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。

1、容积损失是指液压泵流量上的损失，液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量，压力机其主要原因是由液压泵内部高压腔的泄露、油液的压缩以及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油液黏度大以及液压泵转速高等原因而导致油液不能全部充满密封工作腔液压泵的容积损失用容积效率v来表示，它等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qt之比。即

v=q/qt。

因此液压泵的实际输出流量q为

q=qtv=unv

式中，u为液压泵的排量，立方/r；n为液压泵的转速，r/s

2、机械损失机械损失是指液压泵在转矩上的损失。液压泵的市里输入转矩t总是大于理论上所需要的转矩tt，其主要原因是由于液压泵体内相对运动部件之间因机械摩擦而引起的摩擦转矩损失以及由液体的黏性而引起的摩擦损失。

液压泵的机械损失用机械效率m表示，他等于液压泵的理论转矩tt与实际输入转矩t之比

m=tt/t

1、流量；

水泵的流量是指单位时间内流出泵出口断面的液体体积或质量，分别称为体积流量和质量流量。体积流量用符号Q表示，质量流量用Qm表示。

体积流量常用的单位为升每秒（L/s）、立方米每秒（m3/s）或立方米每小时（m3/h）；质量流量常用的单位为千克每秒（kg/s）或吨每小时（t/h）。

2、扬程（head）

扬程，用符号H表示，是指被输送的单位重量液体流经水泵后所获得的能量增值，即水泵实际传给单位重量液体的总能量，其单位为m（N穖/N=m）。

3、功率（power）

（1）轴功率P；

轴功率是指动力机经过传动设备后传递给水泵主轴上的功率，亦即水泵的输入功率。通常水泵铭牌上所列的功率均指的是水泵轴功率。

（2）有效功率Pe；

有效功率是指单位时间内，流出水泵的液流获得的能量，即水泵对被输送液流所做的实际有效功。

（3）动力机配套功率Pg；

动力机配套功率为与水泵配套的原动机的输出功率，考虑到水泵运行时可能出现超负荷情况，所以动力机的配套功率通常选择得比水泵轴功率大。

（4）水功率Pw；

水功率是指水泵的轴功率在克服机械阻力后剩余的功率，也就是叶轮传递给通过其内的液体的功率。

（5）泵内损失功率；

水泵的输入功率（即轴功率），只有部分传给了被输送的液体，这部分功率即是有效功率，另一部分被用来克服水泵运行中泵内存在的各种损失，也就是损失功率。泵内的功率损失可以分为三类，即机械损失、容积损失和水力损失。

4、效率；

水泵的输入功率（即轴功率P），由于机械损失、水力损失和容积损失，不可能全部传递给液体，液体经过水泵只能获得有效功率Pe。效率是用来反映泵内损失功率的大小及衡量轴功率P的有效利用程度的参数，即有效功率Pe与轴功率P之比的百分数。

5、速度n；

即转速，是指水泵轴或叶轮每分钟旋转的次数，通常用N表示，单位为r/min。水泵的转速与其它的性能参数有着密切的关系，一定的转速，产生一定的流量、扬程，并对应一定的轴功率，当转速改变时，将引起其它性能参数发生相应的变化。

水泵是按一定转速设计的，因此配套的动力机除功率应满足水泵运行的工况要求外，在转速上也应与水泵转速相一致。

6、允许吸上真空高度[Hs]或必需汽蚀余量Δhr；

允许吸上真空高度和必需汽蚀余量是表征水泵在标准状态下的汽蚀性能（吸入性能）的参数。水泵工作时，常因装置设计或运行不当，会出现水泵进口处压力过低，导致汽蚀发生，造成水泵性能下降甚至流动间断、振动加剧的现象。

泵内出现汽蚀现象后，水泵便不能正常工作，汽蚀严重时甚至不能工作。为了避免水泵汽蚀的发生，就必须通过泵的汽蚀性能参数来正确确定泵的几何安装高度和设计水泵装置系统。

扩展资料：

一、技术要求

1、所谓扬程是指所需扬程，而并不是提水高度，明确这一点对选择水泵尤为重要。水泵扬程大约为提水高度的1.15～1.20倍。如某水源到用水处的垂直高度20米，其所需扬程大约为23～24米。

2、选择水泵时应使水泵铭牌上的扬程最好与所需扬程接近，一般偏差不超过20%，这样的情况下，水泵的效率最高，也比较节能，使用会更经济。

3、如果铭牌上扬程远远小于所需扬程，水泵往往不能满足用户的需要，即便能抽上水来，水量也小得可怜。但反过来，高扬程的水泵用于低扬程时，便会出现流量过大，导致电机超载，若长时间运行，电机温度升高，绕组绝缘层便会逐渐老化，甚至烧毁电机。

二、例：某台泵流量50m&sup3/h,求每小时抽水的重量？

水的比重p=1000kg/m&sup3

解：Qm=Qp=50m&sup3/h×1000kg/m&sup3=50000kg/h=50t/h

也就是说对于常温清水而言1m&sup3/h=1t/h

参考资料：百度百科-水泵扬程

参考资料：百度百科-汽蚀余量

参考资料：百度百科-水泵

参考资料：百度百科-水泵流量

1，电机转动部件转动摩擦损失

2，电机绕组电阻损失

3，联轴节传动损失（如果有联轴节）

4，水泵泵轴转动摩擦损失

5，水泵叶轮与壳体间隙，导致高压腔回流至低压腔效率损失

6，水在水泵内部流动摩擦损失

如果前端还配有变频器，那么损失还会有变频器效率和电机效率的损失。

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。