我们知道离心泵有容积损失，这部分损失主要来自叶轮口环处的回流和平衡孔处的回流。间隙越大，回流流量越大，所以泵的效率越低。当然这个间隙又是必须存在的，所以为了提升效率我们要尽可能减小这部分间隙；随之而来的是结构问题，间隙越小，转子在运行时的径向摆动和轴承存在的径向游隙就会导致叶轮与壳体口环刮蹭，除此之外高温工况下的热变形也会带来相同的问题，所以间隙的设计必须以安全为前提。关于这部分间隙的限定值，在API610中有最小间隙的要求，不能比表格中所列的数据更小了，如下表所示：
好了，我们假设选定了其中某一个口环间隙，那么该间隙内的泄漏量变化呈现怎样的趋势，我们该如何准确得到这个数值？
在《现代泵理论与设计》中写的比较笼统，而在《离心泵 原书第三版》中文版中描述较为详尽，在“表3. 7 泄漏损失Ⅰ：环形密封”中展示了完整的理论计算公式，如下图所示：
只能说计算有点复杂，那么我们可以采用CFD方法来计算也能获得准确的数据，这要求我们在前处理时完整考虑整体流体域，包括前后盖板的腔体和口环间隙，如下图所示：
上图中左侧箭头表示后口环，这里主要泄漏至机封腔，流动复杂，可能还需要额外考虑外冲洗，右侧箭头所示位置表示前口环，介质从此处泄漏后进入叶轮入口处再进入叶轮形成循环。我们在CFD时只需要在后处理中创建一个切面，能够切到口环间隙任意位置的单一圆环面即可，然后可以通过MassFlow函数得到该截面上的流量。
整体截面压力云图见下图所示：
口环位置局部压力云图见下图所示：
说到这里，你可能会比较好奇，口环位置的泄漏量是否随着泵的流量大小变化，有无规律？有的！
先说结论，口环间隙泄漏量随着泵流量的增大在逐渐减小，也就是说泵在小流量下的泄漏量反而比大流量下的要多，这是为什么？因为压力。根据离心泵的H-Q扬程特性曲线，扬程H值随着流量的增加在下降，理论上曲线没有驼峰的话关死点也即流量为0的点扬程最高，此时叶轮出口的压力是最大的，随着流量的增大，泵的扬程下降所以叶轮出口包括前后腔间隙内的压力都在下降，这时候口环左右两侧的压力差减小了，所以泄漏量会减小。
CFD数据符合理论，见下表：
对于额定流量208m³/h的泵来说，一定口环间隙尺寸下前口环泄漏量为3.87m³/h，占比约1.86%，还是比较小的。
关于离心泵最小口环间隙的计算和查询，可访问我们的在线工具（tools.7b3.cn）或者微信小程序（泵小丫工具箱）使用：
