出去的速度越大，这一级扬程也越大。因此，离心式水泵的扬程是两级扬程之和，也就是它的抽水高度远远超过了10米。因此水泵根据不同的功率可以达到20米甚至更高！

很高兴回答的你的问题，谢谢！

原帖来自于网易社区: http://club.163.com/viewArticleBywww.m?boardId=naturesci&articleId=naturesci_10959e6ee467cfd

在挑选泵类产品时，首先要明确的是自己输送的介质主要是什么，使用环境是什么，想要达到什么样的效果。只有在明确了自己的基本需求后，才能更好的去考虑家用螺杆泵和叶轮泵哪个好。

自吸泵是一种具有自吸功能的泵，Loong River自吸泵采用了三腔体结构，侧通道原理。在泵壳和叶轮间极小的间隙也保证了其卓越的抽吸能力，它的吸入管不仅可以排气，还可以输送带气体的产品。它的吸入管不仅可以排气，还可以输送带气体的产品。

而螺杆泵是利用一根螺杆（转子）与螺杆腔（定子）的相互啮合使空间容积变化来输送液体，适合输送中高粘度的物料。

您在选择泵之前需要对介质的浓度、粘度、含杂质情况做个测量，然后根据需求来选择泵。

螺杆自吸泵更换螺杆步骤如下：

1、首先拆掉螺杆自吸泵的托盘的四条螺丝，先把托盘拆下。

2、拆掉电机风罩、风叶。

3、拆卸泵头两端的8个螺栓即可拆掉泵头及螺杆外组件。

4、用扳手卡住风叶的轴再拧掉螺杆，用螺丝刀另一端向上取出螺杆。

5、安装顺序相反（按4/3/2/1的顺序），即可完成螺杆自吸泵更换螺杆地过程。

扩展资料

螺杆自吸泵均采用轴向回液的泵体结构。泵体由吸入室、储液室、涡卷室、回液孔、气液分离室等组成，泵正常起动后，叶轮将吸入室所存的液体及吸入管路中的空气一起吸入，并在叶轮内得以完全混合，在离心力的作用，液体夹带着气体向涡卷室外缘流动，在叶轮的外缘上形成有一定厚度的白色泡沫带及高速旋转液环。

气液混合体通过扩散管进入气液分离室。此时，由于流速突然降低，较轻的气体从混合气液中被分离出来，气体通过泵体吐口继续上升排出。脱气后的液体回到储液室，并由回流孔再次进入叶轮，与叶轮内部从吸入管路中吸入的气体再次混合，在高速旋转的叶轮作用下，又流向叶轮外缘......。

随着这个过程周而复始的进行下去，吸入管路中的空气不断减少，直到吸尽气体，完成自吸过程，泵便投入正常作业。

参考资料来源：百度百科-自吸泵

1、含义不同：

（1）自吸泵属自吸式离心泵，它具有结构紧凑、操作方便、运行平稳、维护容易、效率高、寿命长，并有较强的自吸能力等优点。管路不需安装底阀，工作前只需保证泵体内储有定量引液即可。不同液体可采用不同材质自吸泵。

（2）螺旋泵，亦称“螺旋扬水机”、“阿基米德螺旋泵”。利用螺旋叶片的旋转，使水体沿轴向螺旋形上升的一种泵。由轴、螺旋叶片、外壳组成。抽水时，将泵斜置水中，使水泵主轴的倾角小于螺旋叶片的倾角，螺旋叶片的下端与水接触。

当原动机通过变速装置带动螺旋泵轴旋转时，水就进入叶片，沿螺旋型流道上升，直至出流。结构简单，制造容易，流量较大，水头损失小，效率较高，便于维修和保养，但扬程低，转速低，需设变速装置。多用于灌溉、排涝，以及提升污水、污泥等场合。

2、分类不同：

（1）自吸泵按作用原理分为以下几类：

① 气液混合式（包括内混式和外混式）；

② 水环轮式；

③ 射流式（包括液体射流和气体射流）。

（2）螺杆泵按螺杆数量分为：

① 单螺杆泵——单根螺杆在泵体的内螺纹槽中啮合转动的泵。

② 双螺杆泵——由两个螺杆相互啮合输送液体的泵。

③ 三螺杆泵——由多个螺杆相互啮合输送液体的泵。

3、工作原理不同：

（1）外混式自吸泵的工作原理是：水泵启动前先在泵壳内灌满水（或泵壳内自身存有水）。启动后叶轮高速旋转使叶轮槽道中的水流向涡壳，这时入口形成真空，使进水逆止门打开，吸入管内的空气进入泵内，并经叶轮槽道到达外缘。

另一方面，被叶轮排到气水分离室中的水又经左右回水孔流回到叶轮外缘。左回水孔流回的水在在压力差和重力的作用下，射向叶轮槽道内，并被叶轮击碎，与吸入管路来的空气混合后，甩向蜗壳，向旋转方向流动。

（2）螺旋泵的装置包括原动机、变速传动装置和螺旋泵三部分，螺旋泵倾斜装在上、下水池之间，螺旋泵的下端叶片浸入到水面以下。当泵轴旋转时，螺旋叶片将水池中的水推入叶槽，水在螺旋的旋转叶片作用下，沿螺旋轴一级一级往上提升，直至螺旋泵的出水口。螺旋泵只改变流体的位能，它不同于叶片式水泵将机械能转换为输送液体的位能和动能

参考资料来源：百度百科 - 自吸泵

参考资料来源：百度百科 - 螺杆泵