【摘 要】在水泵正常的水力运转过程中会出现很多因素影响水泵的工作效率，从而造成水力运转的损失，这些因素有水泵自身设计因素，也有在使用过程中形成或出现的外部因素。无论从节能减排还是提高工作效率上来说，都需要对水泵工作过程中存在的问题进行分析解决，最大限度的提高水泵的工作效率。本文就影响水泵工作效率的主要因素进行分析，进而得出提高水泵工作效率的方法，为提高水泵工作效率的研发提供经验借鉴。
【关键词】水泵；工作效率；方法
1、水泵工作效率的主要参数
水泵是一种能量的转换机器，通过电力或者其他外力，将机械能转化成液体的能量，从而达到提升或者压送液体的目的。在水泵的实际运行过程中会有能量损失，转化的有效能量的比例既为工作效率，水泵的工作效率主要由水利效率、容积效率和机械效率共同决定的，所以在研究水泵效率时，需要涉及到有效功率、轴功率、配套功率等参数。
2、影响水泵效率的主要因素
2.1容积损失
容量损失是指水流经过水泵的叶轮后，会有部分高压水经过泵体内间隙（如减漏环）和轴向力平衡装置（如平衡孔）泄露到叶轮的进口，另外还会有一部分从轴封装置处泄露到泵体外，造成容量损失。通常情况下漏损越大，在水泵出水孔排出的也就越小，这就会造成水泵水力运转过程中效率降低。决定容量损失的因素主要有大小口环、填料函、平衡盘等，但是在实际的运转过程中，填料函和平衡盘的泄露损失不易控制，属于水泵运转的正常损失，所以大小口环的泄露损失成为决定因素。大小口环的循环水流损失主要与大小口环的密封间隙大小、长度以及泵的单位扬程有关。在已选定水泵时，单位扬程和长度基本确定，密封间隙每增加几毫米都会造成效率降低一定的百分比例。比如，大口环密封间隙每增加2mm，效率会降低4%左右。
2.2机械损失
接卸损失是指水泵在工作运行的过程中，由于水泵本身内部各种摩擦所造成的能量损失，这种损失不是水力运转中液体的外漏损失，而是机械能转化为水泵动能、水泵动能转化为液体动能和液体能量过程中所造成的能量损失，这种损失是不可避免的，但是可以减小。水泵叶轮、平衡盘以及填料之间由于存在接触连接，在水泵运行时，叶轮的转动不可避免的会产生摩擦，这种摩擦会消耗一定比例的能量，使水泵提供的全部能量不能完全转化为液体的能量。这些摩擦损耗通常是由几部分构成，叶轮、平衡盘的外侧表面和水的摩擦、大小口环、轴承以及填料等的摩擦等。其中轮盘摩擦损失取决于比转数，比转数越高损失越小。
2.3水力损失
影响水泵水力效率最直接的因素就是水力损失，水力损失包括摩擦损失、局部损失和冲击损失。在一般来说，水力损失的大小取决于水泵的流量，流量越大的泵造成的水力损失也就越小。在水从水泵入水口直到从出水口排除这个过程中，水力的损失分为三部分，水流经过水泵的吸入室，然后通过叶轮的转动将机械动能转变为水的动能，之后流经压出室排出。在这个过程中，水流会与吸入室、叶轮、压出室产生摩擦，另外水流在泵内经过叶轮时会产生方向改变，这也会造成涡流损失，另外，泵在非设计工况下运行时水流在叶片入口处、出口处及压出室内也会引起损失。
3、提高水泵效率的方法
在水泵运行中，造成水泵工作效率降低的因素无外乎主要的这几种，机械损失、容积损失和水力损失，要想提高水泵工作效率就要从这几个方面入手研究。这些损失基本上都是与水泵的形状结构、叶轮大小形状、轴润滑情况以及叶轮内表面等情况有着直接的关系，所以在研究水泵工作效率时，需要严格检查这些指标，选择合理的水泵，优化水泵和叶轮的形状尺寸，以及减小叶轮与外壳的间距，改善填料等密封位置的密封性，这些措施都可以从一定程度上减少损失。
3.1减少机械和摩擦损失
（1）轴承引起的摩擦损失和填料引起的摩擦损失一般不大并且不宜控制，对水泵效率影响是客观存在的，影响不大。填料密封的机械损失比起机械密封来说，填料密封所造成机械损失较大，所以最好再选择和使用水泵时，最好采用机械密封以减少机械损失。
（2）叶轮摩擦造成水力损失是影响水泵效率的主要因素之一，所以提高叶轮和导叶流道表明的光洁度是降低摩擦损失的方法之一。定期对水泵叶轮进行检查，最好采用手工打磨的方式清洁叶轮。
（3）叶轮的前后盖板表面与液体产生的圆盘摩擦损失，与叶轮外径的5次方成正比。选用较大的叶片出口角可减小叶轮外径，从而减小圆盘摩擦损失。圆盘摩擦损失与表面粗糙度有很大关系，叶轮盖板外壁应尽量光滑。适当减小叶轮盖板与导叶之间的间隙也可以减低圆盘摩擦损失。
3.2减少容积损失
对于给定的水泵，减少容积损失降低漏损量关键是控制叶轮间和密封环的运转间隙量，说白了就是严格控制水泵的密封效果、密封性。目前随着对水泵技术的研究和发展，水泵密封技术已经取得了一定的进步，水泵密封方式逐渐由原来的填料密封和机械密封替代为动力密封和辅助密封。所以说减少容积损失的除了严格保证安装质量外，还需在密封设计方面投入更多精力。一般来说密封环的直径和间隙越大就越会造成泄漏损失，在给定的水泵情况下，尽量减小密封环的间隙，一般间隙取密封环直径的0.2%。另外也可以用增加密封环阻力的方式减少泄漏损失，比如将密封环在许可的前提下设计成迷宫、锯齿等形状。
3.3减小水力损失
水泵工作效率的最主要影响因素就是水力损失，水力损失的大小直接影响水泵水力运转过程中能量的浪费。水力损失的原因是水流流经水泵部件时，由于流经部件的形状和尺寸、壁面关洁度等存在瑕疵情况造成水力损失。因此在选择水泵时有必要建立水力模型，然后选择合适的水泵组合。另外，注意调节工况和加强维护，能够保证水泵始终运行在高效率状态下。在多台水泵联合工作时，尽量及时检查维护，对出现问题的水泵及时检修。
4、结束语
泵的效率是机械效率、容积效率和水力效率三种效率的乘积。泵组的效率为泵效率和电机效率的乘积。从原动机提供能量到最终转换为水流能量的过程中，能量会不可避免的有所损失，但是在水泵的安装和维护中，应尽量利用先进技术和设备来减少这种损失，避免设备在危险的工况下运行。通过各种手段对水泵运行进行优化，最大限度的提高工作效率，减低能耗，实现节能减排是共同的目标好追求。
参考文献
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