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1、减小低比转速离心泵圆盘摩擦损失的方法综述王辉 曹红霞 1 西安泵阀总厂有限公司，陕西省西安市 710025； 2 上海东方泵业（集团）有限公司，上海市 201906 摘要：低比转速离心泵的机械损失主要是圆盘摩擦损失，且比转速越低，圆盘摩擦损失就越大。因此，为了提高低比转速离心泵的效率，主要任务之一是减小其圆盘摩擦损失。广泛收集大量有关减小低比转速离心泵圆盘摩擦损失的文献，对这些方法进行分析、整理和概括，总结出一些常用有效的减小低比转速离心泵圆盘摩擦损失的方法，为相关技术人员提供参考，以求提高这类泵的效率。 Abstract： The mechanical loss of the low-spe
2、ed centrifugal pump is mainly the loss of the disc friction, and the lower the rotational speed, the greater the friction loss of the disc. Therefore, in order to improve the efficiency of the low-speed centrifugal pump, one of the main tasks is to reduce the disc friction loss. A large number of li
3、teratures on the reduction of the friction loss of the centrifugal pumps with low specific speed are widely collected. The methods are analyzed, sorted and summarized, and some commonly used methods to reduce the friction loss of the low speed centrifugal pumps are summarized. For the relevant techn
4、ical personnel to provide reference in order to improve the efficiency of such pumps. Key words：Low specific speed；Centrifugal pump；Disc friction loss 1 前言 低比转速离心泵结构上最大的特点就是叶轮外径较大，叶轮旋转时，其盖板外侧及外缘与介质摩擦引起的损失，称为圆盘摩擦损失，该损失是低比转速离心泵效率低的主要原因。因此，为了提高低比转速离心泵效率，主要措施就是减小圆盘摩擦损失。 2 减小圆盘摩擦损失的方法 2.1 减小叶轮外径2 大量国内外研究
5、人员提出的圆盘摩擦损失的计算公式，所有公式表明，圆盘摩擦损失与叶轮外径2 成正比，故最直接的方法即为减小叶轮外径2 1。 叶轮外径2 通常由式（1）确定： （1） 其中： -泵的转速 -叶轮出口绝对速度的轴向分量 -无穷叶片数下的理论扬程 -叶轮进口圆周速度 -叶轮进口绝对速度的圆周分量 2-叶片出口角 2.1.1 增大叶片出口角 2 由式（1）可知，若保证其他参数不变时，叶片出口角 2 越大，叶轮外径2 越小，则与2 成正比的圆盘摩擦损失也越小。但 2的过分增加也会对水泵的性能产生影响。2 过大，会使叶片间流道弯曲严重，增加水力损失，扬程流量曲线易出现驼峰，同时还易引起过载现象。2 的选取应
6、与叶轮其他几何参数综合考虑。 下面是统计大量优秀模型泵 2 的选用情况，给出了 2 在一定比转速范围内的推荐值，见表（1） 表 1 2 推荐值2 2330 3140 4150 5160 6170 7180 3840 3538 3236 3034 2832 2530 2.1.2 增大叶片出口宽度 b2 泵的理论扬程一般由式（2）计算：（设） （2） 式中： -Stodola 滑移系数 -容积效率 -叶片出口排挤系数 -理论扬程 -叶轮出口圆周速度 由式（2）可知，当达到同样的理论扬程时，b2 增大，则 D2 减小，进而减小圆盘摩擦损失。同时，b2 增加后，也有利于叶轮的铸造。 中外研究人员先后统
7、计给出了适用于低比转速离心泵叶片出口宽度的计算公式，具体公式可参阅文献34。但 b2 的计算公式并不是唯一的，应综合考虑泵的其他几何参数及应用场合等因素，选取合理的叶片出口宽度。 2.2 减小圆盘摩擦损失的实验研究 在叶轮与泵体组成的间隙流场中插入一自由旋转圆盘的方法，来降低泵的圆盘摩擦损失。实验结果表明，在插入圆盘前，叶轮转速、叶轮与泵体间轴向间距增大会增加圆盘摩擦损失；在间隙流场中插入圆盘后，作用在叶轮的圆盘摩擦损失明显减小。同时实验表明，随插入盘与叶轮距离减小，降阻效果增强；当插入盘直径与叶轮外径相同时，具有明显降阻效果，减小插入盘直径会使降阻效果减弱，甚至增加圆盘摩擦损失5。 2.3
8、制造加工及工艺方面的改进措施 2.3.1 提高过流部件的表面粗糙度 表面粗糙度也是另一个影响圆盘摩擦损失的因素。因此，叶轮盖板和泵体、泵盖的与介质接触的主要加工面的粗糙度对泵效率的影响也非常大。制造方面，在泵出厂实验完成之后，应做好过流部件的除锈及防锈工作；在使用过程中，当泵用于间歇运转或在现场长时间放置时，应完全清除水分并及时做好防锈处理6。此外，在化工泵的设计过程中，在过流部件材料的选用方面应综合考虑，选取适当的防锈材料，尽可能减小过流部件的腐蚀，以避免腐蚀引起过流部件表面粗糙度的降低。 2.3.2 车削前后盖板法 为减小圆盘摩擦损失，可适当车削叶轮的前后盖板，使前后盖板直径减小，并在圆周方向和轴向方向倒圆叶片，使叶片突出为舌状。这样不仅避免了由于前后盖板流线长度不同、流体流经前后盖板后在出口处所获得的能量不同而产生由后盖板到前盖板的二次回流造成的水力损失，还适当地减小圆盘摩擦损失，同时还稳定了流量扬程曲线。车削长度在半径方向上以 1.5mm2mm 为宜6。 3 结束语 本文就设计、工艺和使用过程等方面总结了几种常用的减小低比转速离心泵圆盘摩擦损失的方法。在设计过程中减小叶轮外径是减小圆盘摩擦损失最直接的方法。此外，提高过流部件的表面粗糙度和在泵的使用过程中做好防锈处理工作也是至关重要的。
