熊小剛

摘要：離心泵是靠葉輪的旋轉(zhuǎn)來抽送水的，那么葉輪的結(jié)構(gòu)形式對水流在葉輪中獲得的能量、外加軸功率等性能之間存在著什么樣的關(guān)系呢？本文將對這些方面作簡要介紹。

關(guān)鍵詞：離心泵;葉型;性能;影響

一、葉輪的葉型

根據(jù)葉片出口安裝角度[β2]的不同，可將葉輪的形式分為以下3種。

（1）前向葉片的葉輪

葉片出口安裝角[β2]>90°，如圖1a、b所示，其中，圖1a所示為薄板前向葉輪，圖1b所示為多葉前向葉輪。這類葉輪流道短而出口寬度較寬。

（2）徑向葉片的葉輪

[β2]=90°，如圖1c、d所示，其中，圖1c所示為曲線型徑向葉輪，圖1d所示為直線型徑向葉輪。前者制作復雜，但損失小，后者則相反。

（3）后向葉片的葉輪

[β2]<90°，如圖1e、f所示。其中，圖1e所示為薄板后向葉輪，圖1f所示為機翼形后向葉輪。這類葉型的葉輪能量損失小，整機效率高，運轉(zhuǎn)時噪聲小，但壓力較低。

二、葉型對離心泵性能的影響

從歐拉方程可以看出，葉輪類型不同，離心泵理論特性曲線斜率值也不同。前向葉型的葉輪，[β2]>90°，[HT]將隨著[QT]的增加而增加;后向葉型的葉輪，[β2]<90°，[HT]將隨著[QT]的增加而減少;徑向葉型的葉輪，[β2]=90°，[HT]與[QT]的變化無關(guān)。

3種葉型的理論流量與理論功率的[QT-PT]特性曲線如圖2所示。從圖2中可以看出，前向葉型的泵所需要的軸功率隨流量的增加而增加得很快。因此，這類泵在運行中增加流量時，原動機超載的可能性比徑向葉型的泵大得多，而后向葉型的葉輪一般不會發(fā)生原動機的超載現(xiàn)象。這也是后向式葉型被離心泵廣泛采用的原因之一。

理論揚程[HT]與出口安裝角[β2]之間的關(guān)系可由式（1）表示。如圖3所示，在葉輪直徑固定不變且轉(zhuǎn)速相同的條件下，對于[β2]<90°的后向葉型的葉輪（見圖3a），[cotβ2]>0，則[HT90°前向葉型（見圖3c），[cotβ2<0]，則[HT>U22g]。

[HT=1g（u22-u2F2QTcotβ2）]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

可見，具有前向葉型的葉輪所獲得的理論揚程最大，其次為徑向葉型，而后向葉型的葉輪的理論揚程最小。前向葉型的泵雖然能提供較大的理論揚程，但由于流體在前向葉型的葉輪中流動時流速較大，在擴壓器中流體進行動、靜壓轉(zhuǎn)換時的損失也較大，因而總效率比較低。所以，離心式泵全部采用后向葉型的葉輪，這樣一來還可以避免發(fā)生電動機的超載現(xiàn)象。