離心泵是通過旋轉(zhuǎn)葉輪產(chǎn)生的離心力泵送液體的渦輪機(jī)。被泵送的液體沿葉輪軸向進(jìn)入泵吸入側(cè)的吸入口。在泵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的葉輪在離心力的作用下使液體加速。

　　速度的增加提高了流體中的動(dòng)態(tài)壓力。當(dāng)離開葉輪時(shí)，由于液體的積聚，液體在排出口再次減速。因此，液體的動(dòng)壓轉(zhuǎn)換為靜壓(有關(guān)動(dòng)壓和靜壓之間關(guān)系的更多信息，請參閱文丘里效應(yīng)一文)。結(jié)果，排放口處的靜壓大大增加。這種高壓使液體能夠克服一定的大地水頭。

　　根據(jù)泵或葉輪的設(shè)計(jì)，液體沿徑向或軸向離開葉輪。產(chǎn)生徑向流的泵也稱為徑向流泵。徑流泵的葉輪設(shè)計(jì)為帶蓋板的封閉式葉輪或開式葉輪(后者如圖所示)。

　　如果液體沿軸向離開葉輪，這種設(shè)計(jì)也稱為軸流泵。在這種情況下，葉輪就像船的螺旋槳一樣，只是在這種情況下，螺旋槳是靜止的，因此會在管道內(nèi)產(chǎn)生流動(dòng)。因此軸流泵也稱為螺旋槳泵。它們通常用作化工廠中的循環(huán)泵。還有一些離心泵，其中液體不會完全沿軸向或徑向離開葉輪。這些泵被稱為斜流泵或混流泵。

　　離心泵是通過離心力輸送液體的渦輪機(jī)!根據(jù)葉輪產(chǎn)生的流量，它們被稱為徑流泵、軸流泵或混流泵!

　　與軸流泵相比，徑流泵可以提供更高的壓頭，但它們通常會產(chǎn)生相對較低的流量。為了實(shí)現(xiàn)高流量，可能必須并聯(lián)多個(gè)徑流泵。軸流泵提供高體積流量，但只有相對較低的壓頭(約 15 m)。為了使用軸流泵實(shí)現(xiàn)大壓頭，可能必須串聯(lián)多個(gè)泵?；炝鞅锰峁┝藘煞N泵類型的優(yōu)缺點(diǎn)之間的折衷方案。

　　徑向流泵在低流量下提供高壓頭，而軸流泵在低壓頭下提供高流量?；炝鞅锰峁┝藘煞N設(shè)計(jì)的折衷方案。

　　徑向葉輪具有一個(gè)至*多三個(gè)葉片，用于泵送嚴(yán)重污染的液體或含有固體的液體。少量的葉片增加了流動(dòng)橫截面，從而改善了通過葉輪的流動(dòng)。這種葉輪也稱為通道葉輪。在螺旋槳泵的情況下，當(dāng)泵送含有固體的液體時(shí)，使用葉輪的螺桿設(shè)計(jì)?！?/p>

　空化

　　由于吸入口處產(chǎn)生的負(fù)壓，泵吸入流體。更準(zhǔn)確地說：吸入管外較高的環(huán)境壓力將流體沿負(fù)壓方向推入泵內(nèi)(吸管飲用原理)。由于環(huán)境壓力為 1 bar，而泵*多可以產(chǎn)生真空，因此可以將流體壓入泵中的壓力被限制為** 1 bar。這僅允許實(shí)現(xiàn)有限的大地吸頭。在抽水的情況下，產(chǎn)生完美真空時(shí)的**吸程理論上為 10 米。

　　然而，離心泵的吸水頭不僅受環(huán)境壓力的限制，還受氣蝕的限制。空化是當(dāng)液體中的靜壓低于蒸汽壓時(shí)形成的蒸汽泡。水在 20 °C 時(shí)的蒸氣壓為 23 mbar。如果水中的靜壓低于這個(gè)值，即使在這個(gè)低溫下，水也會開始局部蒸發(fā)，并形成小氣泡(類似于水沸騰時(shí)上升的蒸汽泡)。

