水泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加，主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。
公元前300年左右，由阿基米德發明最早的水泵，被稱為阿基米德式螺旋抽水機。1923年，格羅格（F.W.Krogh）提出旋噴泵結構原理，研制出閉式皮托泵。21世紀初，美國HMD公司制造出屏無泄漏蔽磁力驅動泵。現代水泵除了抽水，還可以抽送其他各種液體，甚至抽送帶有固體粒塊的漿狀物，如泥漿、煤漿、灰渣、混凝土、紙漿、化妝品等。水泵一般由泵殼、葉輪、軸、軸承以及附件組成。水泵性能的技術參數有流量、吸程、揚程、軸功率、水功率、效率等；根據水泵的工作原理可分為容積水泵、葉片泵等類型。容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量；葉片泵是利用回轉葉片與水的相互作用來傳遞能量，有離心泵、軸流泵和混流泵等類型。
水泵應用領域十分廣泛，包括市政、工業、商業、灌溉與防洪以及電力生產諸多方面。因節能環保的需要，光伏水泵成為未來行業的發展趨勢。
發展歷程
最早的泵是在大約于公元前300年左右出現，阿基米德發明了一種泵，稱為阿基米德式螺旋抽水機，至今仍有廠家在生產。古希臘人克特西比烏斯（Ctesibius）（公元前285-222年）發明的壓力泵是一種最原始的活塞泵。主要用來生產水柱以及從井口舉起水。（至今還保存在古羅馬時代的遺址上，如在英國的錫爾切斯特（Silchester））。中國歷史上南北朝時期出現的方板鏈泵作為一種鏈泵（Chainpump）是泵類機械的一項重要發明。
1475年，意大利文藝復興時期的工程師弗朗西斯科?迪?喬治?馬丁尼（FrancescoDiGiorgioMartini）在論文中提出了離心泵原始模型。
1588年，意大利人阿戈斯蒂諾?拉梅利（AgostinoRamelli）自費出版了《阿戈斯蒂諾?拉梅利上尉的各種精巧的機械裝置》（LeDiversetArtificioseMachinedelCapitanoAgostinoRamelli），（這部著作詳細描述了許多二三百年以后制造成功并成為商品的工具和機械設備）。其中有關于鏈泵、水泵、滑片泵的描述。
1675年，查理二世的御用機械師塞謬爾?莫蘭（SamuelMorland）爵士，獲得柱塞泵專利，他設計制造的水泵被當時英國國內眾多的工業，船舶應用，以及如水井，池塘排水和滅火。
1818年，現代意義上第一臺離心泵，是由美國麻省泵廠生產的，計者是個美國人，姓氏都無從考證了。當時在美國出現的是具有徑向直葉片，中開式的雙吸葉輪并配有蝸殼的離心泵，稱為馬薩諸塞州泵。次年，英國泰勒公司也開始生產離心泵。
1868年，StorkPompen公司在荷蘭亨厄洛（Hengelo）成立，發明了混凝土蝸殼泵。
1923年，格羅格（F.W.Krogh）提出旋噴泵的結構原理，旋噴泵也稱皮托泵。隨后研制出了閉式皮托泵。Worthington公司制造了世界上第一臺離心鍋爐給水泵，壓力達到770巴（11165psi）。
1928年，德國威樂水泵有限公司（創建于1872年）發明了熱水供暖循環管道泵。
1938年，中國四川劉樸、曹瑞芝等工程師發明并研制了水力抽水機（水輪泵）。
1948年，瑞典Flygt公司創造了世界第一臺給、排水用淺水潛水電泵，后來也用在排污水，從根本上簡化了泵的型式，改革了建筑基坑和礦井等排水設備，并且很快在全世界范圍內獲得成果。
1952年，美國化工泵公司主席PaneP·Litjenberg研制了第一臺耐腐蝕屏蔽泵。1965年，他放棄了其它技術工作和商業活動，全力以赴屏蔽電泵研究，改進推力平衡、軸水、電機效率，提高了電泵結構的可靠性。
1969年，美國英格索蘭德萊賽公司設計制造世界上最大的鍋爐給水泵，功率為52200kW(70000馬力)。
1992年，美國英格索蘭-德萊賽公司制造出世界上最大管道泵，功率為27590kW（37000馬力），由空氣渦輪發動機驅動。
2000年，美國HMD公司制造出屏蔽磁力驅動泵，是一種無泄漏泵。
