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技術(shù)文章

解析旋渦泵的工作原理

閱讀：696發(fā)布時(shí)間：2014-4-8

　　旋渦泵按其結(jié)構(gòu)主要可分為一般旋渦泵、力矩限制器離心旋渦泵和自吸旋渦泵等。一般旋渦泵大多為單級(jí)單吸懸臂式的。一般旋渦泵的外形與結(jié)構(gòu)。
　　
　　旋渦泵和其它類型泵相比有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　
　　1.旋渦泵是一種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的高揚(yáng)程泵，與同樣尺寸、轉(zhuǎn)數(shù)相同的離心泵相比，其揚(yáng)程高
　　
　　2-4倍。與相同揚(yáng)程的容積泵相比，其尺寸要小、結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。
　　
　　2.具有陡降的揚(yáng)程特性曲線，因此，對(duì)系統(tǒng)中的壓力波動(dòng)不敏感。
　　
　　3.具有自吸能力或借助于簡(jiǎn)單裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)自吸。
　　
　　4.某些旋渦泵可實(shí)現(xiàn)汽液混輸。這對(duì)于抽送含有氣體的易揮發(fā)的液體和汽化壓力很高的高溫液體具有重要意義。
　　
　　5.旋渦泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、鑄造和加工工藝都容易實(shí)現(xiàn)，某些旋渦泵零件還可以使用非金屬材料，如塑料、尼龍模壓葉輪等。
　　
　　旋渦泵（也稱渦流泵）是一種葉片泵。主要由葉輪、泵體和泵蓋組成。葉輪是一個(gè)圓盤，圓周上的葉片呈放射狀均勻排列。泵體和葉輪間形成環(huán)形流道，吸入口和排出口均在葉輪的外圓周處。吸入口與排出口之間有隔板，由此將吸入口和排出口隔離開(kāi)。
　　
　　我們將泵內(nèi)的液體分為兩部分：葉片間的液體和流道內(nèi)的液體。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力的作用下，葉輪內(nèi)液體的圓周速度大于流道內(nèi)液體的圓周速度，故形成圖1所示的“環(huán)形流動(dòng)”。又由于自吸入口至排出口液體跟著葉輪前進(jìn)，這兩種運(yùn)動(dòng)的合成結(jié)果，就使液體產(chǎn)生與葉輪轉(zhuǎn)向相同的“縱向旋渦”。因而得到旋渦泵之名。需要特別指出的是，液體質(zhì)點(diǎn)在泵體流道內(nèi)的圓周速度小于葉輪的圓周速度。在縱向旋渦過(guò)程中，液體質(zhì)點(diǎn)多次進(jìn)入葉輪葉片間，通過(guò)葉輪葉片把能量傳遞給流道內(nèi)的液體質(zhì)點(diǎn)。液體質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過(guò)一次葉片，就獲得一次能量。這也是相同葉輪外徑情況下，旋渦泵比其它葉片泵揚(yáng)程高的原因。并不是所有液體質(zhì)點(diǎn)都通過(guò)葉輪,隨著流量的增加，“環(huán)形流動(dòng)”減弱。當(dāng)流量為零時(shí)，“環(huán)形流動(dòng)”zui強(qiáng)，揚(yáng)程zui高。由于流道內(nèi)液體是通過(guò)液體撞擊而傳遞能量。同時(shí)也造成較大撞擊損失，因此旋渦泵的效率比較低。
　　
　　旋渦泵有的又叫渦流泵、再生泵等。由于它是靠葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)使液體產(chǎn)生旋渦運(yùn)動(dòng)的作用而吸人和排出液體的，所以稱為旋渦泵。目前，一般旋渦泵的流量為0.2～27m3/h。
　　
　　泵是伴隨著人類發(fā)展而逐漸的產(chǎn)品豐富起來(lái)，在1920年時(shí)出現(xiàn)了旋渦泵，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中包括葉輪、泵體及由泵蓋、泵體和葉輪組成的環(huán)形流道。使用旋渦泵的應(yīng)用環(huán)境可以用在小型蒸汽鍋爐補(bǔ)水、化工、制藥、高樓供水等用途。旋渦泵可以分為自吸式的，離心式的。在日常環(huán)境中，應(yīng)用zui廣泛的包括自吸離心旋渦泵。旋渦泵的zui小流量可以達(dá)到0.05l/s或更小，大的可達(dá)12.5l/s。普遍使用的是那種揚(yáng)程可以超過(guò)300m的。
　　
　　單級(jí)旋渦泵主要依靠縱向旋渦的作用來(lái)傳遞能量。當(dāng)流量減小時(shí)(小流量工況)，流道內(nèi)液體的運(yùn)動(dòng)速度減小，縱向旋渦作用增強(qiáng)，流體流經(jīng)葉輪的次數(shù)增多，使泵的揚(yáng)程提高，流量增大時(shí)，情況相反，因此旋渦泵特性呈陡降形。由于液體混合時(shí)產(chǎn)生較大的撞擊損失，所以漩渦泵的效率較低。
　　
　　旋渦泵的主要工作部分是葉輪和泵體的流道。葉輪與泵體及泵蓋之間的空腔構(gòu)成流道。
　　
　　葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于葉輪中運(yùn)動(dòng)液體的離心力Fu，大于流道中運(yùn)動(dòng)液體的離心力Fe,兩者之間產(chǎn)生一個(gè)方向垂直于軸承并指向流道縱長(zhǎng)方向的環(huán)形旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱為縱向漩渦。在縱向旋渦的作用下，液體從吸入至排出的整個(gè)過(guò)程中可以多次反復(fù)進(jìn)入葉輪和從葉輪中流出(類似液體在多級(jí)離心泵內(nèi)的流動(dòng))，而它每流入葉輪一次，即獲得一次能量交換。當(dāng)它從葉輪流至流道時(shí)，就和流道中運(yùn)動(dòng)的液體相混合，由于兩股液流速度不同，在混合過(guò)程中產(chǎn)生動(dòng)量交換，使流道中的液體能量增加。
　　
　　旋渦泵與其它類型的泵比較的話，會(huì)具有體積小、重量輕的特點(diǎn)。而且自吸旋渦泵的自吸能力十分強(qiáng)大，波動(dòng)小，對(duì)于運(yùn)行中產(chǎn)生的震動(dòng)，可以忽略不計(jì)。旋渦泵的缺點(diǎn)是效率有點(diǎn)偏低，zui多只能達(dá)到50%，它的汽蝕性能較差，只有提高旋渦泵在工作時(shí)的粘性，汽蝕性能才又可能加強(qiáng)。其次，旋渦泵對(duì)于介質(zhì)的要求有點(diǎn)嚴(yán)格，要保證介質(zhì)沒(méi)有雜質(zhì)，假如含有固體顆粒，就會(huì)大大的影響運(yùn)行難度。

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