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離心泵的能量損失及效率

時(shí)間：2016-5-19 15:55:45來源：www.seopuji.net作者：中耐泵業(yè)

離心泵的能量損失及效率
原動(dòng)機(jī)傳給泵軸的功率不能全部轉(zhuǎn)換為有效功率

，即不能全部用來增加液體的能量

。由于其中一部分能量在泵軸旋轉(zhuǎn)過程中消耗掉了

，一部分能量在泵內(nèi)損失掉了，所以泵的有效功率總是小于軸功率

。
按離心泵能量損失形式不同

，可分為：機(jī)械損失

、容積損失和水力損失

。
1

、機(jī)械損失及機(jī)械效率機(jī)械損失包括兩部分：一是泵軸與軸承、軸封裝置之間的摩擦損失

；二是輪阻損失，又稱圓盤摩擦損失

，即原來在充滿液體的泵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪外表面與液體之間的摩擦損失

。
在機(jī)械損失中，輪阻損失占的比例較大

，而軸承的軸封裝置摩擦損失較小

。用機(jī)械效率ηm表示機(jī)械損失的大小

，機(jī)械效率就是軸功率Pe經(jīng)機(jī)械損失后的剩余功率與軸功率之比，即：

式中 Pm——由于機(jī)械損失而消耗的功率

。
理論與實(shí)踐表明，合理減小葉輪外徑

，提高葉輪轉(zhuǎn)速，降低輪蓋板表面粗糙度

，可以提高泵的機(jī)械效率。泵軸采用機(jī)械密封則軸封摩擦損失較小

，若用填料密封應(yīng)注意填料壓蓋不要壓得過緊

。離心泵的機(jī)械效率一般為90%~97%

。
2

、容積損失及容積效率離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，泵體內(nèi)各處的液體壓力是不同的

，有高壓區(qū)也有低壓區(qū)。由于機(jī)構(gòu)上的需要在泵體內(nèi)部有很多間隙

，當(dāng)間隙前后壓力不同時(shí)，有部分液體就要有高壓區(qū)流動(dòng)低壓區(qū)

，如圖1所示。這部分液體雖然獲得了能量但是沒有被有效利用

，在泵內(nèi)循環(huán)

，而消耗于克服間隙阻力上

。還有一部分液體獲得能量后從軸封處泄漏掉了

，所以泵的實(shí)際流量qv比理論流量qvth小。

圖1 離心泵內(nèi)液體泄漏示意圖

用容積效率ηv表示容積損失的大小

，它是經(jīng)容積損失后的功率與未經(jīng)容積損失的功率之比

，即：

離心泵的容積效率ηv一般為90%~95%。
對于給定的離心泵

，要提高容積效率ηv，必須降低泄漏量

，可采用減少密封間隙的環(huán)形面積或增加密封環(huán)間隙阻力等措施

。運(yùn)轉(zhuǎn)中的離心泵應(yīng)定期檢查密封環(huán)磨損情況，及時(shí)更換

，否則將使容積效率降低

。
3、水力損失及水力效率液體流經(jīng)葉輪等過流部件時(shí)有摩擦損失

，而且在液體流動(dòng)速度的大小和方向變化時(shí)有沖擊損失

。這些損失都消耗一部分能量，通常把這部分能量損失稱為水力損失

。
（1）過流部件沿程摩擦損失液體經(jīng)過吸液室

、葉輪

、導(dǎo)輪等過流部件時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力損失

。由于沿程摩擦損失與流速的平方成正比，而流速又與流量成正比

，故沿程摩擦損失與流量平方正比

。圖2中曲線I表示沿程摩擦損失與理論流量qvth的關(guān)系曲線。

圖2 離心泵的水力損失與流量的關(guān)系

（2）沖擊損失液體流動(dòng)速度的大小和方向變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻力損失

。在設(shè)計(jì)工況時(shí)

，由于液流方向與葉片方向一致，所以沖擊損失較小

，接近于零

。在流量大于或小于設(shè)計(jì)工況時(shí)

，由于液流方向的改變便使沖擊損失逐漸增大。圖2中曲線II表示沖擊損失隨qvth變化的關(guān)系曲線

。
離心泵的總水力損失為上述兩項(xiàng)之和，如圖2中曲線III所示

。
水力效率就是經(jīng)水力損失后的功率與未經(jīng)水力損失的功率之比，用符合ηh表示

。ηh的大小與離心泵的構(gòu)造有關(guān)

，一般為70%~90%

。
為提高水力效率

，應(yīng)合理地確定葉輪流道的形狀和葉片形式

，盡可能使液體流速變化平緩，以防旋渦與死角并減小過流部件的表面粗糙度

。
4、離心泵的總效率離心泵的總效率η等于有效功率P和軸功率Pe之比

，即：

離心泵的效率和離心泵的比轉(zhuǎn)速有關(guān)，還和泵的流量

、結(jié)構(gòu)有關(guān)。單級單吸離心泵輸送常溫清水

、比轉(zhuǎn)速ns=120~210時(shí)，其效率值可根據(jù)流量由圖3查得

。當(dāng)ns＜120或＞210時(shí)，單級單吸離心泵的效率值為由圖3查得的效率值與因比轉(zhuǎn)速ns不同而引起的效率修正值之和

。當(dāng)ns=20~120時(shí)效率修正值由圖4（a）查得；當(dāng)ns=210~300時(shí)

，效率修正值由圖4（b）查得。

圖3 單級單吸離心泵效率（ns=120~210）

圖4 單級單吸離心泵的效率修正值

離心泵的效率是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

，它標(biāo)志著泵的性能好壞及原動(dòng)機(jī)利用的程度

。提高離心泵的效率涉及泵的設(shè)計(jì)

、加工制造

、安裝、運(yùn)行等問題，必須全面考慮才能到達(dá)提高效率的目的

。

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