离心泵径向力因素
作者：泵阀 来源：离心泵 发布时间：2025-03-15
离心泵作为驱动流体运动的主力机械，有着广泛的应用。这些机器的核心在于一个经常被忽视但对其佳运行至关重要的方面：径向推力。这种力来自泵部件内部的不平衡力，对泵的性能和使用寿命有很大的影响。了解径向推力的复杂动态对于工程师、维护人员以及任何参与泵系统设计、运行或维护的人员来说都是至关重要的。径向推力的特点是垂直于泵壳体或扩散体（导叶）内的旋转轴，受到多种因素的综合影响。叶轮的设计、外径（D2）、宽度（b2）、结构和泵壳体的类型都会对径向推力的行为产生影响。径向推力的大小和方向在泵的运行范围内会发生波动，因此在这些系统的工程设计和维护中是一个关键的考虑因素。
在极端工况下运行泵，如关死点工况或超出允许工作区域（AOR），会带来额外的挑战。在允许工作区域之外运行、特别是偏小工况运行，不仅会增加径向推力，还会导致泵内流体过热。缓解策略，如增加再循环管道（旁路）或采用变速控制器，有助于减轻这些影响，从而延长泵的使用寿命。泵的复杂设计在管理径向推力方面发挥着重要作用。例如，泵壳体的配置 - 无论是单蜗壳、双蜗壳还是同心壳体 - 都会对压力分布产生重大影响，进而影响叶轮上的径向力。单蜗壳通常在零流量时表现出大的径向推力，而双蜗壳或同心壳体则倾向于在整个工作范围内减小这种载荷。此外，不同的壳体设计，如环形壳体或改进的同心壳体，都会对径向推力产生独特的影响。
决定径向推力的关键因素之一是流量。效率点（BEP），即泵以佳效率运行时的流量，通常径向推力小。单蜗壳的径向推力系数，可以看出当流量偏离效率点时，径向推力会增加，从而对叶轮及其周围的零部件施加不同的压力。在流量大大低于BEP的情况下运行时会放大这些力，导致轴应力增加、潜在的轴承、机械密封问题和振动加剧。
