旋渦泵的研究現(xiàn)狀和展望

旋渦泵是葉片泵的一種，zui早出現(xiàn)于1920年，由的西門(mén)和亨施公司制造，旋渦泵主要工作結(jié)構(gòu)包括葉輪、泵體、泵蓋，以及由他們所組成的環(huán)形流道。輸送介質(zhì)由吸入管進(jìn)入流道，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的葉輪獲得能量，被輸送到排出管，完成泵的工作過(guò)程。旋渦泵的工作原理、結(jié)構(gòu)以及特性曲線(xiàn)等均與離心泵、軸流泵、混流泵等類(lèi)型泵不同，（模溫機(jī)泵）是一種小流量、高揚(yáng)程的泵，其比轉(zhuǎn)速Ns一般小于40。旋渦泵的工作流量zui小可到0.05L/s或更小；流量大的可達(dá)12L/s，所以可以在某些場(chǎng)合代替離心泵。當(dāng)比轉(zhuǎn)速Ns超過(guò)40時(shí)，因其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于離心泵，一般較少使用。

旋渦泵的分類(lèi)和特點(diǎn)

旋渦泵按葉輪型式看分為開(kāi)式和閉式，而目前已出現(xiàn)介于開(kāi)式和閉式葉輪之間的葉輪。閉式葉輪葉片短，是在葉輪圓盤(pán)外緣上銑削溝槽形成的，葉輪的內(nèi)半徑等于流道的內(nèi)半徑，（泵）液體直接從吸入管道輸送至流道中去，開(kāi)式葉輪，葉片內(nèi)半徑小于流道內(nèi)半徑，液體從吸入管進(jìn)入葉輪，經(jīng)過(guò)葉片后進(jìn)入流道，葉片較長(zhǎng)。

葉輪型式與汽蝕有關(guān)，也與自吸能力及汽液混輸?shù)墓ぷ髂芰τ嘘P(guān)。按流道與排出口相對(duì)位置可分為開(kāi)式流道旋渦泵、向心流道旋渦泵、閉式流道旋渦泵等。按流道與葉輪的相對(duì)位置可分為外圍流道式旋渦泵、開(kāi)式外圍側(cè)邊流道旋渦泵和閉式邊流道旋渦泵等。

旋渦泵特點(diǎn)

旋渦泵雖屬于葉片泵的范疇，但其工作過(guò)程、結(jié)構(gòu)以及特性曲線(xiàn)的形狀等均與離心泵與其他類(lèi)型泵相差較大。由于各國(guó)學(xué)者對(duì)旋渦泵工作原理的解釋 不同。旋渦泵工作過(guò)程中，由于葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，（高溫泵）造成葉輪內(nèi)和流道內(nèi)的液體都有圓周方向的運(yùn)動(dòng)，因而產(chǎn)生離心力，葉輪內(nèi)液體的圓周速度大于流道內(nèi)液體的圓周速度，即葉輪內(nèi)液體離心力大，故形成軸向和徑向漩渦，旋渦泵因此得名。

旋渦泵的設(shè)計(jì)理論

由于旋渦泵內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律和工作原理還沒(méi)有*認(rèn)識(shí)清楚，因此對(duì)旋渦泵設(shè)計(jì)方法沒(méi)有準(zhǔn)確的理論設(shè)計(jì)方法，而采取相似換算法、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)計(jì)算方法。20世紀(jì)60年代有學(xué)者提出旋渦泵H~Q揚(yáng)程流量特性曲線(xiàn)接近于線(xiàn)性關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)旋渦泵的*流量與流道面積成正比關(guān)系。

1988年有國(guó)外學(xué)者提出單輪雙級(jí)旋渦泵，（熱油泵）這對(duì)于提高旋渦泵的汽蝕性能以及綜合性能理論意義。

由于旋渦泵的揚(yáng)程隨流量增加而下降較快，且揚(yáng)程系數(shù)比離心泵要高很多，因此旋渦泵的工作范圍很小。

針對(duì)旋渦泵的工作范圍較小等問(wèn)題，有學(xué)者提出并研制了高速旋渦泵，解決了以上問(wèn)題，高速旋渦泵揚(yáng)程可以達(dá)到200 m以上。這樣也增加了旋渦泵的應(yīng)用范圍，與容易產(chǎn)生正斜率上升段的離心泵特性曲線(xiàn)相疊加，所得到的高速旋渦泵的特性曲線(xiàn)不會(huì)存在正斜率上升段，這樣高速旋渦泵就根本不存在小流量不穩(wěn)定等問(wèn)題。

旋渦泵自產(chǎn)生到現(xiàn)在，由于其自身的特點(diǎn)越來(lái)越被人們重視，其應(yīng)用范圍正在從工業(yè)、農(nóng)業(yè)擴(kuò)展到航空航天、醫(yī)療等高科技產(chǎn)業(yè)中，但是由于對(duì)選旋渦泵的認(rèn)識(shí)還不夠全面，且結(jié)構(gòu)變化多樣，目前各類(lèi)旋渦泵產(chǎn)品還存在噪音、性能差等問(wèn)題，所以需要對(duì)旋渦泵進(jìn)行更深入的研究分析，雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)旋渦泵的研究取得了一些成果，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，（熱水循環(huán)泵）這就需要運(yùn)用現(xiàn)代科技手段，發(fā)展的流體力學(xué)理論對(duì)旋渦泵進(jìn)行基礎(chǔ)研究，分析解決旋渦泵中各種問(wèn)題，提高旋渦泵的工程應(yīng)用價(jià)值，為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮不可代替的作用?？梢?jiàn)，對(duì)旋渦泵的研究有著重要的意義。