　　如果泵中的壓力隨后再次升高，氣泡就會變得不穩(wěn)定并內(nèi)爆。由于這是一個(gè)充氣氣泡，因此顆粒密度相對較低。因此，泡沫在幾乎沒有阻力的情況下破裂。周圍的液體在崩潰的氣泡中被如此強(qiáng)烈地加速，以至于產(chǎn)生的微射流產(chǎn)生數(shù)千個(gè)大氣壓的局部壓力!如果這種微型射流撞擊葉輪的葉片，隨著時(shí)間的推移會導(dǎo)致?lián)p壞。氣蝕的發(fā)生通常是通過泵的響亮噪音或振動(dòng)來注意到的。

　　空化是氣泡的形成及其隨后的內(nèi)爆，由此產(chǎn)生的微射流會破壞組件的表面!

　　靜壓相對較低的區(qū)域特別容易形成蒸汽泡。在泵入口處出現(xiàn)這種情況有兩個(gè)原因。一方面，泵無論如何都必須有一個(gè)負(fù)壓，這樣液體才能完全輸送到泵中。此外，根據(jù)文丘里效應(yīng)，靜壓隨著流速的增加而降低。特別是在葉輪入口處，由于入口橫截面減小，流速特別高，因此靜壓**。如果那里的壓力下降到蒸汽壓力以下，就會形成氣泡，由于泵中的壓力增加，*終會內(nèi)爆。　　

NPSH值

　　當(dāng)泵必須產(chǎn)生強(qiáng)大的負(fù)壓來輸送流體時(shí)，氣蝕的風(fēng)險(xiǎn)顯然特別高。從管道系統(tǒng)的角度來看，大地吸水頭和吸水管的大水頭損失(由摩擦引起)就是這種情況。從泵的角度來看，高流速時(shí)氣蝕的風(fēng)險(xiǎn)很高，因?yàn)檫@反過來意味著高流速，從而導(dǎo)致靜壓的強(qiáng)烈下降?！　?/p>

泵的 NPSH 值 (NPSHR)

　　由于管道系統(tǒng)的特性， NPSH A值對應(yīng)于可用的壓頭。對于無氣蝕操作，泵及其提供的壓頭不得超過系統(tǒng)的 NPSH A值。因此，泵產(chǎn)生的 NPSH 值**有必要低于從系統(tǒng)角度獲得的值。因此，泵的 NPSH 值稱為 NPSH R值(索引R表示所需的R)。

　　離心泵的 NPSH R值由制造商在其數(shù)據(jù)表中指定。NPSH R值很大程度上取決于葉輪的轉(zhuǎn)速和輸送的流量。出于安全原因，系統(tǒng)的 NPSH A值應(yīng)比泵的 NPSH R值高約 0.5 m：

　　NPSH一個(gè)≥NPSHR+ 0 , 5 米 無氣蝕操作　　

防止氣蝕的措施

　　如果在離心泵運(yùn)行過程中出現(xiàn)氣蝕，必須采取適當(dāng)?shù)膶Σ摺＝档土魉賹τ诜乐箟毫ο陆颠^多至關(guān)重要。

　　從泵的角度來看，這可以通過例如降低葉輪的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。然而，通過這種措施，流速會降低。如果不希望這樣降低流量，則必須使用更大的泵，它在較低的速度下提供相同的流量。

　　使用所謂的誘導(dǎo)器也可以防止壓力過度下降。誘導(dǎo)輪是軸向葉輪，連接在實(shí)際泵葉輪的上游并安裝在同一軸上。誘導(dǎo)器在流體進(jìn)入實(shí)際葉輪之前(或在幾個(gè)葉輪的**級之前)增加流體的靜壓，從而降低壓力低于蒸汽壓力的風(fēng)險(xiǎn)(降低泵的 NPSHR 值)。

　　帶有誘導(dǎo)輪的離心泵在部分負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行，因?yàn)樵跐M負(fù)荷下誘導(dǎo)輪會發(fā)生氣蝕。因此，與沒有誘導(dǎo)輪的泵相比，有誘導(dǎo)輪的泵不能覆蓋整個(gè)負(fù)載范圍。由于額外的葉輪，能量轉(zhuǎn)換效率也較低。

