离心泵内的功率损失有哪些

泵的能量损失,离心泵的能量损失,泵的能量损失有哪些 离心泵在把机械能转化为液体能量过程中，伴有各种损失，这些损失用相应的效率来表示。离心泵内的损失可分三种，即机械损失、容积损失和水力损失，与之相对应泵的效率也分机械效率、容积效率和水力效率。离心泵的能量损失（1）机械损失和机械效率 原动机传到泵轴上的功率P（轴功率），首先要消耗一部分去克服轴承和密封装置的摹擦损失，剩下来的轴功率用来带动叶轮旋转。但是叶轮旋转的机械能并没有全部传给通过叶轮的液体，其中一部分消耗于克服叶轮前、后盖板表面与壳俸间（泵腔）液体的摩蒜，这部分损失功率称为圆盘摩擦损失。上述轴承损失功率、密封损失功率和圆盘摩擦损夫功率之和称为机械损失，用P。来表示。轴功率去掉机械损失功率的剩余功率用来对通过叶轮的液体做功，称为输入水力功率，用P。来表示。机械效率为输入水力功率和轴功率之比，即离心泵的能量损失 （2）容积损失和容积效率输入水力功率用来对通过叶轮的液体做功，因而叶轮出口处液体的压力高于进口压力。出口和进口的压差，使得通过叶轮的一部分液体从泵腔经叶轮密封环间隙向叶轮进口方向流动。这样，通过叶轮的流量Q,（也称泵的理论流量）并没有完全输送到泵的出口，其中泄漏的这部分液体把从叶轮中获得的能量消耗于泄漏的流动过程中，即从高压（出口压力）液体变为低压（进口压力）液体。所以容积损失的实质也是能量损失，容积损失的大小用容积效率vv来计算。容积效率为通过叶轮除掉泄漏之后的液体（实际的流量Q）的功率和通过叶轮的液体（理论流量Q。）的功率（输入水力功率）之比，即 容积效率的估算比较复杂，影响因素较多，需要考虑密封环间隙大小、泵的级数、机械密封的级数等。不锈钢离心泵的泄漏量主要发生在密封环处，多级泵除此之外，还有级间泄漏。另外，泵平衡轴向力装置、密封装置等的泄漏量也应算在泵的容积损失之中。离心泵的能量损失 （3）水力损失和水力效率通过叶轮的有效液体（除掉泄漏）从叶轮中接收的能量（H。），没有完全输送出去，因为液体在泵过流部分（从泵进口到出口的流道）的流动中伴有水力摩擦损失（沿程阻力）和冲击、脱流、速度方向及大小变化等引起的水力损失（局部阻力），从而要消耗掉一部分能量。单位质量液体在泵过流部分流动中损失的能量称为泵的水力损失，由于存在水力损失，单位质量液体经过泵增加的能量（H），要小于叶轮传给单位质量液体的能量（H。）。泵的水力损失的大小用泵的水力效率m来计量。水力效率为去掉水力损失液体的功率和未经水力损失液体功率之比，即泵内的水力损失，通常只能用经验公式进行估算。其值与泵的比转速关系不大，而与

主要是液体和叶轮前后盖板外表面及泵腔的摩擦损失。

圆盘损失所占比例较大，甚至达到占有效功率的30%。试验表明圆盘损失和转速的三次方成正比，与叶轮外径的五次方成正比。因此，叶轮外径越大，圆盘损失越大。虽然圆盘损失和转速的三次方成正比，但在给定的扬程下，随着转速的提高，叶轮外径相应地减少，圆盘损失成五次方比例下降，所以，随着转速的提高，圆盘损失并不会增加，反而下降，这也是发展高速泵的原因之一。

2、容积损失

一部分液体经叶轮密封环间隙的泄露回到叶轮进口，却得不到有效的利用，形成损失。因此，密封环的间隙是越小越好，但由于加工和装配等原因，其间隙过小可能会形成偏磨或卡死的现象。

3、水力损失

泵过流部分（从进口到出口）液体的流体必然有因速度大小和方向改变而引起的损失，这两部分就是水力损失。可以通过提高过流部件的光洁度以减少这部分损失，尽量选用优秀的水力模型。

轴端密封和轴承的摩擦损失与轴端密封和轴承的结构形式以及输送流体的密度有关。这项损失的功率 约为轴功率的 1 ％―5％，大中型泵多采用机械密封、浮动密封等结构，轴端密封的摩擦损失就更小。

圆盘摩擦损失是因为叶轮在壳体内的流体中旋转， 叶轮两侧的流体， 由于受离心

力的作用， 形成回流运动， 此时流体和旋转的叶轮发生摩擦而产生能量损失。这项损失的功率约为轴功率的2％-10％，是机械损失的主要部分。提高转速，叶轮外径可以相应减小高叶轮机械效率。则圆盘摩擦损失增加较小，甚至不增加。

（ 2）容积损失：泵与风机由于转动部件与静止部件之间存在间隙，当叶轮转动时，在间隙两侧产生压力差， 因而时部分由叶轮获得能量的流体从高压侧通过间 隙向低压侧泄露，这种损失称容积损失或泄露损失。 容积损失主要发生在叶轮人口与外壳密封环之间及平衡装置与外壳之间。

