離心泵徑向力因素
作者：泵閥 來源：離心泵 發(fā)布時間：2025-03-15
離心泵作為驅(qū)動流體運動的主力機械，有著廣泛的應(yīng)用。這些機器的核心在于一個經(jīng)常被忽視但對其佳運行至關(guān)重要的方面：徑向推力。這種力來自泵部件內(nèi)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(fù)雜動態(tài)對于工程師、維護(hù)人員以及任何參與泵系統(tǒng)設(shè)計、運行或維護(hù)的人員來說都是至關(guān)重要的。徑向推力的特點是垂直于泵殼體或擴散體（導(dǎo)葉）內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸，受到多種因素的綜合影響。葉輪的設(shè)計、外徑（D2）、寬度（b2）、結(jié)構(gòu)和泵殼體的類型都會對徑向推力的行為產(chǎn)生影響。徑向推力的大小和方向在泵的運行范圍內(nèi)會發(fā)生波動，因此在這些系統(tǒng)的工程設(shè)計和維護(hù)中是一個關(guān)鍵的考慮因素。
在極端工況下運行泵，如關(guān)死點工況或超出允許工作區(qū)域（AOR），會帶來額外的挑戰(zhàn)。在允許工作區(qū)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(dǎo)致泵內(nèi)流體過熱。緩解策略，如增加再循環(huán)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(fù)雜設(shè)計在管理徑向推力方面發(fā)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(chǎn)生重大影響，進(jìn)而影響葉輪上的徑向力。單蝸殼通常在零流量時表現(xiàn)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(nèi)減小這種載荷。此外，不同的殼體設(shè)計，如環(huán)形殼體或改進(jìn)的同心殼體，都會對徑向推力產(chǎn)生獨特的影響。
決定徑向推力的關(guān)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(shù)，可以看出當(dāng)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(dǎo)致軸應(yīng)力增加、潛在的軸承、機械密封問題和振動加劇。