結構原理
水泵工作原理需要解釋水泵為什么能把水從低處提到高處，由于結構方式不同，工作原理也不盡相同。以下就常見的離心泵、軸流泵、旋渦泵、往復泵及計量泵的結構原理分述如下：
離心泵
離心泵是葉片泵的一種，由于這種泵的工作是靠葉輪高速旋轉時葉片撥動液體旋轉，使液體獲得離心力而完成泵的輸送過程，所以稱為離心泵。離心泵的應用非常廣泛，在水環境污染治理系統中幾乎是不可缺少的一種設備，城市污水處理多數是依靠離心泵來提升水位，保證后續處理的順利進行；工業廢水處理也是依靠離心泵的加壓實現水體流動。由于離心泵是一種重要的動力設備，在運行過程中會有大量的動力消耗，因此，合理、經濟地選擇和使用離心泵，是降低污水處理成本的重要方面，特別是對城市污水處理廠而言，尤為關鍵。
工作原理 離心泵之所以能把水（或其他流體）送出去是由于離心力的作用。離心泵在工作前，泵體和進水管必須灌滿水。當葉輪快速轉動時，葉輪的吸入口處形成真空區域（低壓區），水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入葉輪；水進入葉輪后隨葉輪快速旋轉，旋轉著的水在離心力的作用下做徑向運行，從葉輪出口處飛去，形成出水，并壓入蝸殼而進入出水管。葉輪旋轉時將能量傳給進入葉輪的水，使水產生速度能和壓力能，流至葉輪出口處時使水的壓力能變為最大值，這就是離心泵產生的總揚程。由此，若離心泵葉輪不斷旋轉，則可連續吸水、壓水，水便可源源不斷地從低處揚到高處或遠方。
基本構造 離心泵的基本構造，主要由葉輪、泵體、泵軸與軸承及軸封裝置四部分組成。葉輪是離心泵的核心部分，其作用是將原動機的機械能傳給液體，使液體的靜壓能和動能得到提高。因其轉速高，在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的內外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。泵體也稱泵殼，因殼內有一個截面逐漸擴大的蝸牛殼形通道，故又稱蝸殼，它是水泵的主體，起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。泵軸的作用是借聯軸器和電動機相連接，將電動機的轉距傳給葉輪，所以它是傳遞機械能的主要部件。軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構件，有滾動軸承和滑動軸承兩種。
軸流泵
軸流泵是一種利用葉輪旋轉對水體產生推力(升力)工作的大流量、低揚程的水泵，主要有立式、臥式、斜式及貫流式等幾種型式，在城市排水管、污水處理系統中多有應用，在平原、湖區、河網區排灌、電站輸送循環水、船塢升降水及其他水利工程也多有應用。
工作原理：軸流泵與離心泵的工作原理不同，主要是利用葉輪的高速旋轉所產生的推力提水。軸流泵葉片旋轉時對水所產生的升力，可把水從下方推到上方。流體軸向進入葉輪后，近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動，并借旋轉葉輪上的葉片產生升力來輸送，同時提高其能量。軸流泵的葉片一般浸沒在被吸水源的水池中，由于葉輪高速旋轉所產生的升力作用下，連續不斷地將水向上推壓，使水沿出水管流出；葉輪不斷地旋轉，水也就被連續壓送到高處。
基本結構 軸流泵的結構主要可分為泵體和定子兩部分。泵體由泵管、電動機轉子葉輪、尾導葉與轉軸支撐系統等四部分組成。葉輪旋轉體由軸流式葉輪和電動機轉子組成。葉輪為一組盤繞中央輪轂的螺旋形葉片，中央輪轂為中空結構，中空腔用于容納轉子。轉子為圓柱形，并沿葉輪旋轉體的中軸線設置轉軸。轉軸在前后滑動軸承套的支持下可自由轉動。泵管內的出口端設置尾導葉，以使出口血流的旋轉分量改變為軸向流，提高效率。葉輪旋轉體軸與前、后軸套套接，以滑動機制接觸旋轉。
旋渦泵
旋渦泵，顧名思義就是靠旋轉葉輪對流體施加的作用力，在流體運動方向上給流體以沖量來傳遞動能，實現流體的輸送。旋渦泵也稱渦流泵。旋渦泵屬于葉片泵的范疇，但其工作過程、結構及其特性曲線的形狀等與離心泵有較大的差別。旋渦泵工作時，由于葉輪轉動，造成葉輪內和流道內的流體都有圓周方向的運動，因而產生離心力，葉輪內流體的圓周速度大于流道內液體的圓周速度，即葉輪內流體的離心力較大，故形成軸向和徑向漩渦，旋渦泵因此得名。
