请问：“漩涡式”抽水机（水泵）的详细原理！

旋涡泵（也称涡流泵）是一种叶片泵。主要由叶轮、泵体和泵盖组成。叶轮是一个圆盘，圆周上的叶片呈放射状均匀排列。泵体和叶轮间形成环形流道，吸入口和排出口均在叶轮的外圆周处。吸入口与排出口之间有隔板，由此将吸入口和排出口隔离开。

我们将泵内的液体分为两部分：叶片间的液体和流道内的液体。当叶轮旋转时，在离心力的作用下，叶轮内液体的圆周速度大于流道内液体的圆周速度，故形成图1所示的“环形流动”。又由于自吸入口至排出口液体跟着叶轮前进，这两种运动的合成结果，就使液体产生与叶轮转向相同的图2（绿色）示的“纵向旋涡”。因而得到旋涡泵之名。需要特别指出的是，液体质点在泵体流道内的圆周速度小于叶轮的圆周速度。

在纵向旋涡过程中，液体质点多次进入叶轮叶片间（图2），通过叶轮叶片把能量传递给流道内的液体质点。液体质点每经过一次叶片，就获得一次能量。这也是相同叶轮外径情况下，旋涡泵比其它叶片泵扬程高的原因。并不是所有液体质点都通过叶轮,随着流量的增加，“环形流动”减弱。当流量为零时，“环形流动”最强，扬程最高。

由于流道内液体是通过液体撞击而传递能量。同时也造成较大撞击损失，因此旋涡泵的效率比较低。

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闭式旋涡泵采用闭式叶轮、开式流道结构。闭式叶轮是指叶片部分设有中间隔板，叶片比较短小的一种叶轮。泵的吸、排口除在隔舌部分隔开外。通过流道相通．这种与吸、排口直接相通的流道称之为开式流道。闭式旋涡泵必须配开式流道。

闭式旋涡泵的叶片和流道形式较多。一般矩形截面流道流量较大，但扬程和效率较低。而半圆形截面流道，扬程和效率较高，但流量较小。因此中、低比转数旋涡泵多采用半圆形截面流道，而中、高比转数旋涡泵多采用矩形截面流道。叶片形状应用最广的是径向直叶片，在低比转数旋涡泵中也有采用后弯角叶片。

在闭式旋涡泵中，液流是从圆周速度较大的叶轮外缘进入泵内的．因此气蚀性能较差，必须气蚀余量大。而且由于闭式旋涡泵的排出口位于流道外缘．聚集在时‘片根部的气体不易排出。因此，如无专门措施，闭式旋涡泵无自吸能力，也不能抽送气液混合物。闭式旋涡泵的效率要高于开式旋涡泵，可达到35%～45%。

2)开式旋涡泵

开式旋涡泵采用开式叶轮，闭式流道结构。开式叶轮是指叶片不带中间隔板，叶片比较长的一种叶轮。闭式流道是指吸、排口不能直接相通的流道。开式旋涡泵的吸、排口一般开在泵侧盖靠叶片根部处，这样一方面气体容易排出，有利于提高泵的自吸和抽送气液混合物的能力；另一方面。入口处的圆周速度相对较小，因此抗气蚀性能也要比闭式旋涡泵好。但开式旋涡泵的效率低，如采用效率最差的闭式流道时，效率仅为20%～27%，即使采用水力损失较小的向心开式流道后，效率也只能提高到27%～35%。

3)离心旋涡泵

与离心泵相比，旋涡泵扬程较高，较容易实现自吸，但气蚀性能差，而离心泵扬程低，但气蚀性能相对较好。离心旋涡泵就是将这两种泵结合在一起，即第一级为离心叶轮，以减小泵的必需气蚀余量；第二级为旋涡叶轮，提高泵的扬程。这样不但气蚀性能好，而且泵的扬程也较高。

旋涡泵的主要工作部分是叶轮和泵体的流道。叶轮与泵体及泵盖之间的空腔构成流道，叶轮旋转时，由于叶轮中运动液体的离心力Fu，大于流道中运动液体的离心力F，两者之间产生一个方向垂直于轴承并指向流道纵长方向的环形旋转运动，称为纵向旋涡。

旋涡泵的工作原理是，叶轮旋转时，液体按叶轮的旋转方向沿着流道流动，流入叶轮叶片间的液体，受叶片的推动，与叶轮一起运动，因而其圆周分速度可认为与叶轮的圆周速度相等，由此产生离心力，离心力大小与圆周速度的平方成正比。由于叶片间的液体与泵流道内液体的圆周速度不同，两者之间产生一个方向垂直于轴面并指向流道纵长方向的环形旋转运动，称为纵向旋涡，如图3所示。在纵向旋涡的作用下，液体从吸入至排出的过程中可以多次地流入叶轮和从叶轮中流出，它每流入叶轮一次，就获得一次能量，当它从叶轮流至流道时，与流道中运动的液体相混合，在混合过程中产生动量交换，使流道中的液体能量增加。

在纵向旋涡的作用下，液体从吸人至排出的整个过程中可以多次反复进入叶轮和从叶轮中流出(类似液体在多级离心泵内的流动)，而它每流人叶轮一次，即获得一次能量交换。当它从叶轮流至流道时，就和流道中运动的液体相混合，由于两股液流速度不同，在混合过程中产生动量交换，使流道中的液体能量得到增加。

旋涡泵主要依靠纵向旋涡的作用来传递能量。当流量减小时(小流量工况)，流道内液体的运动速度减小，纵向旋涡作用增强，液体流经叶轮的次数增多，使泵的扬程提高流量增大时，情况相反，因此旋涡泵特性呈陡降形。由于液体7昆合时产生较大的撞击损失，所以旋涡泵的效率较低。