泵

泵（Pump）也譯「幫浦」，又稱「唧筒」，是一種移動流體（有時也包括泥漿之類。夾雜固體的混合物）的裝置，可能透過加壓，也可能透過其他的方式。泵運（Pumping）又稱泵送、抽運，是指泵的運作，可將液體或分子從一個位置移動到另一個位置。泵一般是將電能轉換為液壓能或是氣壓能。

泵有許多不同的應用，例如水井泵、水族箱過濾、池塘過濾以及水曝氣，汽車產業中用在水冷系統以及燃料噴射裝置，能源產業用在油井泵、天然氣井，或是暖通空調系統中運作冷卻塔以及其他元件。在醫療衛生產業中，在藥品的開發和製造時會用到泵，泵也可作為人工臟器，例如人工心臟以及人工陰莖。

有些泵裡有二個或多個泵的機構，流體會依序經過這些機構，這類的泵稱為多級泵（multi-stage pump）。

人類及動物的心臟可說是天然的泵，它把血液輸送到身體各個部分。生物體內也有許多不同種類的泵（包括化學泵）。有時也會用仿生學來發展新型的泵。

## 歷史

最早的泵是在大約於公元前300年左右出現的，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。

希臘人克特西比烏斯（公元前285-222年）發明的壓力泵（force pump）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）。

