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离心泵的容积损失以及防止损失的方案 |
离心泵的容积损失有密封环漏泄损失、平衡机构漏泄损失和级间漏泄损失。
一、密封环漏泄损失
在叶轮入口处，设有密封环，在水泵工作时，由于密封环两侧存在着压力差，一侧近似为叶轮出口压力，一侧为叶轮入口压力，所以始终会有一部分液体从叶轮出口向叶轮入口漏泄。这部分液体在叶轮里获得了能量，但液体并未送出，这样就减少了水泵的供水量。漏泄液体的能量全部用到克服密封环阻力上了。
显然，密封环直径Dw愈大，其两侧压力相差愈悬殊，则泄漏量就愈大。对于定型的水泵，为了减少漏泄量提高水泵的效率，应在许可的情况下把密封环间隙缩小。一般总间隙近似取密封环直径的0.002，如Dw=200毫米，则总间隙为0.40毫米。装配时，密封环不可偏心太大，否则，漏泄量也会增加。另外，可用增加密封环阻力的方法减少漏泄量，增加阻力的主要措施是将密封环制成迷宫、锯齿形等，这同时也增加了密封环的密封长度，增大了沿程阻力。
密封环的漏泄，在某些情况下会引起叶轮入口的扰动，因此就要合理地设计密封环形式。
二、平衡机构漏泄损失
在不少的离心泵中，都设有平衡轴向推力的机构：如平衡孔、平衡管、平衡盘等。由于在平衡机构两侧存在着压力差，因而也有一部分液体从高压区域向低压区域漏泄。平衡孔的漏泄会使水泵的效率降低5%左右。在平衡盘机构中，漏泄量占工作流量的3%，但高压泵有些比此值大；为了减少漏泄损失，可在不影响平衡力的情况下减小平衡盘的直径D’。
三、级间漏泄损失
在涡壳式多级泵中，级间隔板两侧压力不等，因而也存在漏泄损失，根据机构布置情况的不同，级间隔板两侧的压差可能为一级、二级或三级，级数相差愈多，则隔板级间漏泄就愈严重，因此此处广泛采用台阶式级间密封。
此外，在分段式多级泵中，也存在着级间漏泄。不过这与前面所说的级间漏泄不同，因这部分漏泄液体不经过叶轮，故不属于容积损失。在这里，级间隔板前后的压差，是由导叶扩散部分的增压作用和叶轮侧隙的抽吸作用（相当于离心叶轮）而引起的。在压差的作用下，漏泄液体沿着级间隔板缝隙进入前级叶轮侧隙，并经导叶，反导叶（吸入导叶）又流回级间缝隙，重复上述过程。虽然分段式多级泵的级间漏泄不属于容积损失，但它如此往返流动，是要消耗水泵的功率的。另外，该部分液体通过导叶时，会引起导叶喉部有效截面减小（即漏泄液体占去了一部分截面），所以会使此处的流速增加，引起额外的水力损失。据《离心泵设计基础》一书介绍：某台多级泵，在流量为20升/秒时，级间间隙自0.75毫米减少到0.25毫米，级间漏泄量q减少了０.7升/秒，由于q的减少，使通过导叶的流量减少了，降低了导叶喉部的流速，减少了导叶中的水力损失，同时由于q减少，使叶轮与导叶侧隙中的液体相对速度减小了，从而也减少了叶轮圆盘摩擦损失，所以泵的效率提高了5%左右。 |
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