环形水泵体所受机械载荷的影响要小于蜗形体的探究

    环形水泵体比蜗形体所受机械载荷的影响要小，此外，环形水泵体更易于设计。

    如果这种水水泵体不是铸造的，而是经过车削、铣削、冲压成形和焊接的，那么环形水泵体的制造是相当容易的而且成本低廉。因此当采用薄板制造水泵时，显然应当采用环形水泵体。然而，制造的优点被两种不利的水力因素所阻碍：

    ①转子上较高的径向力

    ②效率降低。

    径向力是叶轮和水泵体间的相互作用而产生的液压力，是由叶轮外圆处不对称的静压分布所造成的。对于恒定剖面的环形水泵体，旋转对称性由于吐出管而受到严重影响。

    而对于蜗形体而言，径向力在设计点是最小的，环形水泵体内的径向力在接近零流量处为最小，而且朝着设计点连续不断地增大。在小型水泵中，这些力不会引起任何问题。对于较大型的水泵，常常采用环形和蜗形的组合体来妥善地解决。由于径向力的叠加，在最佳效率点范围内，相对于流量可以绘出几乎水平的径向力曲线，有效的流动计算方法对于优选水泵体的形状有重要的价值。这些方法还可以用来计算径向力的不稳定分量，此值在非设计工况时增大效率的明显降低只在高比转速、的环形水泵体的水泵上出现。

    与蜗壳水泵体不同的是，差别极大的液流速度伏域之间的脉冲转换造成了水力损失增大，在低比转速情况下，这些损失可以由于表面光滑导致的摩擦损失减小而得到补偿，有时甚至可以过度补偿，光滑的蜗壳比叶轮更为敏感。一些低比转速的环形壳体水泵比相应的蜗壳水泵有更好的效率，这不可能只用摩擦的影响来解释。在上述情况下可以设想叶轮和水泵体之间间隙的有效影响。

    随着扬程的降低在恒定流量条件下，比转速和由此与扬程有关的冲击损失的相对分量会增大。由此可见，随着比转速的增大，双弯曲叶片叶轮和圆柱叶片叶轮之间的效率差异一定会增大。在相同比转速下，在双弯曲叶片叶轮和口柱型叶片叶轮之间，多级水泵的效率差异比蜗壳水泵更大。

    这种偏差的原因是由于轴穿过叶轮，节段水泵的叶轮有一个相对大的直径，因此比没有轮毅的蜗壳水泵有更高的冲击损失。在比转速最大约的范围内，这种效率差在或个百分点之间。由于摩擦损失减小，较光滑的表面钢板代替砂型铸造叶轮可以获得同样数量的效率，而且可以补偿冲击损失影响。

    如果采用薄板，就可以制造出极薄的叶片，这样就会减少这些不利影响。由于这种特殊的作用，因此要水泵在合理的比转速范围内运行，那么不论是否采用圆柱型叶片，薄板叶轮通常都会比具有双弯曲叶片的砂型铸造叶轮有更高的效率，如图1所示给出了根据薄板技术优选出的薄板结构与普通叶轮的结构的比较。这种优选的结构既没有显示汽蚀余量的不足，也没有显示效率下降。圆柱型叶片的叶轮可以用模压的简单方法制造，吸人侧盖板可以通过焊接进行组合。

    如果吸入侧形状不是弯曲的，那么常常不采用吸人侧盖板，而且半开式叶轮的叶片和壁之间有很小的间隙。如果叶轮是通过车削或铣削制造的，那么由于叶片角不适配所造成的冲击和脱流损失大部分可以由更光滑和更精确的表面来补偿。圆柱形径向流道的叶轮对于小流量和高压力的水泵，即所谓极低比转速的水泵，铸造技术会达到其极限，这种长而窄以及相对粗糙的叶轮流道不可能再进行修平。

    铸造偏差使得水力性能有很大的变化，提出的解决办法是利用有径向孔的简单圆盘作为流道，所得到的压力系数和效率通常很低，制造加工是相对简单的一个车成的圆盘上有径向孔，此孔接着转向出口处使这些孔贯穿侧壁或叶轮盖板。有孔的圆盘与普通叶轮的水力性能比较对于相同的叶轮直径，扬程增加量达。当采用环形水泵体时可达到最大的效率。一种有孔的圆盘所具有的优点可概括如下：

    ①极高的压力系数

    ②良好的效率

    ③良好的汽蚀余量

    ④简单的制造工艺

    ⑤这种几何形状可以促使稳定质量，因此可以保证低成本

    ⑥恒定的流量一扬程一效率值

    ⑦交货期短。