軸流泵的結構和工作原理介紹

01 軸流泵的結構

軸流泵的主要部件有葉輪、泵軸、導葉、吸入管等，現分述如下。

（1）葉輪

葉輪的作用與離心泵一樣，將原動機的機械能轉變為流體的壓力能和動能。它由葉片、輪轂和動葉調節機構等組成。葉片多為機翼型，一般為4~6片。輪轂用來安裝葉片和葉片調節機構，有圓錐形、圓柱形和球形3種。小型軸流泵的葉片和輪轂鑄成一體，葉片的角度不是固定的，也稱固定葉片式軸流泵；中型軸流泵一般采用半調節式葉輪結構，即葉片靠螺母和定位銷釘固定在輪轂上，葉片角度不能任意改變，只能按各銷釘孔對應的葉片角度來改變，故稱半調節式軸流泵；大型軸流泵一般采用球形輪轂，把動葉調節機構裝于輪轂內，靠液壓傳動系統來調節葉片角度，故稱動葉可調節式軸流泵。

（2）泵軸

對于大容量和葉片可調節的軸流泵，其軸均用優質碳素鋼做成空心，表面鍍鉻，既可減輕軸的質量，又便于安裝調節機構。

（3）導葉

軸流泵的導葉一般裝在葉輪出口側。導葉的作用是將流出葉輪的水流旋轉運動轉變為軸向運動，同時將部分動能轉變為壓能。

（4）吸入管

吸入管與離心泵吸入室的作用相同。中小型軸流泵多用喇叭形吸入管，大型軸流泵多采用肘形吸入流道。

02 軸流泵的工作原理

軸流泵的工作原理與離心泵不同，它是依靠葉輪旋轉時對水流產生的升力而工作的。這種泵由于水流進葉輪和流出導葉都是沿軸向的，故稱為軸流泵。

軸流泵是以空氣動力學中機翼的升力理論為基礎。當流體繞過翼型時，在翼型的首端點處分離成為兩股流，它們分別經過翼型的上表面和下表面，然后同時在翼型的尾端匯合。由于沿翼型下表面的路程比上表面路程長一些，流體沿翼型下表面的流速要比沿翼型上表面流速大。相應地，翼型下表面的壓力將小于上表面，流體對翼型有一個向下的作用力。同樣，翼型對于流體也將產生一個反作用力，與此作用力大小相等、方向相反，作用在流體上。在此力作用下，水就被壓升到一定的高度上去。

（1）揚程隨流量的減少而劇烈增大，Q—H曲線突增，主要原因是：流量較小時，在葉輪葉片的進口和出口處產生回流，水流多次重復得到能量，類似于多級加壓狀態，所以揚程急劇增大，從而造成軸功率增大的現象。

（2）Q—N曲線是陡降曲線。關死揚程（流量Q=0時）是額定值的1.5~2倍。因此，軸流泵啟動時，應當在閘閥全開啟的情況下啟動電動機。

（3）Q—η曲線呈駝峰形，即效率工作的范圍很小，流量在偏離設計工況點不遠處效率就很快下降。根據軸流泵的這一特點，采取出口閥調解流量是不利的，一般只能采取改變葉片裝置角或改變轉速的方法來調節流量。

（4）軸流泵的葉輪一般浸沒在液體中，因此不需考慮汽蝕，啟動時也不需灌泵。