如何减小： 为了减少进口的容积损失， 一般在进口都装有密封环 (承磨环或口环 )， 在间隙两侧压差相同的情况下， 如间隙宽度 减小，间隙长度 增加，或弯曲次数较多，则密封效果较好，容积损失也较小。

（ 3）流动损失：流动损失发生在吸入室、叶轮流道、导叶与壳体中。流体和各 部分流道壁面摩擦会产生摩擦损失； 流道断面变化、 转弯等会使边界层分离、 产

生二次流而引起扩散损失； 由于工况改变， 流量偏离设计流量时， 入口流动角与

叶片安装角不一致，会引起冲击损失。 如何减小：减小流量可减小摩擦及扩散损失，当流体相对速度沿叶片切线流入， 则没有冲击损失，总之，流动损失最小的点在设计流量的左边。

水泵性能参数一、什么是水泵的流量

流量是指水泵单位时间内输送液体的体积或重量。用Q表示，常用的单位是m3/h、m3/s、L/s或t/h。水泵铭牌上的流量是水泵的设计流量，友称额度流量。泵在该流量下运行效率最高。

水泵的性能参数二、什么是水泵的扬程

扬程是指单位重力液体从水泵进口到出口所增加的能量，也即单位重力的水经过水泵后获得的能量。用H表示，单位是mH2O,一般简称为m。水泵铭牌上的扬程是这台泵的设计扬程，即相应于通过设计流量时的扬程，又称额度扬程。

水泵的性能参数三、什么是水泵的功率

功率是指单位时间内水泵所做的功，单位为KW。

1、水泵的有效功率

有效功率又称水泵的输出功率，是指单位时间内流过水泵的液体从水泵那里获得的能量。用Pu表示。

2、轴功率

轴功率又称水泵的输入功率，是指动力机传递给水泵轴的功率。用P表示。水泵铭牌上的轴功率是指对应于通过设计流量时的轴功率，又称额定轴功率。

3、配套功率

配套功率是指为水泵配套的动力机功率，用P配表示。一般在水泵铭牌或样本上都标有配套功率的数值。

水泵的性能参数四、什么是水泵的效率

效率是指水泵的有效功率与轴功率之比的百分数，它标志着水泵能量转换的有效程度，是水泵的重要技术经济指标，用η表示。水泵铭牌上的效率是对应于通过设计流量时的效率，该效率为水泵的最高效率。水泵的效率越高，表示水泵工作时的能量损失越小。

水泵轴功率不可能全部传递给输出的液体，其中必有一部分能量损失。水泵内能量损失可分为三部分，即水力损失、容积损失和机械损失。

1、水力损失和水力效率

水流流经水泵的吸入室、叶轮、压出室时产生摩擦损失、局部损失和冲击损失。摩擦损失是水流与过流部件壁间的摩擦阻力引起的损失。局部损失是水流在泵内由于水流速度大小与方向发生变化引起的损失。冲击损失是泵在非设计工况下运行时水流在叶片入口处、出口处及压出室内引起的损失。水力损失越大，水泵的扬程越小。未考虑水泵内水力损失的扬程为理论扬程HT,则水泵扬程H与理论扬程H与理论扬程HT之比，称为水力效率ηh。

2、容积损失和容积效率

水流流过叶轮后，有一小部分高压水经过泵体内间隙(如减漏环)和轴向力平衡装置(如平衡孔)泄露到叶轮的进口，另有一部分从轴封装置处泄漏到泵体外，消耗了一部分能量，即容积损失。漏损q越大，水泵的出水量Q越小。通过水泵出口的流量Q与通过泵进口的流量Q+q之比称为容积效率ηV。

3、机械损失和机械效率

叶轮在液体中旋转时，前、后盖板外表面与液体产生摩擦损失(即轮盘损失)，泵轴转动时轴和轴封、轴承产生摩擦损失，克服摩擦损失消耗了部分能量，即机械损失，机械损失功率用Pm表示。从泵的输入功率中扣除机械损失后，叶轮传递给液体的功率称水功率，用Pw表示。

水泵的效率是容积效率、水力效率与机械效率的乘积。提高水泵效率，必须减少水泵内的各种损失。提高水泵的效率，除了从水力模型、选用材质、加工工艺、部件等方面加以改善和提高外，使用单位还要注意正确选择泵型、保证安装质量、合理调节运行工况和加强维护管理，才能使水泵经常在高效率状态下运行，达到节约能源、降低成本和提高经济效益的目的。

水泵的性能参数五、什么是水泵的吸水性能

允许吸上真空高度或必须汽蚀余量是表征水泵吸水性能的参数。在泵站设计时，需要根据吸水性能参数确定水泵的安装高程。允许吸上真空高度用Hs表示，必须空化余量用(NPSH)r表示，单位为m。

水泵的性能参数六、什么是水泵的转速

转速是指泵轴每分钟旋转的次数，用n表示，单位是r/min。铭牌上的转速是水泵的设计转速，又称额定转速。转速是影响水泵性能的重要参数，当转速变化时，水泵的其他五个性能参数表都发生相应的变化。