離心泵徑向力因素

作者：泵閥來源：離心泵發布時間：2025-03-15

離心泵作為驅動流體運動的主力機械，有著廣泛的應用。這些機器的核心在于一個經常被忽視但對其佳運行至關重要的方面：徑向推力。這種力來自泵部件內部的不平衡力，對泵的性能和使用壽命有很大的影響。了解徑向推力的復雜動態對于工程師、維護人員以及任何參與泵系統設計、運行或維護的人員來說都是至關重要的。徑向推力的特點是垂直于泵殼體或擴散體（導葉）內的旋轉軸，受到多種因素的綜合影響。葉輪的設計、外徑（D2）、寬度（b2）、結構和泵殼體的類型都會對徑向推力的行為產生影響。徑向推力的大小和方向在泵的運行范圍內會發生波動，因此在這些系統的工程設計和維護中是一個關鍵的考慮因素。
在極端工況下運行泵，如關死點工況或超出允許工作區域（AOR），會帶來額外的挑戰。在允許工作區域之外運行、特別是偏小工況運行，不僅會增加徑向推力，還會導致泵內流體過熱。緩解策略，如增加再循環管道（旁路）或采用變速控制器，有助于減輕這些影響，從而延長泵的使用壽命。泵的復雜設計在管理徑向推力方面發揮著重要作用。例如，泵殼體的配置 - 無論是單蝸殼、雙蝸殼還是同心殼體 - 都會對壓力分布產生重大影響，進而影響葉輪上的徑向力。單蝸殼通常在零流量時表現出大的徑向推力，而雙蝸殼或同心殼體則傾向于在整個工作范圍內減小這種載荷。此外，不同的殼體設計，如環形殼體或改進的同心殼體，都會對徑向推力產生獨特的影響。
決定徑向推力的關鍵因素之一是流量。效率點（BEP），即泵以佳效率運行時的流量，通常徑向推力小。單蝸殼的徑向推力系數，可以看出當流量偏離效率點時，徑向推力會增加，從而對葉輪及其周圍的零部件施加不同的壓力。在流量大大低于BEP的情況下運行時會放大這些力，導致軸應力增加、潛在的軸承、機械密封問題和振動加劇。

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