軸流泵是葉片泵的一種，它的葉片單元為一系列翼型，圍繞輪轂構(gòu)成圓柱葉柵，由于流過葉輪的流體微團的跡線理論上位于與轉(zhuǎn)軸同心的圓柱面上，經(jīng)過導(dǎo)葉消旋之后認為出流沿著軸向，所以這種泵稱為軸流泵，也稱為卡普蘭(Kaplan)泵，軸流泵的流量較大，可達60m3/s;單級揚程較低，通常為1~25m，因此，軸流泵的比轉(zhuǎn)速較高，其常用范圍在500~1600 之間。

　　軸流泵按葉片固定方式和調(diào)節(jié)方法可分為固定式、半調(diào)節(jié)式和全調(diào)節(jié)式;按泵軸位置分為立式軸流泵和臥式軸流泵，今天施德寶就為大家簡單介紹常見軸流泵的結(jié)構(gòu)和工作原理。

一、軸流泵的結(jié)構(gòu)與工作原理

1、軸流泵的結(jié)構(gòu)

　　軸流泵的主要部件有葉輪、泵軸、導(dǎo)葉、吸入管等，現(xiàn)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(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的壓力能和動能，它由葉片、輪轂和動葉調(diào)節(jié)機構(gòu)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(diào)節(jié)機構(gòu)，有圓錐形、圓柱形和球形3種。小型軸流泵(葉輪直徑在300mm以下)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(葉輪直徑在300mm以上)一般采用半調(diào)節(jié)式葉輪結(jié)構(gòu)，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(yīng)的葉片角度來改變，故稱半調(diào)節(jié)式軸流泵;大型軸流泵(葉輪直徑在1600mm以上)，一般采用球形輪轂，把動葉調(diào)節(jié)機構(gòu)裝于輪轂內(nèi)，靠液壓傳動系統(tǒng)來調(diào)節(jié)葉片角度，故稱動葉可調(diào)節(jié)式軸流泵。

　　(2)泵軸

　　對于大容量和葉片可調(diào)節(jié)的軸流泵，其軸均用優(yōu)質(zhì)碳素鋼做成空心，表面鍍鉻，既可減輕軸的質(zhì)量，又便于安裝調(diào)節(jié)機構(gòu)。

　　(3)導(dǎo)葉

　　軸流泵的導(dǎo)葉一般裝在葉輪出口側(cè)，導(dǎo)葉的作用是將流出葉輪的水流旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向運動，同時將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗堋?/p>

　　(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。

2、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(zhuǎn)時對水流產(chǎn)生的升力而工作的，這種泵由于水流進葉輪和流出導(dǎo)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(chǔ)。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(jīng)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(yīng)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(chǎn)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。

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3、軸流泵的性能特點

　　與離心泵相比，具有下列特點：

　　(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(chǎn)生回流，水流多次重復(fù)得到能量，類似于多級加壓狀態(tài)，所以揚程急劇增大，從而造成軸功率增大的現(xiàn)象。

　　(2)Q—N曲線是陡降曲線。關(guān)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(yīng)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，即高效率工作的范圍很小，流量在偏離設(shè)計工況點不遠處效率就很快下降。根據(jù)軸流泵的這一特點，采取出口閥調(diào)解流量是不利的，一般只能采取改變?nèi)~片裝置角或改變轉(zhuǎn)速的方法來調(diào)節(jié)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。

4、軸流泵的優(yōu)點是：

　?、俳Y(jié)構(gòu)簡單，在給定工作參數(shù)條件下，橫截面積(垂直于轉(zhuǎn)軸的平面)和重量較其他類型的葉片泵小;

　?、诓还苁窃谕C狀態(tài)還是運行狀態(tài)，都可以通過改變?nèi)~片安放角而很容易地改變流量;

　?、圯S流泵通常都是立式結(jié)構(gòu)，因此其占地面積小，另外還可以露天安裝。

5、軸流泵的缺點是：

　　①自吸能力有限;

　?、趩渭墦P程低;

　?、坌是€陡，高效區(qū)比較窄，如果沒有葉輪葉片安放角的調(diào)節(jié)裝置，當偏離設(shè)計工況運行時經(jīng)濟性差。

　　軸流泵廣泛應(yīng)用于灌溉、給排水、內(nèi)河航道疏浚、動力工程以及其他需要輸送大量的液體而揚程要求不高的領(lǐng)域，在核電工程、船舶推進領(lǐng)域也有應(yīng)用。

參考資料：軸流泵的結(jié)構(gòu)和工作原理是什么