　　還可以從管道系統(tǒng)的角度采取減少/避免氣蝕的措施。吸入管橫截面的增加(在恒定流速下)也會導(dǎo)致流速降低。在這種情況下，還應(yīng)檢查吸入管是否堵塞。

　　避免氣蝕的另一種可能性是保持大地吸頭盡可能低。為此，必須將吸入罐放置在較高位置或?qū)⒈梅胖迷谳^低位置。可能還需要考慮從吸入操作轉(zhuǎn)換為壓力操作。　　

離心泵的啟停程序

　　離心泵不應(yīng)只是打開和關(guān)閉，因?yàn)檫@可能會損壞泵。因此必須遵循一定的程序。首先，當(dāng)泵內(nèi)沒有流體時(shí)，不應(yīng)開啟泵，并且泵在運(yùn)行過程中不得干轉(zhuǎn)。一方面，離心泵在干運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常不能產(chǎn)生抽吸效應(yīng)，因此不能泵送任何流體(例外：自吸泵，如側(cè)通道泵)。另一方面，流動(dòng)的液體也起到冷卻泵的作用。如果缺少這種冷卻，泵會很快過熱。此外，液體壓力對泵內(nèi)的旋轉(zhuǎn)部件施加一定的定心效果，從而防止與相鄰?fù)鈿ぶ苯咏佑|。由于上述原因，離心泵通常具有干轉(zhuǎn)保護(hù)，如果沒有液體，會立即關(guān)閉泵。

　　因此，在啟動(dòng)泵之前，必須將其注滿液體(灌注)。啟動(dòng)泵時(shí)，不得再次通過吸入管排空。為此，通常在吸入管中安裝止回閥或底閥(止回閥)，自動(dòng)防止回流。也可以安裝一個(gè)簡單的截止閥或閘閥，然后必須先手動(dòng)關(guān)閉。

　　如果泵在填充后直接打開并且閥門打開，泵將立即提供高流量。為了使電動(dòng)機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)并同時(shí)輸送高流量，需要電動(dòng)機(jī)的非常高的電功率。這可能導(dǎo)致過熱。為防止這種情況發(fā)生，必須在泵啟動(dòng)時(shí)對流量進(jìn)行節(jié)流。

　　然而，流量不會被吸入管中的截止閥節(jié)流，因?yàn)槲牍苤械氖湛s會增加流速并因此造成氣蝕的風(fēng)險(xiǎn)。出于這個(gè)原因，排放管中還有一個(gè)截止閥，當(dāng)泵啟動(dòng)時(shí)它*初是關(guān)閉的，然后才逐漸打開，這樣流量就會慢慢增加到**。

　　總之，離心泵的啟動(dòng)過程如下：

1. 　　關(guān)閉吸入管中的閥門(防止泵干轉(zhuǎn))
2. 　　用流體填充泵(實(shí)現(xiàn)抽吸效果并防止過熱)
3. 　　關(guān)閉排放管中的閥門
4. 　　完全打開吸入管中的閥門(避免氣蝕)
5. 　　打開泵電機(jī)
6. 　　緩慢打開排放管中的閥門(防止電機(jī)過熱)

　　當(dāng)要關(guān)閉泵時(shí)，還必須遵循一定的程序。首先，排放管中的閥門再次緩慢關(guān)閉。應(yīng)避免過快關(guān)閉，否則閥門后面的液體會因其慣性而繼續(xù)流動(dòng)，從而產(chǎn)生非常高的負(fù)壓。然后負(fù)壓將液體再次拉回并全力撞擊閥門。這會損壞閥門和管道。

　　關(guān)閉排放管中的閥門后，現(xiàn)在可以關(guān)閉泵。然后應(yīng)再次關(guān)閉吸入管中的截止閥，以防止泵空轉(zhuǎn)。對于止回閥，這會自動(dòng)發(fā)生。

　　總之，離心泵通過以下程序關(guān)閉：

1. 　　緩慢關(guān)閉排放管中的閥門(防止壓力波動(dòng))
2. 　　關(guān)閉泵電機(jī)
3. 　　關(guān)閉吸入管中的截止閥(防止泵干轉(zhuǎn))