基本結構 旋渦泵的結構簡圖如圖2-19所示，主要由葉輪(外緣上帶有徑向葉片的圓盤)、泵體和泵蓋組成。葉輪為一等厚的圓盤，在它外緣兩側有很多徑向的小葉片。在與葉片相應部位的泵殼上有一等截面的環形流道，整個流道被一個隔舌分為吸、排兩方，分別與泵的吸、排管路相聯。流體從吸入口進入，通過旋轉的葉輪獲得能量到排出口排出。
工作原理 旋渦泵通過葉輪葉片把能量傳遞給流道內的流體，它是通過三維流動使能量傳遞在整個泵的流道內重復多次。旋渦泵通過旋轉的葉輪葉片對流道內液體進行三維流動的動量交換而輸送液體。泵體內的流體可分為兩部分：葉輪凹槽間的流體和泵與葉輪間流道內的流體。當葉輪旋轉時，流道內流體圓周速度小于葉輪圓周速度，葉輪內的流體在離心力作用下從葉輪凹槽甩到流道中，然后在流體間剪切力作用下減速，將能量傳遞給流道內的流體。葉輪凹槽在甩出原有流體的同時，內部壓力降低，從而將流道內流體吸入凹槽，這樣使得流體產生與葉輪轉向相同的“縱向旋渦”；此縱向旋渦使流道中的流體多次返回葉輪內。再度受到離心力的作用，而每經過一次離心力的作用，揚程就增加一次。
往復泵
往復泵是依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸內做往復運動，使缸內工作容積交替增大和縮小來輸送流體，或使流體增壓的容積式泵。主要適用于企業單位廢水排放，城市污水處理廠排放系統，地鐵、地下室、人防工程的系統排污，醫院、賓館、高層建筑污水排放，以及市政工程、建筑工地中稀泥漿的排放等。往復泵具有自吸能力強、理論流量與工作壓力無關、額定排出壓力與泵的尺寸和轉速無關及對流體污染度不很敏感的優勢，但因其結構較復雜、易損件較多、流量不均勻等原因使其應用受到一定限制。
基本結構 往復泵由液力端和動力端組成。液力端直接輸送液體，把機械能轉換成液體的壓力能；動力端將原動機的能量傳給液力端。動力端由曲軸、連桿、十字頭、軸承和機架等組成。液力端由液缸、活塞(或柱塞)、吸人閥和排出閥i填料函等組成。
工作原理 現以活塞泵為例說明其工作原理。活塞泵主要由泵缸和活塞組成，活塞由曲柄、連桿帶動，將原動機的回轉運動轉變為在泵缸內的往復運動。當曲柄以角速度ω逆時針旋轉時，活塞向右移動時，液缸的容積增大，壓力降低，被輸送的流體在壓力差的作用下克服吸人管路和吸入閥的阻力損失進入到液缸；當曲柄轉過180°以后活塞向左移動，流體被擠壓，液缸內流體壓力急劇增加，在這一壓力作用下吸入閥關閉而排出閥被打開，液缸內流體在壓力差的作用下被排送到排出管路中去。當往復泵的曲柄以角速度ω不停地旋轉時，往復泵就不斷地吸人和排出液體。由于往復泵的吸入與排出是交替進行的，故其流體輸送也是脈沖式(間隙式)的。
計量泵
比例泵也稱定量泵或比例泵。常用于精確向有壓(或無壓)系統或流程中定量連續地投加某種流體；也可用于小流量、高壓力流體的輸送。計量泵的流量范圍通常從10-15000 L／h，排出壓力從幾巴(bar)到1000 bar。泵所配的電機功率0.12-55 kW，更大的流量往往采用多泵聯用來實現。作為液體精確計量與投加的理想設備，計量泵可以定量輸送易燃、易爆、腐蝕性漿料等各類介質，在化工、石化裝置及水處理中有著廣泛的應用。水(污水)處理過程中聚合氯化鋁的投加，污泥脫水時有機高分子化合物絮凝劑的投加，以及各種規模實驗研究中工藝液流的加入等都依靠計量泵來實現。隨著新型材料的不斷應用，新型計量泵幾乎可以完成精確輸送任何介質的要求。
主要分類
水泵是一種轉換能量的機械，它通過工作體的運動，把外加的能量傳給被抽送的液體，使其能量增加。所謂工作體，因泵的種類不同而異，既可以是固體，也可以是液體或氣體。外加的能量一般是原動機的機械能，也可能是其他能源。需要指出的是：現代泵除了抽水以外，還可以抽送其他各種液體，甚至抽送帶有固體粒塊的漿狀物、如泥漿、煤漿、灰渣、混凝土、紙漿、化妝品等。由于大部分場合下泵被用作抽水，所以，在習慣上將其稱之為水泵，也可以按其抽送介質的不同來稱謂，如油泵、泥漿泵等。水泵的種類很多，著眼點不同，便有不同的分類方法。最基本的分類法是根據水泵的工作原理，將其分為下列三大類：
