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離心幫浦——生產中應用最為廣泛，著重介紹。
§ 2.1.1離心幫浦（centrifugal pumps）
一．離心幫浦的工作原理及主要部件
1．工作原理
如左圖所示，離心幫浦體內的葉輪固定在幫浦軸上，葉輪上有若干彎曲的葉片，幫浦軸在外力帶動下旋轉，葉輪同時旋轉，幫浦殼**的吸入口與吸入管相連線，側旁的排出口和排出管路9相連線。啟動前，須灌液，即向殼體內灌滿被輸送的液體。
啟動電機後，幫浦軸帶動葉輪一起旋轉，充滿葉片之間的液體也隨著旋轉，在慣性離心力的作用下液體從葉輪中心被拋向外緣的過程中便獲得了能量，使葉輪外緣的液體靜壓強提高，同時也增大了流速，一般可達15～25m/s。
液體離開葉輪進入幫浦殼後，由於幫浦殼中流道逐漸加寬，液體的流速逐漸降低，又將一部分動能轉變為靜壓能，使幫浦出口處液體的壓強進一步提高。液體以較高的壓強，從幫浦的排出口進入排出管路，輸送至所需的場所。
當幫浦內液體從葉輪中心被拋向外緣時，在中心處形成了低壓區，由於貯槽內液面上方的壓強大於幫浦吸入口處的壓強，在此壓差的作用下，液體便經吸入管路連續地被吸入幫浦內，以補充被排出的液體，只要葉輪不停的轉動，液體便不斷的被吸入和排出。
由此可見，離心幫浦之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉的葉輪，液體在離心力的作用下獲得了能量以提高壓強。
氣縛現象：不灌液，則幫浦體記憶體有空氣，由於 ρ空氣<<ρ液，所以產生的離心力很小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內的液體吸入幫浦內，達不到輸液目的。
通常在吸入管路的進口處裝有一單向底閥，以截留灌入幫浦體內的液體。另外，在單向閥下面裝有濾網，其作用是攔阻液體中的固體物質被吸入而堵塞管道和幫浦殼。
啟動與停幫浦：灌液完畢後，此時應關閉出口閥後啟動幫浦，這時所需的幫浦的軸功率最小，啟動電流較小，以保護電機。啟動後漸漸開啟出口閥。
停幫浦前，要先關閉出口閥後再停機，這樣可避免排出管內的水柱倒衝幫浦殼內葉輪，葉片，以延長幫浦的使用壽命。
2．主要部件
1）葉輪：作用是將原動機的機械能傳給液體，使液體的靜壓能和動能均有所提高。
葉輪按其結構形狀分有三種：
① 閉式：葉輪內6～12片彎曲的葉片，前後有蓋板，葉輪後蓋板上開有若干個平衡小孔，以平衡一部分軸向推力
② 半閉式：葉輪內6～12片彎曲的葉片，前有蓋板，葉輪後蓋板上開有若干個平衡小孔,以平衡一部分軸向推力。
③敞式（開式）：葉輪內6～12片彎曲的葉片，前後無蓋板。
閉式效率最高，適用於輸送潔淨的液體，不適於輸送漿料或含懸浮物的液體。
半閉式和開式效率較低，常用於輸送漿料或懸浮液。
葉輪按吸液方式分有二種：
① 單吸：液體只有一側被吸入。
② 雙吸：液體可同時從兩側吸入，具有較大的吸液能力。而且基本上可以消除軸向推力。
2）幫浦殼（蝸殼形）：作用是匯集由葉輪丟擲的液體，同時將高速液體的部分動能轉化為靜壓能。原因是幫浦殼形狀為蝸殼形，流道截面逐漸增大，u↓，p↑。
3）軸封裝置：幫浦軸與幫浦殼之間的密封稱為軸封。作用是防止高壓液體從幫浦殼內沿軸的四周面漏出，或者外界空氣以相反方向漏入幫浦殼內。
二．離心幫浦的主要效能引數
1．流量q（v）：單位時間內幫浦輸送的液體體積,m3/s（或m3/h，l/s等）。q取決於幫浦的結構、尺寸（葉輪直徑與葉片的寬度）和轉速。q的大小可通過安裝在排出管上的流量計測得。
2．揚程h（壓頭）：幫浦對單位重量的液體所提供的有性能量，m液柱。
若在幫浦的吸入口和排出口分別裝上真空表和壓力表並取1-1'，2-2』截面作計算，則
3．軸功率及效率
軸功率na——原動機（電動機或蒸汽透平等）傳送給幫浦軸的功率，kw。
效率——幫浦軸通過葉輪傳給液體能量的過程中的能量損失。
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4．轉速n
幫浦的葉輪每分鐘的轉數，即「r.p.m.」： rings per minute
其它效能引數以後再介紹。例2-2
三．離心幫浦的基本方程式
為簡化液體在葉輪內的複雜運動，作兩點假設：
① 葉輪內葉片的數目為無窮多，即葉片的厚度為無限薄，從而可以認為液體質點完全沿著葉片的形狀而運動，亦即液體質點的運動軌跡與葉片的外形相重合。
② 輸送的是理想液體，由此在葉輪內的流動阻力可忽略。
1．液體質點在葉輪內的運動情況分析
離心幫浦工作時，液體隨葉輪一起作旋轉運動，同時又從葉輪的流道裡向外流動，因此液體在葉輪裡的流動是一種複雜的運動。
液體質點在葉輪內的速度有三個：
*圓周運動速度u：葉輪帶動液體質點作圓周運動的速度，
方向與液體質點所在處的圓周切線方向一致。
*相對運動速度ω：它是以與液體一起作等角速度的旋轉座標為參照系，液體質點沿葉片從葉輪中心流到外緣的運動速度，即相對於旋轉葉輪的相對運動速度ω。
*絕對運動速度c：它是以固定於地面的靜止座標作為參照系的液質點的運動，稱為絕對運動，絕對運動速度用c表示。
三者關係：
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速度三角形如圖所示：三個速度構成了速度δ，α表示c與u之間的夾角，β表示ω與u反方向延長線之間的夾角，α，β稱為流動角，其大小與葉輪的結構有關。根據餘弦定理，則：
