排污泵效率損失因素及解決辦法

排污泵工作時有機(jī)械損失、能量損失、水力損失、容積損失、摩擦損失、渦流和沖擊損失等。

一、機(jī)械損失

是指葉輪、平衡盤的外側(cè)表面和水的摩擦、大小口環(huán)處的摩擦以及軸承和填料等處的損失，其中輪盤摩擦損失取決于比轉(zhuǎn)數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)較高時損失較小。

二、能量損失

吸水口附近的水被轉(zhuǎn)動的軸擾動，使進(jìn)水的入口角發(fā)生變化而造成能量損失。以上三項(xiàng)在水泵正常運(yùn)行時基本上為常量。

三、水力損失

水力損失將直接應(yīng)影響泵的水力效率和特性，它包括摩擦損失、渦流和沖擊損失。一般情況下流量愈大的泵水力損失較小。

水力損失主要是在葉輪和各通流部件中，以ns（比轉(zhuǎn)數(shù)）=90的分段式多級泵中水力損失情況為例：在葉輪和其他通流部件中的損失，大約各占50%。葉輪葉片入口處邊緣磨損后，由于入口角改變，將產(chǎn)生不正常的入口沖擊，葉片間流道粘污后，減少了有效過流面積，水流速度增加，從而加大了水力損失。新配葉輪時，應(yīng)盡可能清除流道中的毛刺，保持內(nèi)壁光滑，以減少額外的水力損失，條件允許時可采用工程塑料葉輪。

特別注意的是，裝配或檢修水泵時，由于葉輪出口與導(dǎo)水圈吻合不當(dāng)或軸向竄量太大而造成的水力損失，對樂達(dá)泵業(yè)排污泵效率和特性影響較大，既使裝配無誤，這部分損失也近于11%。除此之外，由導(dǎo)水圈向返水圈翻轉(zhuǎn)的流道中的損失占22%強(qiáng)，清除導(dǎo)翼中的飛邊和毛刺等鑄造缺陷，可避免無益的水力損失。

當(dāng)一臺水泵各部正常時，它的效率將取決水力損失的大小。水力損失中的摩擦損失是不可避免的，眾所周知，水具有粘滯的特性，單位體積的水和物體（過流部件）表面作相對運(yùn)動時，維持其運(yùn)動所需的能量和其粘度、接觸面積、表面粗糙度、沿途行程的長短有關(guān)，并與水流運(yùn)動速度的三次方成正比。

水在流道中流動時，和流道表面接觸的表面水的運(yùn)行速度將相對降低，并且能使水流中形成渦流而造成能量消耗，表面水的相對運(yùn)行速度越快而造成的能量損失越大，因此擴(kuò)大流道面積或降低水在流道中流動時的運(yùn)行速度（降低泵軸轉(zhuǎn)速），能減小能量消耗，提高運(yùn)行效率。水與水之間作相對運(yùn)動所需的能量是很小的，基本上取決于水的粘度的大小。

四、容積損失

包括通過大小口環(huán)的循環(huán)水流損失，填料函和平衡盤的泄漏損失，填料函和平衡盤的泄漏損失在規(guī)定的范圍內(nèi)是屬于保證工作的正常損失。大小口環(huán)的循環(huán)水流損失主要與大小口環(huán)的密封間隙的大小、長度以及泵的單級揚(yáng)程有關(guān)。一般情況下，密封間隙的長度及泵的單級揚(yáng)程是基本不變的，因此大小口環(huán)的環(huán)流損失主要與大小口環(huán)的密封間隙的大小有關(guān)，大口環(huán)的密封間隙每增加0.2mm，效率降低4%左右；小口環(huán)的密封間隙每增加0.5mm，效率降低5%左右。

五、摩擦損失

摩擦損失指流體在葉輪和其他過流部件中的沿程損失，它的大小約等于流量的平方。

六、渦流和沖擊損失

渦流和沖擊損失指流體在渦輪機(jī)全部流動過程中的轉(zhuǎn)彎、擴(kuò)大和收縮等造成的損失，單就葉輪來講是指流體對葉片入口處的沖擊和流量變化時葉輪內(nèi)的渦流損失。在額定流量時，葉輪中的這種損失幾乎為零，當(dāng)大于或小于額定流量時，這種損失開始出現(xiàn)并且與額定流量相差越多損失就越大，隨流量的平方而增加。這種沖擊損失的分布是由于小于額定流量時，流體以大于葉輪安裝角的角度沖擊葉片，把流體擠到葉片工作面上并在背面上形成渦流區(qū)；當(dāng)流量大于額定流量時，流體與葉片相遇時的角度小于葉片安裝角，流體被壓向葉片的背面，在工作面上形成密閉的渦流之故。這種現(xiàn)象已被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。

沖擊損失和水流速度也有很大的關(guān)系，當(dāng)水的流速太大時，特別是在葉輪吸水口附近處，當(dāng)水流以較大的軸向速度流向葉輪吸水口，而葉輪又將其帶動旋轉(zhuǎn)又以徑向速度拋向葉輪出水口，可以說其軸向流速具有的動能在葉輪吸水口附近消耗殆盡。這種現(xiàn)象在水泵首級葉輪和中間及葉輪均會發(fā)生，而且中間級葉輪比首級葉輪還嚴(yán)重，因?yàn)橐话愣嗉壉檬准壢~輪吸水口直徑比中間級葉輪的吸水口直徑大（為了改善吸水性能），首級葉輪吸水口外水流的軸向流速還能相對降低，而且吸水管內(nèi)的壓力低于大氣壓，樂達(dá)泵業(yè)。首級葉輪拋出的水經(jīng)導(dǎo)水圈減速增壓，經(jīng)返水圈回頭后以徑向速度到達(dá)中間級葉輪吸水口，由于吸水口直徑較小，水流被迫由徑向速度變成較大的軸向速度流向吸水口，這時水流在徑向速度所是有的動能也被消耗掉，而且返水圈的過流面積朝吸水口方向逐漸收縮，造成徑向速度增加，返水圈內(nèi)的壓力還是正壓力（大于大氣壓力），這些情況均造成無益的水力損失。

一般情況下，具有導(dǎo)水圈的多級離心泵水力效率，從零流量開始，沿流量增加方向而增加，在到達(dá)某一點(diǎn)時，效率反而下降。這是由于流量增加時，流體在過流部件中的流速增加，大大增加了水流的摩擦損失、沖擊損失和渦流損失，從而造成效率下降。