葉片式泵，它是利用泵內工作體的高速旋轉運動使液體的能量增加。由于其工作體是由若干彎曲狀葉片組成的一個葉輪，故稱葉片泵。根據不同葉片形狀對液流產生的作用力不同，以及液流流出葉輪的方向也相應不同，葉片泵可分為離心泵（徑流）、軸流泵（軸流）和混流泵（斜流）。其中，離心泵是水泵中常見的類型，具有結構簡單、流量均勻的特點。
容積式泵，通過泵內工作體對液體的擠壓運動使液體能量增加，工作體交替改變液體所占空間的容積來實現擠壓，稱容積泵。根據擠壓運動的方式不同，又將其分為往復泵和回轉泵，前者如活塞泵、柱塞泵等，后者如齒輪泵、螺桿泵等。
其他類型泵，這類泵一般是指除葉片泵和液壓柱塞泵以外的一些特殊泵。屬于這一類的主要有射流泵、氣升泵、水錘泵等。這些泵的特點是其工作體為液體或氣體，它利用高速流動的流體來實現能量的轉換，使被抽送液體的能量得以增加。
分類是人為設定的，除上述對泵的分類外，也可以有其他不同的分類方法。例如：根據被抽送液體所增加能量性質的不同進行分類；根據泵所利用的能量不同進行分類；根據泵的用途不同進行分類；以及按抽送液體性質不同進行分類等。上述三類泵中，葉片泵具有使用范圍廣、運轉性能可靠、效率高、成本低等優點，被廣泛應用于生產與生活的各個方面，尤其是水利和城鄉及工礦企業供、排水，絕大多數采用的是葉片泵。
性能指標
流量（Q）：水泵在單位時間內所輸送的液體體積，單位是L/s或m3/h。
揚程（H）：單位質量液體通過水泵時所獲得的能量，單位是Pa或mH2O。
軸功率（N）：水泵從電機處所得到的全部功率，單位是kW。
效率（m）：水泵的有效功率與軸功率的比值為效率。水泵的有效功率（N）是指單位時間內液體從水泵所得到的能量，是泵傳給液體的凈功率。
轉速（n）:水泵葉輪每分鐘旋轉的次數，單位為r/min。
允許吸上真空高度（Hs）：水泵在標準狀態下（水溫為20℃，液面壓強為1個標準大氣壓下）運轉時，進口處所允許達到的最大真空值，單位是Pa或mH2O。
應用領域
水泵的應用領域包括市政，工業，商業，灌溉與防洪以及電力生產。清潔水應用的范圍包括，加工冷卻水：汽提塔底座，加熱器循環，冷卻塔；·紙漿和造紙：初級和二級清潔器，過濾，碾磨水供應；·初級金屬：冷卻水，萍火和瀝濾；·市政：高層電梯，地層電梯，沖洗水，廢水，生水，壓力，輔助器；·公用事業：冷卻塔，零部件冷卻，服務水；·船舶：艙底和壓艙，貨艙，冷卻服務，消防泵。
污水應用包括生污水，二級污泥，雨水，工業廢水，加工水，循環水，河水，干碼頭污水，流入液體，工業沖洗水。污水和防洪水泵產品包括：工業和商業泵；臥式和立式離心泵，不淤塞肥料和污水泵；防洪和灌溉的軸流和混合流泵；多功能立式水輪機；市政立式水輪機；末端吸入泵：通用泵和封裝式水泵系統。
標準規范
GB/T3214-1991水泵流量的測量方法。
GB/T3216-1989離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法。
GB/T13468-1992泵類系統電能平衡的測試與計算方法。
GB/T13469-1992工業用離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵系統經濟運行。
JB/T4297-1992泵產品涂漆技術條件。
JB/T6880.1-1993泵用灰鑄鐵件。
JB/T6880.2-1993泵用鑄鋼件。
JB/T6880.3-1993泵用抗磨白口鑄鐵件。
JB/T6881-1993泵可靠性測定試驗。
JB/T6882-1993泵可靠性驗證試驗。
JB/T6912-1993泵產品零件無損檢測磁粉探傷。
JB/T6913-1993泵產品清潔度。
JB/T8097-1999泵的振動測量與評價方法。
JB/T8098-1999泵的噪聲測量與評價方法。
JB/T8543.1-1997泵產品零件無損檢測泵受壓鑄鋼件射線檢測方法及底片的等級分類。
