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    水泵工作时有容积损失、机械损失和水力损失等。

　　一、容积损失：

　　包括通过大小口环的循环水流损失，填料函和平衡盘的泄漏损失，填料函和平衡盘的泄漏损失在规定的范围内是属于保证工作的正常损失。化工泵大小口环的循环水流损失主要与大小口环的密封间隙的大小、长度以及泵的单级扬程有关。一般情况下，密封间隙的长度及泵的单级扬程是基本不变的，因此大小口环的环流损失主要与大小口环的密封间隙的大小有关，大口环的密封间隙每增加0.2mm，效率降低4%左右；小口环的密封间隙每增加0.5mm，效率降低5%左右。

　　二、机械损失：

　　是指叶轮、平衡盘的外侧表面和水的摩擦、大小口环处的摩擦以及轴承和填料等处的损失，其中轮盘摩擦损失取决于比转数。比转数较高时损失较小。

　　三、吸水口附近的水被转动的轴扰动，化工泵使进水的入口角发生变化而造成能量损失。以上三项在水泵正常运行时基本上为常量。

　　四、水力损失：

　　水力损失将直接应影响泵的水力效率和特性，它包括摩擦损失、涡流和冲击损失。一般情况下流量愈大的泵水力损失较小。

　　摩擦损失指流体在叶轮和其他过流部件中的沿程损失，它的大小约等于流量的平方。

　　涡流和冲击损失指流体在涡轮机全部流动过程中的转弯、扩大和收缩等造成的损失，单就叶轮来讲是指流体对叶片入口处的冲击和流量变化时叶轮内的涡流损失。在额定流量时，叶轮中的这种损失几乎为零，当大于或小于额定流量时，这种损失开始出现并且与额定流量相差越多损失就越大，随流量的平方而增加。这种冲击损失的分布是由于小于额定流量时，流体以大于叶轮安装角的角度冲击叶片，化工泵把流体挤到叶片工作面上并在背面上形成涡流区；当流量大于额定流量时，流体与叶片相遇时的角度小于叶片安装角，流体被压向叶片的背面，在工作面上形成密闭的涡流之故。这种现象已被实验所证实。

　　水力损失主要是在叶轮和各通流部件中，以ns(比转数)＝90的分段式多级泵中水力损失情况为例：在叶轮和其他通流部件中的损失，大约各占50%。叶轮叶片入口处边缘磨损后，由于入口角改变，将产生不正常的入口冲击，叶片间流道粘污后，减少了有效过流面积，水流速度增加，从而加大了水力损失。新配叶轮时，应尽可能清除流道中的毛刺，保持内壁光滑，以减少额外的水力损失，条件允许时可采用工程塑料叶轮。

　　特别注意的是，装配或检修水泵时，由于叶轮出口与导水圈吻合不当或轴向窜量太大而造成的水力损失，对泵效率和特性影响较大，既使装配无误，这部分损失也近于11%。除此之外，由导水圈向返水圈翻转的流道中的损失占22%强，清除导翼中的飞边和毛刺等铸造缺陷，可避免无益的水力损失。

　　当一台水泵各部正常时，它的效率将取决水力损失的大小。水力损失中的摩擦损失是不可避免的，众所周知，水具有粘滞的特性，单位体积的水和物体(过流部件)表面作相对运动时，维持其运动所需的能量和其粘度、接触面积、表面粗糙度、沿途行程的长短有关，并与水流运动速度的三次方成正比。

　　水在流道中流动时，和流道表面接触的表面水的运行速度将相对降低，并且能使水流中形成涡流而造成能量消耗，表面水的相对运行速度越快而造成的能量损失越大,因此扩大流道面积或降低水在流道中流动时的运行速度(降低泵轴转速)，能减小能量消耗，提高运行效率。水与水之间作相对运动所需的能量是很小的，基本上取决于水的粘度的大小。

　　冲击损失和水流速度也有很大的关系，当水的流速太大时，特别是在叶轮吸水口附近处，当水流以较大的轴向速度流向叶轮吸水口，而叶轮又将其带动旋转又以径向速度抛向叶轮出水口，可以说其轴向流速具有的动能在叶轮吸水口附近消耗殆尽。这种现象在水泵首级叶轮和中间及叶轮均会发生，而且中间级叶轮比首级叶轮还严重，因为一般多级泵首级叶轮吸水口直径比中间级叶轮的吸水口直径大(为了改善吸水性能)，首级叶轮吸水口外水流的轴向流速还能相对降低，而且吸水管内的压力低于大气压，首级叶轮抛出的水经导水圈减速增压，经返水圈回头后以径向速度到达中间级叶轮吸水口，由于吸水口直径较小，水流被迫由径向速度变成较大的轴向速度流向吸水口，这时水流在径向速度所是有的动能也被消耗掉，而且返水圈的过流面积朝吸水口方向逐渐收缩，造成径向速度增加，返水圈内的压力还是正压力(大于大气压力)，这些情况均造成无益的水力损失。

