容積泵的選型——理解泵的基本工作原理及流體特性是選型工作的基礎(chǔ)。

　　泵是僅次于電機(jī)的第二大最常用的工業(yè)設(shè)備。目前，全球已有數(shù)以百萬計(jì)的泵正在工作著，輸送著成千上萬種液體。在可供選擇的眾多泵型中，選擇出適合的泵是一件非常復(fù)雜的事情。泵的選型過程在很大程度上是將某一特定泵的能力與系統(tǒng)要求以及所要泵送液體的特性相匹配的過程。在本文中，我們將從泵送液體的性質(zhì)著手，從用戶需求的角度開始，進(jìn)而進(jìn)入到具體泵選型的討論。

基本要求

　　在任何應(yīng)用中，首先要了解用戶對(duì)泵的基本要求。比如：入口條件、所要求的流量、壓差、溫度以及流體特性，例如粘度、磨蝕性、剪切敏感性以及腐蝕性，這些條件必須全部確定下來，然后才能選擇泵。

　　泵要在正確的抽吸條件下才能運(yùn)行良好。事實(shí)上，泵所遇到難題中的最大的問題可以追溯到不良的抽吸條件。由于泵推動(dòng)液體的能力遠(yuǎn)強(qiáng)于吸取液體的能力，所以應(yīng)將入口條件保持在泵機(jī)的能力范圍內(nèi)。

　　壓差也是具有關(guān)鍵性意義的一部分，特別是從節(jié)能和泵使用壽命的角度來看時(shí)，使用較小的管徑和較長的管道敷設(shè)長度可以減少系統(tǒng)初期成本，但也可能會(huì)導(dǎo)致泵存在較高的壓差。這種較高的壓差將會(huì)轉(zhuǎn)化成能耗，并有可能縮短泵的使用壽命，這也就意味著較高的運(yùn)行成本和較低的效率。

　　所要求的液體特性通常是已知的，而重要之處在于掌握給定泵是如何影響這些特性的。絕大多數(shù)用戶都愿意讓泵排出的液體與其進(jìn)入泵時(shí)保持相同的狀況。對(duì)于如何正確選擇泵來說，材質(zhì)的相容性、粘度、剪切的靈敏性和特定物質(zhì)或固體的存在情況，均具有極其重要的意義。

離心泵與容積泵

　　一旦基本要求得到了滿足，而且液體特性也已知曉，那么泵的選型就可以開始了。泵通常分為兩個(gè)基本的類別：動(dòng)能泵（其中最龐大的類型是離心泵）和正排量（PD）泵。據(jù)美國商務(wù)部的數(shù)據(jù)顯示，在全部泵的銷售額中約有70%為動(dòng)能泵，其余30%為容積泵。在選擇泵時(shí)，第一步就是確定，在離心泵和容積泵中選擇哪一種才更適合您的需要。

　　由于占主流的工業(yè)泵均為離心泵，所以許多人會(huì)首先考慮離心泵。離心泵的成本通常低于容積泵，而且也是在許多情況下應(yīng)使用的正確泵型。每種泵均以各自不同的方式來攪拌流體，而且每種泵均擁有各自不同的運(yùn)行特性和曲線。但重要的是，離心泵會(huì)影響液體的流速，從而導(dǎo)致排放口處存在一定的壓力。而與之相反的是，容積泵攪拌液體時(shí)，會(huì)先獲取特定數(shù)量的液體并將這些液體從吸入口處送至排放口。對(duì)于離心泵來說，是先形成壓力，后導(dǎo)致流動(dòng)的產(chǎn)生。對(duì)于容積泵來說，則是先形成流動(dòng)，后導(dǎo)致壓力的出現(xiàn)。

性能

　　為了能夠從各類泵中挑選出最適合的類型，重要之處在于理解這兩種泵的工作特性差異。在查看其工作性能表（圖1a）時(shí)，您可看到其工作原理有著多么大的不同。離心泵存在著取決于壓力（或壓頭）的可變流量現(xiàn)象，而容積泵則存在著與壓力無關(guān)的或多或少較為恒定的流量現(xiàn)象。

粘度

　　粘度在泵的機(jī)械效率方面發(fā)揮著重要的作用。由于離心泵運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，所以其效率會(huì)隨著泵機(jī)內(nèi)摩擦損失的加大所導(dǎo)致的粘度增加而下降。請(qǐng)注意，隨著粘度增加，離心泵的效率下降速率會(huì)很快（圖1b）。

　　另一項(xiàng)主要差別在于粘度對(duì)泵容量的影響。在流量表（圖1c）中您會(huì)注意到，離心泵會(huì)在粘度上升時(shí)出現(xiàn)流量下降的現(xiàn)象，而容積泵實(shí)際上會(huì)隨之而產(chǎn)生流量的增加。這是由于較高粘度的液體填充了容積泵內(nèi)的空隙，從而導(dǎo)致較高的容積效率。圖1c只表示了粘度對(duì)泵流量的影響。請(qǐng)牢記，系統(tǒng)內(nèi)還會(huì)出現(xiàn)管道損失量加大的現(xiàn)象。這意味著離心泵內(nèi)的流量將隨著泵差壓的增加而進(jìn)一步下降。

效率

　　在考慮差壓對(duì)泵機(jī)械效率的影響問題時(shí)，動(dòng)能泵和容積泵也表現(xiàn)出各自不同的特性。圖1d所示為，泵機(jī)效率是如何受到隨之增加的壓力的影響的。對(duì)于容積泵來說，隨著壓力的增加，效率實(shí)際上會(huì)有所提升，而離心泵則存在著一個(gè)最佳效率點(diǎn)（BEP）。在此點(diǎn)的兩側(cè)，綜合泵效率會(huì)大幅度下降。

入口條件

　　這兩種類型的泵對(duì)于入口條件的要求也有相當(dāng)大的不同點(diǎn)。離心泵需要泵內(nèi)預(yù)先有一定量的液體，以便形成壓差。無液體的干燥的泵是不能自行起動(dòng)的。而一旦起動(dòng)操作后，離心泵就需要符合制造廠商所建議的明確的入口壓力要求。

　　由于容積泵是通過液體容積的膨脹和收縮作用來攪拌液體的，入口處將會(huì)形成負(fù)壓情況，所以容積泵能夠自行起動(dòng)灌注。在某些情況下，這點(diǎn)是是否選擇容積泵或離心泵的唯一決定要素。

總結(jié)

　　總的來說，在粘度超過150 cP時(shí)，必須能夠在較廣范圍內(nèi)預(yù)測(cè)流量，或者在希望泵機(jī)能夠自行起動(dòng)灌注時(shí)，可以考慮選用容積泵。在離心泵與容積泵之間進(jìn)行選擇時(shí)，還要考慮到能耗問題，因?yàn)檫@兩種泵在能耗方面可能會(huì)存在著相當(dāng)大的差別。這一點(diǎn)對(duì)于流量低于100加侖/分的情況是特別重要的，在這種情況下，離心泵工作效率的下降幅度會(huì)更大。