泵的能力和特性參數(shù)不僅是流體在輸送時考慮的設計依據(jù)，而且是許多流體泄漏事故、冒頂事故、錯流或錯配事故技術分析和鑒定的依據(jù)。
離心泵是依靠高速旋轉的葉輪所產(chǎn)生的離心力對液體做功的流體輸送機械。由于它具有結構簡單，操作方便、性能適應范圍廣、體積小、流量均勻、故障少、壽命長等優(yōu)點，在化工生產(chǎn)中應用十分廣泛。在化工生產(chǎn)中使用的泵大約有80％為離心泵。
一、 離心泵工作原理分析
(一)? 基本結構
離心泵的結構如圖6—1所示，在蝸牛形泵殼內，裝有一具葉輪，葉輪與泵軸連在一起，可以與軸一起旋轉，泵殼上有兩個接口，一個在軸向，接吸人管，一個在切向，接排出管。通常，在吸人管口裝有一個單向底閥，在排出管口裝有一調節(jié)閥，用來調節(jié)流量。
(二)、? 工作原理
在離心泵工作前，先灌滿被輸送液體。當離心泵啟動后，泵軸帶動葉輪高速旋轉，受葉輪上葉片的約束，泵內流體與葉輪一起旋轉，在離心力的作用下，液體從葉輪中心向葉輪外緣運動，葉輪中心(吸入口)處因液體空出而呈負壓狀態(tài)，這樣，在吸人管的兩端就形成了一定的壓差，即吸人液面壓力與泵吸人口壓力之差，只要這一壓差足夠大，液體就會被吸人泵體內，這就是離心泵的吸液原理。另一方面，被葉輪甩出的液體，在從中心向外緣運動的過程中，動能與靜壓能均增加了，流體進入泵殼后，由于泵殼內蝸形通道的面積是逐漸增大的，液體的動能將減少，靜壓能將增加，到達泵出口處時壓力達到最大，于是液體被壓出離心泵，這就是離心泵的排液原理。
如果在啟動離心泵前，泵體內沒有充滿液體，由于氣體密度比液體的密度小得多，產(chǎn)生的離心力很小，從而不能在吸入口形成必要的真空度，在吸入管兩端不能形成足夠大的壓差，于是就不能完成離心泵的吸液。這種因為泵體內充滿氣體(通常為空氣)而造成離心泵不能吸液(空轉)的現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象。因此，離心泵是一種沒有自吸能力的泵，在啟動離心泵前必須灌泵。
(三)、? 主要構件
離心泵的主要構件有葉輪、泵殼和軸封，有些還有導輪。
(1)葉輪? 葉輪是離心泵的核心構件，是在一圓盤上設置4—12個葉片構成的，其主要功能是將原動機械的機械能傳給液體，使液體的動能與靜壓能均有所增加。
根據(jù)葉輪是否有蓋板可以將葉輪分為3種形式，即開式、半開(閉)式和閉式，如圖6—2所示，其中圖6—2(a)為閉式葉輪，圖6—2(b)為半開式葉輪，圖6—2(c)為開式葉輪。通常，閉式葉輪的效率要比開式高，而半開式葉輪的效率介于兩者之間，因此應盡量選用閉式葉輪，但由于閉式葉輪在輸送含有固體雜質的液體時，容易發(fā)生堵塞，故在輸送含有固體的液體時，多使用開式或半開式葉輪。對于閉式葉輪與半閉式葉輪，在輸送液體時，由于葉輪的吸人口一側是負壓，而在另一側則是高壓，因此在葉輪兩側存在著壓力差，從而存在對葉輪的軸向推力，將葉輪沿軸向吸人竄動，造成葉輪與泵殼的接觸磨損，嚴重時還會造成泵的振動，為了避免這種現(xiàn)象，常常在葉輪的蓋板上開若干個小孔，即平衡孔。但平衡孔的存在降低了泵的效率。其他消除軸向推力的方法是安裝止推軸承或將單吸改為雙吸。