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若將c分解為徑向分量cr和圓周分量cu，則分別為
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於是2．離心幫浦基本方程式的推導
離心幫浦基本方程式可由離心力作功推導，但更普遍的是根據動量理論推導得。
首先介紹力學中動量矩定理：
單位時間內流體對某一中心的動量矩的增量等於作用於流體的力矩的增量δm，即:
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現分析液體從葉片進口「1」處流到出口「2」的過程中單位時間內動量矩的增量：
單位時間內液體的動量矩(wvr)=質量流量×絕對速度×絕對速度對旋轉中心的垂直距離
所以，葉片進口「1」處液體在單位時間內動量矩(wvr)1為
葉片進口「2」處液體的單位時間內動量矩(wvr)2為
下標t表示理想液體，∞表示葉片數目無窮多。
所以力矩增量為：
其中image031.gif (626 bytes)
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① 又由流體力學知，單位時間內葉輪對液體所作的功（即有效功率ne）等於同一時間內液體力矩增量與葉輪旋轉角速度ω的乘積，即：
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② image041.gif (384 bytes)
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③ 表示具有無限多葉片的離心幫浦對理想液體所提供的理論壓頭。
由①，②，③式得：
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④ image047.gif (291 bytes)
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∴⑤（離心幫浦基本方程式）
說明： * 僅與u1，c1和u2，c2有關，而與流動過程無關。
*與被輸送液體的種類（密度ρ）無關，只要葉片進、出口處
的速度δ相同，都可以得到相同的。
由葉片進出口速度△得：
所以⑤式為：
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⑥ hp（靜壓頭） hc(動壓頭)
（葉片進出口處列b's eg得到）
慣性離心力的作用下葉輪旋轉所增加的靜壓頭因葉片間通道面積逐漸加大使液體的相對速度減少所增加的靜壓頭
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液體流經葉輪後所增加的動壓頭，在幫浦的蝸殼
中hc中一部分將轉變為靜壓能。
⑦ 在離心幫浦設計中，為防止預旋提高理論壓頭，一般使
（液體徑向進入葉片間通道）， 則
所以，⑤式為
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⑦' 又葉片出口處速度關係為：
cr2與葉片間通道截面相垂直。
設葉輪的外徑為d2，葉輪出口處的寬度為b2，則
n——rpm
基本方程式的又一表示式
⑧ 葉片的幾何尺寸
3．離心幫浦基本方程式的討論
1）與n和d2的關係
2）與葉片幾何形狀的關係
其它條件不變時，與葉片的形狀（β2）有關。
葉片形狀有三種：
ⅰ）後彎葉片（葉片彎曲方向與葉輪旋轉方向相反）
ⅱ）徑向葉片
ⅲ）前彎葉片
由此可見，前彎葉片所產生的最大，似乎前彎葉片最為有利，但實際並不如此，由⑥式可知：
對於離心幫浦，希望獲得的是hp，而不是hc。雖有一部分hc會在蝸殼中轉換為靜壓頭，但此過程中會導致較大的能量損失，因液體質點流速過大。
現在來分析hc項:
在幫浦設計中，除α1=90°外常常會使葉片間通道的進口截面與出口截面相等，以a代表截面積,則：
後彎葉片cu2＜u2，所以hc在中佔較小比例，有利。
前彎葉片cu2＞u2，所以hc在中佔較大比例，不利。
3）與的關係
其它引數不變時，令
則直線關係，直線斜率與β2有關。
當（電機功率增加）
（電機功率不變）
離心幫浦的工作原理和主要部件
一 離心幫浦的工作原理 1 離心幫浦的工作原理 葉輪安裝在幫浦殼2內，並緊固在幫浦軸3上，幫浦軸由電機直接帶動。幫浦殼 有一液體吸入4與吸入管5連線。液體經底閥6和吸入管進入幫浦內。幫浦殼上的液體排出口8與排出管9連線。在幫浦啟動前，幫浦殼內灌滿被輸送的液體 啟動後，啟動後，葉輪由軸帶動高速轉動，葉...
離心幫浦的工作原理和主要部件
一 離心幫浦的工作原理 1 離心幫浦的工作原理 葉輪安裝在幫浦殼2內，並緊固在幫浦軸3上，幫浦軸由電機直接帶動。幫浦殼 有一液體吸入4與吸入管5連線。液體經底閥6和吸入管進入幫浦內。幫浦殼上的液體排出口8與排出管9連線。在幫浦啟動前，幫浦殼內灌滿被輸送的液體 啟動後，啟動後，葉輪由軸帶動高速轉動，葉...
離心幫浦的主要工作原理
1 葉輪被幫浦軸帶動旋轉，對位於葉片間的流體做功，流體受離心力的作用，由葉輪中心被拋向外圍。當流體到達葉輪外周時，流速非常高。2 幫浦殼匯集從各葉片間被丟擲的液體，這些液體在殼內順著蝸殼形通道逐漸擴大的方向流動，使流體的動能轉化為靜壓能，減小能量損失。所以幫浦殼的作用不僅在於匯集液體，它更是乙個能量...