　　一般情况下，具有导水圈的多级离心泵水力效率，从零流量开始，沿流量增加方向而增加，在到达某一点时，效率反而下降。这是由于流量增加时，流体在过流部件中的流速增加，大大增加了水流的摩擦损失、冲击损失和涡流损失，从而造成效率下降。

　　新型高效率水泵通过特殊设计，有如下特点：

　　新设计的水泵采用新型导水圈，扩大流道面积，降低水在过流部件内的流速(以150D--30型水泵为例：新型水泵在额定状态下叶轮入口处的最高理论流速为4.81m/s，在导水圈内的最高理论流速为3.485m/s，而其他水泵过流部件内的最高流速能达到15~30m/s，水力损失较大)；采用流道特殊设计高效率叶轮，叶轮流道能使水流少受干扰较为“自由”的导入导水圈内，能大大减小水流的冲击损失，零流量时扬程高，扬程较低时流量大，能使扬程和流量达到最佳匹配，使水泵具有“恒功率”特性，效率能达到90%以上。增大水泵扬程后扩大了水泵的使用范围，并能节约材料，减轻重量，降低制造成本。

 一、离心泵的关键安装技术

　　凯美泵业管道离心泵的安装技术关键在于确定水泵安装高度（即吸程）。这个高度是指水源水面到水泵叶轮中心线的垂直距离，它与允许吸上真空高度不能混为一谈，水泵产品说明书或铭牌上标示的允许吸上真空高度是指水泵进水口断面上的真空值，而且是在1标准大气压下、水温20摄氏度情况下，进行试验而测定得的。它并没有考虑吸水管道配套以后的水流状况。而水泵安装高度应该是允许吸上真空高度扣除了吸水管道损失扬程以后，所剩下的那部分数值，它要克服实际地形吸水高度。水泵安装高度不能超过计算值，否则，水泵将会抽不上水来。另外，影响计算值的大小是吸水管道的阻力损失扬程，因此，宜采用最短的管路布置，并尽量少装弯头等配件，也可考虑适当配大一些口径的水管，以减管内流速。

　　应当指出，管道离心泵安装地点的高程和水温不同于试验条件时，如当地海拔300米以上或被抽水的水温超过20摄氏度，则计算值要进行修正。即不同海拔高程处的大气压力和高于20摄氏度水温时的饱和蒸汽压力。但是，水温为20摄氏度以下时，饱和蒸汽压力可忽略不计。

　　从管道安装技术上，吸水管道要求有严格的密封性，不能漏气、漏水，否则将会破坏水泵进水口处的真空度，使水泵出水量减少，严重时甚至抽不上水来。因此，要认真地做好管道的接口工作，保证管道连接的施工质量。

二、离心泵的安装高度Hg计算

　　允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度。

　　而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值，而是由泵制造厂家实验测定的值，此值附于泵样本中供用户查用。位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质，操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值，当操作条件及工作介质不同时，需进行换算。

　　（1） 输送清水，但操作条件与实验条件不同，可依下式换算

　　Hs1＝Hs＋（Ha－10.33） － （Hυ－0.24）

　　（2） 输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时，需进行两步换算：第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1；第二步依下式将Hs1换算成H?s

　　2 汽蚀余量Δh

　　凯美泵业对于油泵，计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算，即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取，其值也用20℃清水测定。若输送其它液体，亦需进行校正，详查有关书籍。

吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）

标准大气压能压管路真空高度10.33米。

例如：某泵必需汽蚀余量为4.0米，求吸程Δh？

解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

　　从安全角度考虑，泵的实际安装高度值应小于计算值。当计算之Hg为负值时，说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。

　　例2-3 　某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O，当地大气压为9.81×104Pa，液体在吸入管路中的动压头可忽略。试计算：

　　（1） 输送20℃清水时泵的安装；

　　（2） 改为输送80℃水时泵的安装高度。

　　解：（1） 输送20℃清水时泵的安装高度

　　已知：Hs=5.7m

　　Hf0-1=1.5m

　　u12/2g≈0

　　当地大气压为9.81×104Pa，与泵出厂时的实验条件基本相符，所以泵的安装高度为Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。

　　（2） 输送80℃水时泵的安装高度

　　输送80℃水时，不能直接采用泵样本中的Hs值计算安装高度，需按下式对Hs时行换算，即

　　Hs1＝Hs＋（Ha－10.33） － （Hυ－0.24）

　　已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O，由附录查得80℃水的饱和蒸汽压为47.4kPa。

　　Hv=47.4×103 Pa＝4.83 mH2O

　　Hs1＝5.7+10－10.33－4.83+0.24=0.78m

　　将Hs1值代入 式中求得安装高度

　　Hg=Hs1－Hf0-1=0.78－1.5=－0.72m

Hg为负值，表示泵应安装在水池液面以下，至少比液面低0.72m。

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