離心泵的容積損失以及防止損失的方案

2013-12-30

      離心泵的容積損失有密封環(huán)漏泄損失、平衡機(jī)構(gòu)漏泄損失和級(jí)間漏泄損失。

一、密封環(huán)漏泄損失

    在葉輪入口處，設(shè)有密封環(huán)，在水泵工作時(shí)，由于密封環(huán)兩側(cè)存在著壓力差，一側(cè)近似為葉輪出口壓力，一側(cè)為葉輪入口壓力，所以始終會(huì)有一部分液體從葉輪出口向葉輪入口漏泄。這部分液體在葉輪里獲得了能量，但液體并未送出，這樣就減少了水泵的供水量。漏泄液體的能量全部用到克服密封環(huán)阻力上了。
      顯然，密封環(huán)直徑Dw愈大，其兩側(cè)壓力相差愈懸殊，則泄漏量就愈大。對于定型的水泵，為了減少漏泄量提高水泵的效率，應(yīng)在許可的情況下把密封環(huán)間隙縮小。一般總間隙近似取密封環(huán)直徑的0.002，如Dw=200毫米，則總間隙為0.40毫米。裝配時(shí)，密封環(huán)不可偏心太大，否則，漏泄量也會(huì)增加。另外，可用增加密封環(huán)阻力的方法減少漏泄量，增加阻力的主要措施是將密封環(huán)制成迷宮、鋸齒形等，這同時(shí)也增加了密封環(huán)的密封長度，增大了沿程阻力。
      密封環(huán)的漏泄，在某些情況下會(huì)引起葉輪入口的擾動(dòng)，因此就要合理地設(shè)計(jì)密封環(huán)形式。

二、平衡機(jī)構(gòu)漏泄損失

      在不少的離心泵中，都設(shè)有平衡軸向推力的機(jī)構(gòu)：如平衡孔、平衡管、平衡盤等。由于在平衡機(jī)構(gòu)兩側(cè)存在著壓力差，因而也有一部分液體從高壓區(qū)域向低壓區(qū)域漏泄。平衡孔的漏泄會(huì)使水泵的效率降低5%左右。在平衡盤機(jī)構(gòu)中，漏泄量占工作流量的3%，但高壓泵有些比此值大；為了減少漏泄損失，可在不影響平衡力的情況下減小平衡盤的直徑D’。

三、級(jí)間漏泄損失

      在渦殼式多級(jí)泵中，級(jí)間隔板兩側(cè)壓力不等，因而也存在漏泄損失，根據(jù)機(jī)構(gòu)布置情況的不同，級(jí)間隔板兩側(cè)的壓差可能為一級(jí)、二級(jí)或三級(jí)，級(jí)數(shù)相差愈多，則隔板級(jí)間漏泄就愈嚴(yán)重，因此此處廣泛采用臺(tái)階式級(jí)間密封。

      此外，在分段式多級(jí)泵中，也存在著級(jí)間漏泄。不過這與前面所說的級(jí)間漏泄不同，因這部分漏泄液體不經(jīng)過葉輪，故不屬于容積損失。在這里，級(jí)間隔板前后的壓差，是由導(dǎo)葉擴(kuò)散部分的增壓作用和葉輪側(cè)隙的抽吸作用（相當(dāng)于離心葉輪）而引起的。在壓差的作用下，漏泄液體沿著級(jí)間隔板縫隙進(jìn)入前級(jí)葉輪側(cè)隙，并經(jīng)導(dǎo)葉，反導(dǎo)葉（吸入導(dǎo)葉）又流回級(jí)間縫隙，重復(fù)上述過程。雖然分段式多級(jí)泵的級(jí)間漏泄不屬于容積損失，但它如此往返流動(dòng)，是要消耗水泵的功率的。另外，該部分液體通過導(dǎo)葉時(shí)，會(huì)引起導(dǎo)葉喉部有效截面減?。绰┬挂后w占去了一部分截面），所以會(huì)使此處的流速增加，引起額外的水力損失。據(jù)《離心泵設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書介紹：某臺(tái)多級(jí)泵，在流量為20升/秒時(shí)，級(jí)間間隙自0.75毫米減少到0.25毫米，級(jí)間漏泄量q減少了０.7升/秒，由于q的減少，使通過導(dǎo)葉的流量減少了，降低了導(dǎo)葉喉部的流速，減少了導(dǎo)葉中的水力損失，同時(shí)由于q減少，使葉輪與導(dǎo)葉側(cè)隙中的液體相對速度減小了，從而也減少了葉輪圓盤摩擦損失，所以泵的效率提高了5%左右。

上海帕特泵業(yè)制造有限公司

2013年12月30日星期一

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