中國歷史上南北朝時期出現的方板鏈泵作為一種鏈泵（Chain pump）是泵類機械的一項重要發明。

- 1475年，義大利文藝復興時期的工程師弗朗西斯科·迪·喬治·馬丁尼（Francesco Di Giorgio Martini）在論文中提出了離心泵原始模型。
- 1588年，義大利人阿戈斯蒂諾·拉梅利自費出版了《阿戈斯蒂諾·拉梅利上尉的各種精巧的機械裝置》（Le Diverse t Artificiose Machine delCapitano Agostino Ramelli）。（這部著作詳細描述了許多二三百年以後製造成功並成為商品的工具和機械設備）。其中有關於鏈泵、水泵、滑片泵的描述。
- 大約在1590-1600年，齒輪泵被發明。
- 1635年，德國學者Daniel Schwenter描述了齒輪泵。
- 1650年，德國馬德堡市市長奧托·馮·格里克發明第一台空氣泵，不斷改進後於1654年設計出真空泵。
- 1658年，愛爾蘭化學，物理學家羅伯特·波義耳和英國博物學家，發明家羅伯特·胡克進行空氣泵實驗。
- 1675年，英國國王查理二世的御用機械師塞繆爾·莫蘭爵士，獲得柱塞泵專利，他設計製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。
- 1680年，約旦出現簡單的離心泵。
- 1685年，法國物理學家丹尼斯帕潘（Denis Papin）進行空氣壓縮泵高壓實驗。
- 1689年，丹尼斯·帕潘發明了直葉片的蝸殼離心泵，而彎曲葉片是由英國發明家John Appold於1851年發明的。
- 1720年，在倫敦城市的供水系統中開始使用柱塞泵。
- 1732年，英國人戈塞特（Gosset）和德維爾（Deville）發明隔膜泵。
- 1738年，荷蘭人丹尼爾·伯努利的《Hydrodynamique》（流體力學）出版，提出白努利定律；1755年，瑞士人萊昂哈德·歐拉著作《General principles on the movement of fluids》（流體運動的一般原理）出版，提出理想流體基本方程和連續方程。奠定了離心泵設計的理論基礎。
- 1746年，H.A.Wirtz設計出使用阿基米德螺旋用於提升水的螺旋泵。
- 1768年，威廉·科爾（William Cole）在船舶艙底中改進和引入鏈泵。
- 1772年，瑞典學者伊曼紐·斯威登堡提出汞真空泵設計。
- 大約在1781-1782年，繩泵的發明被首次描述。
- 1818年，在美國出現的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的麻薩諸塞泵。
- 1849年，美國人亨利·羅西特·沃辛頓（Henry Worthington）發明蒸汽直接作用的蒸汽泵，是一種最簡單的活塞泵。
- 1852年，英國開爾文勳爵威廉·湯姆森提出了熱泵的設想。
- 1857至1859年，亨利·沃辛頓發明水平、複式、直接作用，用於鍋爐給水全雙工蒸汽泵。
- 1857年，英國查爾斯·亨利·穆雷（Charles Henry Murray）獲得鏈泵專利。
- 1865年，汞真空泵發明，用於解決碳絲燈泡的問題。
- 1868年，Stork Pompen公司在荷蘭亨厄洛（Hengelo）成立，發明了混凝土蝸殼泵。
- 1870年，英國人威廉·湯姆森提出了射流泵的設計。
- 1875年，英國人雷諾茲（Reynolds）獲得多級離心泵專利：主要是為了提高離心泵效率。
- 1877年，英國景崇（Shone）用於污水處理的氣泵：包括噴射器。
- 1880年，英國Frizzle設計氣舉泵。
- 1890年，美國麻省Warren公司製造了第一台雙螺杆泵。
- 1892年，美國Worthington公司製造用於世界上第一條油管（從賓夕法尼亞州至紐約）的油泵。
- 1900年，哈里斯（Harris）製造出空氣壓力泵。
- 1901年，美國拜倫·傑克遜公司生產出深井垂直渦輪泵。
- 1902年，美國賓夕法尼亞州阿倫敦的Aldrich Pump公司製造了世界上第一台往復式正排量泵。
- 1904年，美國拜倫·傑克遜公司生產出潛水式電機泵。
- 1909年，蓋德(W．Gaede)發明旋片泵並取得德國專利。
- 1912年，瑞士蘇黎世安裝了世界上第一個水源熱泵系統，以河水作為低位熱源的熱泵設備用於供暖，並獲得專利。
- 1916年，Aldrich公司製造出電機驅動的往復式泵。
- 1918年，美國拜倫·傑克遜公司製造出用於石油工業的熱油泵。
- 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。隨後研製出了閉式皮托泵。Worthington公司製造了世界上第一台離心鍋爐給水泵，壓力達到770巴（11165psi）。
- 1924年，美國Durco公司生產出專門設計用於化學加工的泵。
- 1927年，美國Aldrich公司生產出變衝程多氣缸往復式泵。
- 1929年，荷蘭Houttuin公司製造了歐洲第一台雙螺杆泵。Byron Jackson公司生產出電廠中使用的雙殼進給泵。
- 1931年，瑞典IMO公司發明並製造三螺杆泵。
- 1932年，法國工程師Moineau發明單螺杆泵（也叫莫諾泵），並由德國PCM泵公司製成產品。
- 1934年，鮑諾曼公司設計製造了外置軸承雙螺杆泵。United公司生產出用於回收石油的高壓水和二氧化碳噴射泵。
- 1936年，米頓羅公司發明馬達驅動計量泵。氣鎮泵發明出現。
- 1937年，美國英格索蘭-德萊賽公司（IDP）設計製造徑向分離、從後面拉動的流程泵。
- 1942年，美國Pacific公司製造用於處理催化劑粉末的漿料泵.
- 1946年，美國HMD公司發明磁力泵。
- 1948年，美國拜倫·傑克遜公司生產出用於現代原子能發電的罐裝泵原型。
- 1951年，美國拜倫·傑克遜公司製造用於第一艘核潛艇美國鸚鵡螺號的主進給泵。
- 1953年，美國拜倫·傑克遜公司製造鸚鵡螺號核潛艇的再循環泵。Durco公司生產出後拉式化學流程泵，是ANSI 標準的前身。
- 1958年，聯邦德國的W.貝克首次提出有實用價值的渦輪分子泵，以後相繼出現了各種不同結構的分子泵。
- 1960年，美國拜倫·傑克遜公司製造了於地下液化石油氣存儲設施中應用潛水式電機泵。
- 1961年，美國拜倫·傑克遜公司製造了用於核電廠的軸密封的冷卻液泵。
- 1963年，美國LMI公司發明電磁驅動計量泵。
- 1965年，美國WILLIAMS公司發明氣動計量泵。
- 1969年，美國英格索蘭-德萊賽公司設計製造世界上最大的鍋爐給水泵，功率為52200kW（70000馬力）。
- 19世紀70年代，kobe公司製造出商用旋噴泵。
- 1972年，美國Pacific公司製造適用於原子能發電，已鍛造外殼的核反應堆進給泵。
- 1976年，美國英格索蘭-德萊賽公司製造迄今為止世界上最大的直立排水泵，額定流量為180000m3/h。
- 1982年，美國Aldrich公司製造出世界上最大的動力泵2985kW（4000hp），可通過800-1600km（500-1000英里）長的管道抽吸研磨的漿料。Pacific公司製造世界上最大的水噴射泵，功率為17900kW（24000馬力）。
- 1983年，美國拜倫·傑克遜公司製造出用於美國最大的克林奇河增值核反應堆的液態鈉泵。
- 1987年，美國拜倫·傑克遜公司製造出安裝在世界上最大的石油存儲洞的1120kW（1500hp）潛水式電機泵。
- 1990年，美國拜倫·傑克遜公司製造出安裝在氦抽取設施中的世界上最大的垂直低溫泵。
- 1992年，美國英格索蘭-德萊賽公司設計製造出世界上最大的管道泵，功率為27590kW（37000馬力），由空氣渦輪發動機驅動。
- 2000年，美國HMD公司製造出屏蔽磁力驅動泵，是一種無洩漏泵。

## 種類

有些泵是沈沒在要抽取的流體中的，有些則是置放在流體之外運作。

泵可以依其運作方式分為電磁泵、正排量泵、impulse pump、動力泵、重力泵、蒸氣泵和無閥式泵。泵主要可以分成三種：正排量泵、離心泵和軸流泵。離心泵的流體流動方向在進入葉輪後會有90度的旋轉，而軸流泵的流體在進入葉輪後方向不會改變。

