离心泵的容积损失包括密封圈的泄漏损失、平衡机构的泄漏损失和级间的泄漏损失。
1、密封圈泄漏损失
在叶轮的入口处,有一个密封圈,当泵工作时,由于密封圈两侧存在压差,一侧大约是叶轮出口压力,另一侧是叶轮入口压力,所以总会有一部分液体从叶轮出口泄漏到叶轮入口。 这部分液体在叶轮中获得能量,但液体不被送出,这减少了供应给泵的水量。 泄漏液体的所有能量都用于克服密封圈的阻力。
显然,密封圈的直径越大,两侧压力差越大,泄漏量越大。 为了减少泄漏量,提高泵的效率,应尽可能减小密封圈之间的间隙。 通常,总间隙约为 0002,如果 dw = 200 mm,则总间隙为 040 毫米。 装配时,密封圈不宜太偏心,否则泄漏也会增加。 此外,通过增加密封圈阻力的方法可以减少泄漏,而增加阻力的主要措施是使密封圈变成迷宫状、锯齿形等,这也增加了密封圈的密封长度,并沿途增加了阻力。
密封圈的泄漏在某些情况下会引起叶轮入口的扰动,因此需要合理设计密封圈的形式。
2.平衡机理泄漏损失
在许多离心泵中,都有平衡轴向推力的机构:如平衡孔、平衡管、平衡板等。 由于平衡机构两侧的压力差,一些液体从高压区泄漏到低压区。 平衡孔的泄漏会使泵的效率降低约5%。 在平衡盘机构中,泄漏量占工作流量的3%,但有些高压泵大于此值;为了减少泄漏损失,可以在不影响平衡力的情况下减小平衡盘的直径d'。
3.级间泄漏损耗
在涡壳式多级泵中,级间隔板两侧的压力不相等,因此也存在泄漏损失,根据机构布置的不同,级间隔板两侧的压力差可以是第一级、第二级或**级数的差异越大, 隔断的各级之间泄漏越严重,因此阶梯式级间密封在这里被广泛使用。
此外,在分段式多级泵中,还存在级间泄漏。 但是,这与上面提到的级间泄漏不同,因为这部分泄漏液体不通过叶轮,因此不是体积损失。 这里,载物台垫片前后之间的压差是由导叶漫射部分的加压和叶轮间隙(相当于离心叶轮)的吸力作用引起的。 在压差的作用下,泄漏液沿级间隔物的间隙进入林业叶轮的侧间隙,并通过导叶流回级间隙,反导叶(吸导叶)流回级间隙,重复上述过程。 虽然分段式多级泵的级间泄漏不是体积损失,但它来回流动,从而消耗了泵的功率。 此外,当这部分液体通过导叶时,导叶喉的有效截面减小(即泄漏的液体占据了横截面的一部分),因此这里的流速增加,造成额外的水力损失。 根据《离心泵设计基础》一书,多级泵,当流量为每秒20升时,级间间隙为075 毫米减少到 025 mm,级间泄漏Q降低07升秒,由于Q的减少,通过导叶的流量减少,导叶喉的流量降低,导叶中的水力损失减少,同时,由于Q的减少,叶轮与导叶间隙中液体的相对速度减小, 从而也减少了叶轮盘的摩擦损失,使泵的效率提高了5%左右。