單級(jí)離心泵內(nèi)的能量損失主要有哪些原因？

　　單級(jí)離心泵的原理其實(shí)就是能量轉(zhuǎn)換，能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中不可避免的存在能量損失，我們要提高離心泵能量轉(zhuǎn)換的效率，減少能量的損失，那么我們就要搞清楚單級(jí)離心泵能量損失在哪些地方?
 

　　單級(jí)離心泵內(nèi)的能量損失主要包括以下三個(gè)方面：
 

　　1、機(jī)械損失
 

　　機(jī)械損失也叫作圓盤(pán)損失，主要是液體和葉輪前后蓋板外表面及泵腔的摩擦損失。離心泵機(jī)械損失可以達(dá)到占有效功率的30%。我們都知道機(jī)械損失和轉(zhuǎn)速的三次方成正比，和葉輪外徑的五次方成正比。雖然機(jī)械損失和轉(zhuǎn)速的三次方成正比，但在特定的揚(yáng)程下，離心泵轉(zhuǎn)速每提高一倍，葉輪外徑減少一半，機(jī)械損失成五次方比例下降，所以，隨著轉(zhuǎn)速的提高，機(jī)械損失不但不會(huì)增加，反而在下降，這是發(fā)展高速泵的原因之一。因此，關(guān)鍵還是在于葉輪外徑，葉輪外徑越大，機(jī)械損失也就越大。
 

　　2、水力損失
 

　　離心泵過(guò)流部分(從進(jìn)口到出口)液體的流體必然有速度大小和方向改變引起的損失，這兩部分就是水力損失。要減少這部分損失，有兩個(gè)方面可以進(jìn)行改善：提高過(guò)流部件的光潔度;選用優(yōu)秀的水力模型。
 

　　3、容積損失
 

　　離心泵的容積損失包括密封環(huán)泄漏損失、平衡機(jī)構(gòu)泄漏損失和級(jí)間泄漏損失。
 

　　(1)密封環(huán)泄漏損失
 

　　在離心泵作業(yè)時(shí)，葉輪進(jìn)口處的密封環(huán)兩側(cè)存在著壓力差，一側(cè)為葉輪出口壓力，一側(cè)為葉輪進(jìn)口壓力，所以始終會(huì)有一些液體從葉輪出口處向葉輪進(jìn)口處泄漏。這些液體從葉輪處獲得能量，而這些泄漏液體的能量全部用到克服密封環(huán)阻力上了。
 

　　很明顯，密封環(huán)直徑Dw越大，兩邊的壓力相差就會(huì)越懸殊，泄漏量也就越大。如果離心泵已經(jīng)定型的前提下，要提高離心泵的效率，減少泄漏量，我們應(yīng)該盡可能的把密封環(huán)的間隙縮小。
 

　　通?？傞g隙近似取密封環(huán)直徑的0.002，如Dw=200mm，則總間隙為0.40mm。在裝配的時(shí)候，密封環(huán)不能偏心太大，不然，泄漏量也會(huì)增加。另外，也可以用增加密封環(huán)阻力的方法來(lái)減少泄漏量，比如將密封環(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(zhǎng)度，增大了沿程阻力。
 

　　密封環(huán)的泄漏，在某些情況下會(huì)引起葉輪入口的擾動(dòng)，因此要合理地設(shè)計(jì)密封環(huán)形式。
 

　　(2)平衡機(jī)構(gòu)泄漏損失
 

　　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(pán)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)域泄漏。平衡孔的泄漏會(huì)使離心泵的效率降低5%左右。在平衡盤(pán)機(jī)構(gòu)中，泄漏量占工作流量的3%，但有些高壓泵比此值大;為了減少泄漏損失，可在不影響平衡力的情況下減小平衡盤(pán)的直徑 D’。
 

　　(3)級(jí)間泄漏損失
 

　　在渦殼式多級(jí)泵中，級(jí)間隔板兩側(cè)壓力不等，也會(huì)存在泄漏損失，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)相差越多，隔板級(jí)間泄漏也就越嚴(yán)重，所以我們通常廣泛采用臺(tái)階式級(jí)間密封。
 

　　另外，在分段式多級(jí)泵中，也存在著級(jí)間泄漏。不過(guò)這里的級(jí)間泄漏與前面所說(shuō)的不同，因?yàn)檫@部分泄漏液體不經(jīng)過(guò)葉輪，所以不屬于容積損失。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，泄漏液體沿著級(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(guò)程。
 

　　雖然這不屬于容積損失，但它如此往返流動(dòng)，是要消耗離心泵的功率的。另外，該部分液體通過(guò)導(dǎo)葉時(shí)，會(huì)引起導(dǎo)葉喉部有效截面減小(即泄漏液體占去了一部分截面)，所以會(huì)使此處的流速增加，引起額外的水力損失。