? ? ? ?多級泵葉輪的間隙設置（帶背向多級泵出葉片的開式葉輪和帶平衡孔的反向葉片式葉輪）對多級泵有什么影響？如何影響臥式多級多級泵的性能？這些葉輪間隙的優缺點是什么？

使用多級泵出葉片（POV）的主要原因是要更改多級泵的軸向液壓推力。

在圖1中，多級泵葉輪的旋轉導致葉輪和殼體壁之間的間隙中的流體拖入旋轉中。這類似于杯子中的茶匙或容器內部旋轉的盤的運動。產生的運動稱為強制渦旋。這種類型的渦流進入前，后間隙，即在殼體壁與葉輪前部（如右圖所示）和后輪轂（如左圖所示）之間。間隙中的壓力分布是拋物線形的-在葉輪的外徑處更高，并朝著軸中心線逐漸減小。

?

圖1.葉輪周圍的壓力分布，導致軸向推力

?

? ? ? ?壓力乘以面積等于力，力從兩側（FR和FL）施加在多級泵葉輪上。這些力之間的差是液壓軸向推力，該軸向推力最終傳遞到軸承，并且理想情況下很小。間隙中給定位置的壓力取決于半徑，流體的旋轉速度（除以葉輪轉速）和間隙。

? ? ? ?圖1中的曲線1顯示了沒有POV的葉輪輪轂后面的靜壓分布。基本液壓系統要求流體運動得越快，靜壓力就越低。因此，如果可以使間隙中的流體旋轉得更快，則靜壓力將減小，而FL會變小（更接近并且希望等于FR），以減小或消除凈推力。

? ? ? ?沒有POV，間隙中的流體僅通過葉輪輪轂壁的摩擦（阻力）旋轉。它在葉輪壁的表面以與葉輪相同的速度旋轉（無打滑狀態），但在殼體壁上不旋轉，因為該壁是固定的。因此，平均而言，間隙中的大部分流體以等于葉輪角速度一半的角速度旋轉。

? ? ? 但是，如果添加了POV，則流體會被困在POV空間中，并以與葉輪相同的速度旋轉-是沒有POV時流體旋轉速度的兩倍。假設POV和套管壁之間的間隙（理論上）為零（x = 0）。隨附的POV不必等于葉輪主葉片的數量。但是，為了簡化鑄件生產過程，通常是這樣。液隙x不能為零。因此，壓力曲線的實際減小量（曲線2）較小-取決于x。如果此間隙太大，則POV的作用會減弱，并最終消失。當x等于0時，POV最有效；當x等于POV的高度（t）時，POV完全無效。

? ? ? ?平衡孔還用于減少壓力分布，類似于POV。這就是為什么它們被稱為平衡。為使葉輪有效，葉輪與殼體（圖1中未顯示）之間必須有緊密的間隙，以將高壓區與低壓區分開。平衡孔將葉輪的背面與入口區域相連，該區域的壓力較低（接近吸力）。會發生一些泄漏，從而降低效率。如果沒有間隙，如圖1所示，泄漏將更大，從而進一步降低效率。

? ? ? ?POV還可以降低多級泵的機械密封區域的壓力。葉片的作用可能非常強，有時會導致產生真空并從液體中沸騰。由于機械密封在蒸汽環境中不能很好地工作，因此可能會引起問題。關于性能，推力平衡是有代價的，因為更快旋轉液體所需的額外功率會降低效率。這就是為什么高能多級泵（例如API或鍋爐給水）很少具有POV，而功率相對較低的ANSI多級泵卻具有POV的原因。

? ? ? ?請注意，圖1顯示了一個開放式葉輪。葉輪和外殼之間的前間隙必須緊密（通常為0.015至0.030英寸，具體取決于多級泵的尺寸）。從效率和推力的角度來看，保持前后間隙很小是挑戰。封閉式葉輪解決了這個問題，但是處理線狀和纖維狀材料的能力降低了。

? ? ? 另一個要考慮的項目是反向葉片葉輪。圖1所示的葉輪是標準設計。要調整前間隙，必須將轉子推向外殼，然后將其后退一定的設計間隙。

? ? ? 通常需要保持套管的管道連接，因為重新管道連接通常很麻煩。這要求在現場維護期間重置前間隙。

? ? ? 如果葉輪被轉過以使葉輪和填料函（或密封腔）之間留有間隙，則可以在車間設置該間隙，然后可以簡單地將轉子放到殼體中并用螺栓快速固定。

? ? ? 每個設計選項都有優點和缺點，最終決定權取決于特定的使用條件及要求。