JB/T8543.2-1997泵產品零件無損檢測滲透檢測。
JB/T8687-1998泵類產品抽樣檢查。
JB/T9090-1999容積泵零部件液壓與滲漏試驗。
GB/T3215-1982煉廠、化工及石油化工流程用離心泵通用技術條件。
GB/T5656-1994離心泵技術條件（Ⅱ類）。
GB/T5657-1995離心泵技術條件（Ⅲ類）。
GB/T5660-1985軸向吸入離心泵底座尺寸和安裝尺寸。
GB/T5661-1985軸向吸入離心泵機械密封和軟填料用的空腔尺寸。
GB/T5662-1985軸向吸入離心泵（16bar）標記、性能和尺寸。
GB/T7021-1986離心泵名詞術語。
GB/T13006-1991離心泵、混流泵、軸流泵汽蝕余量。
GB/T13007-1991離心泵效率。
GB/T16907-1997離心泵技術條件（Ⅰ類）。
GB/T18149-2000離心泵、混流泵和軸流泵水力性能試驗規范精密級。
JB/T443-1992長軸離心深井泵技術條件。
JB/T1050-1993單級雙吸清水離心泵型式與基本參數。
JB/T1051-1993多級清水離心泵型式與基本參數。
JB/T2727-1993立式多級筒形離心泵型式與基本參數。
JB/T3564-1992長軸離心深井泵型式與基本參數。
JB/T3565-1992長軸離心深井泵效率。
JB/T5294-1991大型立式單級單吸離心泵技術條件。
JB/T5414-1991熱水離心泵技術條件。
JB/T5415-2000微型離心泵。
JB/T6435.1-1992小型多級離心泵型式與基本參數。
JB/T6435.2-1992小型多級離心泵技術條件。
JB/T6534-1992離心式污水泵型式與基本參數。
JB/T6535-1992離心式污水泵技術條件。
JB/T6536-1992凝結水泵技術條件。
JB/T6537-1992管道式離心油泵型式與基本參數。
JB/T6878.1-1993管道式離心泵型式與基本參數。
JB/T6878.2-1993管道式離心泵技術條件。
JB/T6879-1993離心泵鑄件過流部位尺寸公差。
JB/T6884-1993液下式離心泵型式與基本參數。
JB/T7256-1994自吸式離心泵型式與基本參數。
JB/T7742-1995小型磁力傳動離心泵。
JB/T8059-1996高壓鍋爐給水泵技術條件。
JB/T8060-1996托架式離心泵型號標記、性能和尺寸。
JB/T8095-1999離心油泵型式與基本參數。
JB/T8096-1998離心式渣槳泵。
JB/T8688-1998塑料離心泵。
JB/T8857-2000離心式潛污泵。
JB/T10114-1999輸油離心泵型式與基本參數。
以上參考資料來源搜狐網。
發展趨勢
通過對光伏水泵系統的拓撲結構、系統各環節選擇、最大功率點跟蹤技術、電機控制策略和系統整體優化等方面進行分析，歸納出光伏水泵系統的研究發展趨勢，有如下幾點：
一、交流光伏水泵系統應用范圍廣泛，在光伏陣列的功率和電壓能夠同時滿足匹配要求的前提下，單級式光伏水泵系統是最佳選擇;不能滿足要求時，選擇兩級式光伏水泵系統。采用永磁同步電機的光伏水泵系統可作為系統優化的一個方向。直流光伏水泵系統在小功率場合可作為主要研究方向。
二、開發高效的驅動電機，提高各工況下電機的工作效率;同時研發高效水泵，提高水泵效率的同時，拓寬水泵的高效工作區，降低系統最小揚水功率。
三、光伏水泵系統的最大功率點跟蹤技術有很多種，各自都有優缺點，一般根據具體情況而定。可在DC/DC環節和逆變環節實現，但是難易程度不同，在逆變環節實現相對容易。
四、太陽能光伏陣列、電機、水泵和控制器各環節的性能匹配度較差，故研發低成本、高可靠性的智能控制器，提高各組件間的性能匹配可作為提高系統效率研究方向。
五、優化電機控制策略可作為光伏水泵系統的一個方向。傳統的系統性能預測方案復雜且易受外界環境的影響，設計一套通用的方法來對系統的性能進行預測可作為優化系統的依據。
參考資料 >
一文看懂水泵的前生今世.搜狐網.2023-12-06
水泵的國家標準和行業標準.搜狐網.2023-12-06