? ? ? ?多級泵葉輪的間隙設(shè)置（帶背向多級泵出葉片的開式葉輪和帶平衡孔的反向葉片式葉輪）對多級泵有什么影響？如何影響臥式多級多級泵的性能？這些葉輪間隙的優(yōu)缺點是什么？

使用多級泵出葉片（POV）的主要原因是要更改多級泵的軸向液壓推力。

在圖1中，多級泵葉輪的旋轉(zhuǎn)導致葉輪和殼體壁之間的間隙中的流體拖入旋轉(zhuǎn)中。這類似于杯子中的茶匙或容器內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的盤的運動。產(chǎn)生的運動稱為強制渦旋。這種類型的渦流進入前，后間隙，即在殼體壁與葉輪前部（如右圖所示）和后輪轂（如左圖所示）之間。間隙中的壓力分布是拋物線形的-在葉輪的外徑處更高，并朝著軸中心線逐漸減小。

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圖1.葉輪周圍的壓力分布，導致軸向推力

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? ? ? ?壓力乘以面積等于力，力從兩側(cè)（FR和FL）施加在多級泵葉輪上。這些力之間的差是液壓軸向推力，該軸向推力最終傳遞到軸承，并且理想情況下很小。間隙中給定位置的壓力取決于半徑，流體的旋轉(zhuǎn)速度（除以葉輪轉(zhuǎn)速）和間隙。

? ? ? ?圖1中的曲線1顯示了沒有POV的葉輪輪轂后面的靜壓分布。基本液壓系統(tǒng)要求流體運動得越快，靜壓力就越低。因此，如果可以使間隙中的流體旋轉(zhuǎn)得更快，則靜壓力將減小，而FL會變?。ǜ咏⑶蚁Ｍ扔贔R），以減小或消除凈推力。

? ? ? ?沒有POV，間隙中的流體僅通過葉輪輪轂壁的摩擦（阻力）旋轉(zhuǎn)。它在葉輪壁的表面以與葉輪相同的速度旋轉(zhuǎn)（無打滑狀態(tài)），但在殼體壁上不旋轉(zhuǎn)，因為該壁是固定的。因此，平均而言，間隙中的大部分流體以等于葉輪角速度一半的角速度旋轉(zhuǎn)。

? ? ? 但是，如果添加了POV，則流體會被困在POV空間中，并以與葉輪相同的速度旋轉(zhuǎn)-是沒有POV時流體旋轉(zhuǎn)速度的兩倍。假設(shè)POV和套管壁之間的間隙（理論上）為零（x = 0）。隨附的POV不必等于葉輪主葉片的數(shù)量。但是，為了簡化鑄件生產(chǎn)過程，通常是這樣。液隙x不能為零。因此，壓力曲線的實際減小量（曲線2）較小-取決于x。如果此間隙太大，則POV的作用會減弱，并最終消失。當x等于0時，POV最有效；當x等于POV的高度（t）時，POV完全無效。

? ? ? ?平衡孔還用于減少壓力分布，類似于POV。這就是為什么它們被稱為平衡。為使葉輪有效，葉輪與殼體（圖1中未顯示）之間必須有緊密的間隙，以將高壓區(qū)與低壓區(qū)分開。平衡孔將葉輪的背面與入口區(qū)域相連，該區(qū)域的壓力較低（接近吸力）。會發(fā)生一些泄漏，從而降低效率。如果沒有間隙，如圖1所示，泄漏將更大，從而進一步降低效率。

? ? ? ?POV還可以降低多級泵的機械密封區(qū)域的壓力。葉片的作用可能非常強，有時會導致產(chǎn)生真空并從液體中沸騰。由于機械密封在蒸汽環(huán)境中不能很好地工作，因此可能會引起問題。關(guān)于性能，推力平衡是有代價的，因為更快旋轉(zhuǎn)液體所需的額外功率會降低效率。這就是為什么高能多級泵（例如API或鍋爐給水）很少具有POV，而功率相對較低的ANSI多級泵卻具有POV的原因。

? ? ? ?請注意，圖1顯示了一個開放式葉輪。葉輪和外殼之間的前間隙必須緊密（通常為0.015至0.030英寸，具體取決于多級泵的尺寸）。從效率和推力的角度來看，保持前后間隙很小是挑戰(zhàn)。封閉式葉輪解決了這個問題，但是處理線狀和纖維狀材料的能力降低了。

? ? ? 另一個要考慮的項目是反向葉片葉輪。圖1所示的葉輪是標準設(shè)計。要調(diào)整前間隙，必須將轉(zhuǎn)子推向外殼，然后將其后退一定的設(shè)計間隙。

? ? ? 通常需要保持套管的管道連接，因為重新管道連接通常很麻煩。這要求在現(xiàn)場維護期間重置前間隙。

? ? ? 如果葉輪被轉(zhuǎn)過以使葉輪和填料函（或密封腔）之間留有間隙，則可以在車間設(shè)置該間隙，然后可以簡單地將轉(zhuǎn)子放到殼體中并用螺栓快速固定。

? ? ? 每個設(shè)計選項都有優(yōu)點和缺點，最終決定權(quán)取決于特定的使用條件及要求。