離心泵是通過旋轉葉輪產(chǎn)生的離心力泵送液體的渦輪機。被泵送的液體沿葉輪軸向進入泵吸入側的吸入口。在泵內(nèi)旋轉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態(tài)壓力。當離開葉輪時，由于液體的積聚，液體在排出口再次減速。因此，液體的動壓轉換為靜壓(有關動壓和靜壓之間關系的更多信息，請參閱文丘里效應一文)。結果，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)泵或葉輪的設計，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。徑流泵的葉輪設計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，這種設計也稱為軸流泵。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。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!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。為了實現(xiàn)高流量，可能必須并聯(lián)多個徑流泵。軸流泵提供高體積流量，但只有相對較低的壓頭(約 15 m)。為了使用軸流泵實現(xiàn)大壓頭，可能必須串聯(lián)多個泵。混流泵提供了兩種泵類型的優(yōu)缺點之間的折衷方案。

　　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設計的折衷方案。

　　徑向葉輪具有一個至*多三個葉片，用于泵送嚴重污染的液體或含有固體的液體。少量的葉片增加了流動橫截面，從而改善了通過葉輪的流動。這種葉輪也稱為通道葉輪。在螺旋槳泵的情況下，當泵送含有固體的液體時，使用葉輪的螺桿設計。　

　空化

　　由于吸入口處產(chǎn)生的負壓，泵吸入流體。更準確地說：吸入管外較高的環(huán)境壓力將流體沿負壓方向推入泵內(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。這僅允許實現(xiàn)有限的大地吸頭。在抽水的情況下，產(chǎn)生完美真空時的**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?？栈钱斠后w中的靜壓低于蒸汽壓時形成的蒸汽泡。水在 20 °C 時的蒸氣壓為 23 mbar。如果水中的靜壓低于這個值，即使在這個低溫下，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烈地加速，以至于產(chǎn)生的微射流產(chǎn)生數(shù)千個大氣壓的局部壓力!如果這種微型射流撞擊葉輪的葉片，隨著時間的推移會導致?lián)p壞。氣蝕的發(fā)生通常是通過泵的響亮噪音或振動來注意到的。

　　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)這種情況有兩個原因。一方面，泵無論如何都必須有一個負壓，這樣液體才能完全輸送到泵中。此外，根據(jù)文丘里效應，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?！　?/p>

NPSH值

　　當泵必須產(chǎn)生強大的負壓來輸送流體時，氣蝕的風險顯然特別高。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，高流速時氣蝕的風險很高，因為這反過來意味著高流速，從而導致靜壓的強烈下降?！　?/p>

泵的 NPSH 值 (NPSHR)

　　由于管道系統(tǒng)的特性， NPSH A值對應于可用的壓頭。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速和輸送的流量。出于安全原因，系統(tǒng)的 NPSH A值應比泵的 NPSH R值高約 0.5 m：

　　NPSH一個≥NPSHR+ 0 , 5 米 無氣蝕操作　　

防止氣蝕的措施

　　如果在離心泵運行過程中出現(xiàn)氣蝕，必須采取適當?shù)膶Σ?。降低流速對于防止壓力下降過多至關重要。

　　從泵的角度來看，這可以通過例如降低葉輪的轉速來實現(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。

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

　　帶有誘導輪的離心泵在部分負荷范圍內(nèi)運行，因為在滿負荷下誘導輪會發(fā)生氣蝕。因此，與沒有誘導輪的泵相比，有誘導輪的泵不能覆蓋整個負載范圍。由于額外的葉輪，能量轉換效率也較低。

　　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)也會導致流速降低。在這種情況下，還應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換為壓力操作。　　

離心泵的啟停程序

　　離心泵不應只是打開和關閉，因為這可能會損壞泵。因此必須遵循一定的程序。首先，當泵內(nèi)沒有流體時，不應開啟泵，并且泵在運行過程中不得干轉。一方面，離心泵在干運轉時通常不能產(chǎn)生抽吸效應，因此不能泵送任何流體(例外：自吸泵，如側通道泵)。另一方面，流動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)的旋轉部件施加一定的定心效果，從而防止與相鄰外殼直接接觸。由于上述原因，離心泵通常具有干轉保護，如果沒有液體，會立即關閉泵。

　　因此，在啟動泵之前，必須將其注滿液體(灌注)。啟動泵時，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)，自動防止回流。也可以安裝一個簡單的截止閥或閘閥，然后必須先手動關閉。

　　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。為了使電動機的軸旋轉并同時輸送高流量，需要電動機的非常高的電功率。這可能導致過熱。為防止這種情況發(fā)生，必須在泵啟動時對流量進行節(jié)流。

　　然而，流量不會被吸入管中的截止閥節(jié)流，因為吸入管中的收縮會增加流速并因此造成氣蝕的風險。出于這個原因，排放管中還有一個截止閥，當泵啟動時它*初是關閉的，然后才逐漸打開，這樣流量就會慢慢增加到**。

　　總之，離心泵的啟動過程如下：

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

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

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

　　總之，離心泵通過以下程序關閉：

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