根據(jù)葉輪的吸液方式可以將葉輪分為兩種，即單吸葉輪與雙吸葉輪，如圖6—3所示。顯然，雙吸葉輪完全消除了軸向推力，而且具有相對較大的吸液能力。
葉輪上的葉片是多種多樣的，有前彎葉片，徑向葉片和后彎葉片3種，但工業(yè)生產(chǎn)中主要為后彎葉片，因為后彎葉片相對于另外兩種葉片的效率高，更有利于動能向靜壓能的轉換。由于兩葉片間的流動通道是逐漸擴大的，因此能使液體的部分動能轉化為靜壓能，葉片是一種轉能裝置。
(2)泵殼? 由于泵殼的形狀像蝸牛，因此又稱為蝸殼。這種特殊的結構，使葉輪與泵殼之間的流動通道沿著葉輪旋轉的方向逐漸增大并將液體導向排出管。
因此，泵殼的作用就是匯集被葉輪甩出的液體，并在將液體導向排出口的過程中實現(xiàn)部分動能向靜壓能的轉換。泵殼是一種轉能裝置，為了減少液體離開葉輪時直接沖擊泵殼造成的能量損失。常常在葉輪與泵殼之間安裝一個固定不動的導輪，如圖6—4所示。導輪帶有前彎葉片，葉片間逐漸擴大的通道使進入泵殼的液體的流動方向逐漸改變，從而減少了能量損失，使動能向靜壓能的轉換更加有效。導輪也是一個轉能裝置。通常，多級離心泵均安裝導輪。
(3)軸封裝置? 由于泵殼固定而泵軸是轉動的，因此在泵軸與泵殼之間存在一定的空隙，為了防止泵內液體沿空隙漏出泵外或空氣沿相反方向進人泵內，需要對空隙進行密封處理。用來實現(xiàn)泵軸與泵殼間密封的裝置稱為軸封裝置。常用的密封方式有兩種，即填料函密封與機械密封。
填料函密封是用浸沒或涂有石墨的石棉繩(或其他軟填料)填入泵軸與泵殼間的空隙，來實現(xiàn)密封目的；機械密封是通過一個安裝在泵軸上的動環(huán)與另一個安裝在泵殼上的靜環(huán)來實現(xiàn)密封目的的，工作時借助彈力使兩環(huán)密切接觸達到密封。兩種方式相比較，前者結構簡單，價格低，但密封效果差；后者結構復雜，精密，造價高，但密封效果好。因此，機械密封主要用在一些密封要求較高的場合，如輸送酸、堿、易燃、易爆、有毒、有害等液體。
近年來，隨著防磁防漏技術的日益成熟，借助加在泵內的磁性液體來達到密封與潤滑作用的技術正越來越引起人們的關注。
二、? 離心泵的主要性能
(一)? 主要性能參數(shù)
(1)送液能力? 指單位時間內從泵內排出的液體體積，用Qv表示，單位m3／s，也稱生產(chǎn)能力或流量。離心泵的流量與離心泵的結構、尺寸和轉速有關，在操作中可以變化，其大小可以由實驗測定。離心泵銘牌上的流量是離心泵在最高效率下的流量，稱為設計流量或額定流量。
(2)揚程? 是離心泵對lN流體所做的功。它是1N流體在通過離心泵時所獲得的能量，用H表示，單位m，也叫壓頭，離心泵的揚程與離心泵的結構、尺寸、轉速和流量有關。通常，流量越大，揚程越小，兩者的關系由實驗測定。離心泵銘牌上的揚程是離心泵在額定流量下的揚程。
(3)功率? 離心泵在單位時間內對流體所做的功稱為離心泵的有效功率，用Pe表示，單位W，有效功率由下式計算，即戶e＝HQρg??? 。
離心泵從原動機械那里所獲得的能量稱為離心泵的軸功率，用戶表示，單位W，由實驗測定，是選取電動機的依據(jù)。離心泵銘牌上的軸功率是離心泵在額定狀態(tài)下的軸功率。
(4)效率? 是反映離心泵利用能量情況的參數(shù)，由于機械摩擦、流體阻力和泄漏等原因，離心泵的軸功率總是大于其有效功率的，兩者的差別用效率來表示，用，η表示，其定義式為
