什么是离心泵？

离心泵是一种机械安装，设计用于经过装置于被驱动转子上的单级或多级叶轮传送旋转能量来挪动流体。流体沿其轴线进入快速旋转的叶轮，并由向心力沿其圆周经过叶轮的叶片尖端排出。叶轮的作用增加了流体的速度和压力，并将其引向泵出口。泵壳是特地设计的，用于紧缩泵入口的流体，将其引导到叶轮中，然后在排出之前对流体停止减速和控制。

离心泵是如何工作的？

叶轮是离心泵的关键零件。它由一系列弯曲的叶片组成。它们通常夹在两个圆形盖板（闭式叶轮）之间。关于夹带固体的流体，首选开式或半开式叶轮（由单个圆形盖板支撑），见图1。

图1：叶轮的型式 – 开式、半开式和闭式

流体从叶轮的轴线（“eye”）方向进入叶轮，并沿叶片之间的圆周方向流出。在位于叶轮 “入口（eye）”的另一侧，经过驱动轴与驱动机（通常为电机）相连，并以高速（通常为500 rpm – 6000 rpm）旋转。叶轮的旋转运动加速流体经过叶轮叶片进入泵壳体。

泵壳体有两种根本设计：蜗壳和扩散体（也称为“导叶”）。这两种设计的目的都是在一定的压力下将流体活动转化为可控的排出。

在蜗壳中，叶轮是偏置的，有效地构成了一个朝向泵出口的截面面积逐步增加的弯曲的通道。这种设计使流体压力朝出口方向增加，见图2。

图2：蜗壳设计

相同的根本原理适用于扩散体设计。在这种状况下，当流体在叶轮四周的一组固定叶片之间排出时，流体压力增加（图3）。扩散体设计能够针对特定应用停止定制，因而效率更高。蜗壳更合适触及夹带固体或高粘度流体的应用，由于它有利于防止扩散体叶片带来的额外约束。蜗壳设计的不对称性会招致叶轮和驱动轴的磨损增加。

图3：扩散体设计

离心泵的主要特性是什么？

泵有两大类：离心泵和容积泵。与后者相比，离心泵通常用于更高的流量和泵送低粘度液体。在一些化工厂中，90 %的泵都运用离心泵。但是，关于许多其它应用（如高粘度的液体），容积泵是首选。

离心泵的局限性是什么？

离心泵的高效运转依赖于其叶轮的持续高速旋转。随着泵送介质粘度的进步，离心泵的效率越来越低，阻力更大，需求更高的压力来维持特定的流量。因而，通常，离心泵适用于低压力、大流量，液体粘度在0.1 cP至200 cP的泵送应用。

泥浆或高粘度油等浆料会招致过度磨损和过热，从而招致零部件损坏和过早失效。容积泵通常以相当低的速度运转，不太容易呈现这些问题。

任何对剪切敏感的泵送介质（如乳化液、浆液或生物液体等的别离）也可能被离心泵叶轮的高速旋转损坏。在这种状况下，容积泵的较低速度是首选。

另一个限制是，与容积泵不同，离心泵在空泵（无介质）时不能提供吸力，它必需首先用泵送的流体灌注。因而，离心泵通常不适用于任何间歇性供应的应用。此外，离心泵的流量随压力的变化而变化；容积泵对压力变化不敏感，并可提供恒定的输出。因而，在需求准确计量的应用中，容积泵是首选。

下表总结了离心泵和容积泵之间的差别。

表1：离心泵与容积泵之间的比拟

离心泵的主要应用是什么？

在工业、农业和家庭应用中，离心泵通常用于泵送水、溶剂、有机物、油、酸、碱和任何“稀薄”液体。事实上，离心泵的设计简直适用于任何触及低粘度流体的应用。

总结

离心泵经过装置于被驱动转子上的单级或多级叶轮传送旋转能量来挪动流体。叶轮的作用增加了流体的速度和压力，并将其引向泵出口。离心泵设计简单，易于操作和维护。

离心泵设计为大多数触及低粘度流体（如水、溶剂、化学品和轻油）、低压力、大流量泵送应用提供简单且低本钱的处理计划。典型的应用包括供水和循环、灌溉以及石化厂中的化学品保送。容积泵适用于触及高粘度流体（如稠油和浆料）的应用，特别是在高压下，适用于复杂的进料（如乳化液、食品或生物流体），以及需求准确计量的应用。