### 電磁泵

電磁泵是利用電磁學移動液態金屬、熔鹽、鹽水或是其他導電液體的設備。

電磁泵會將磁場施加在和液體行進方向垂直的方向，並且讓電流流過流體，因此產生電磁力使液體移動。

其應用包括在波峰焊機器中抽取熔化的銲料、抽取液態金屬冷媒、以及磁流體推進器。

### 正排量泵

正排量泵（positive-displacement pump）會限制一定量的流體，並施力使流體前進的泵。

有些正排量泵在入口側有漸漸擴張的空穴，在出口側則有漸漸收縮的空穴。流體在入口處空穴漸漸擴張時進入泵內，在出口空穴漸漸收縮時離開泵，在每一個運作循環之間，其容積均為定值。

#### 正排量泵運作特性和安全

正排量泵和離心泵不同，正排量泵在轉速固定時，理論上其輸出的流量也是定值，不受出口壓力的影響。因此正排量泵屬於「定流量機械」，不過，隨著壓力增加時，所出現的輕微內部洩漏，就會使其流率無法維持定值。

正排量泵不能運作在泵排出側的閥閉合的情形，因為正排量泵不像離心泵有截止揚程，正排量泵在排出側的閥閉合時，會繼續在排出側產生流量，使壓力增加，直到管路破壞或是泵損毀為止。

因此正排量泵的排出側需要有卸壓閥或安全閥。卸壓閥可以是內部的，也可以是外部的。泵製造商一般會提供有附加內部卸壓閥或安全閥的正排量泵泵。內部閥門一般只用作安全預防措施。排出側的外部卸壓閥，以及返回吸入管路或油箱的回流管路，可以提昇其安全性。

#### 正排量泵的分類

正排量泵也可以用輸送流體的機制來分類：

- 旋轉式正排量泵：內齒輪泵和外齒輪泵、螺杆泵, lobe pump、梭心轉子（shuttle block）、旋片泵、周向活塞（circumferential piston）、柔性葉輪、羅茨泵（也就是Wendelkolben泵）和液環幫浦。
- 往復式正排量泵：活塞泵、柱塞泵和隔膜泵。
- 線性式正排量泵：繩泵和鏈泵。

##### 旋轉式正排量泵

這類的泵用旋轉機構產生真空，將流體吸入。

旋轉式正排量泵的優點是其泵送效果很好，可以處理高黏度的流體，隨著黏度上昇，可以使用較大的流率。

旋轉式正排量泵的缺點是需要維持泵旋轉部份和外殼之間很小的間隙，因此需以慢速，穩定速度旋轉。若旋轉泵高速旋轉，流體會侵蝕泵，最終使間隙加大，流體可以直接通過，降低其效率。

旋轉式正排量泵可以分為以下五類。

- 齒輪泵：簡單的旋轉泵，用一對齒輪泵送液體。
- 螺杆泵：這種泵的內部形狀會是兩個相互旋轉的螺旋，以此泵送液體。
- 旋片泵。
- 空心盤泵（也稱為離心盤泵或空心旋轉盤泵），類似渦卷式壓縮機，泵內有偏心圓柱形轉子，轉子被封裝在圓形殼體內。當轉子旋轉時，流體被束縛在轉子和殼體之間，從而被泵吸入。空心盤泵適用於輸送高黏度流體，例如石油衍生產品，並且能夠承受高達290 psi的高壓。
- 蠕動泵的滾輪會擠壓一段柔性管，推動液體向前流動。由於蠕動幫浦易於保持清潔，因此常用於分配食品、藥品和混凝土泵。

##### 往復式正排量泵

往復泵用一個或多個往復活動的活塞、柱塞和薄膜輸送液體，其中有閥限制流體往希望的方向運作。為了讓泵吸取液體，泵會先讓柱塞往外移動，讓腔室內的壓力降低。當柱塞往內移動時，會增加腔室壓力，柱塞的內壓會打開排液閥，讓流體以固定流量以及漸漸增加的壓下排到輸送管中。

這類的泵有單缸（simplex）、四缸（quad），甚至還有更多缸的。許多往復泵是二缸（duplex）或三缸（triplex）。往復泵可分為活塞一方向移動時吸液，另一方向移動時排液的單動（single-acting），也有兩個方向移動時都可以輸液和排液的雙動（double-acting）。泵浦可以手動操作，可以用空氣或是蒸氣驅動，或是用引擎透過皮帶驅動。在19世紀蒸汽動力技術興起初期，這種泵浦廣泛使用，以鍋爐來驅動水泵。現今往復泵多半是用來輸送高黏度流體，像是混凝土和重油，用在一些需要低流率、高阻力的特殊應用。以往常用往復式手泵從井中泵水。常用的打氣筒和腳踏充氣泵浦也會使用往復泵。

往復式正排量泵其入口側的空間會漸漸增加，出口側的空間會漸漸減少。液體會在入口側的空間增加時進入泵浦，在出口側的空間減少時離開泵浦。每一個行程的輸送流體量都是定值，可以用定期的保養以及檢查閥，讓泵提昇其容積效率。

常見的往復泵有

- 柱塞泵：往復移動的柱塞可以透過一個或二個閥排入流體，柱塞回程時會因為吸力而關閉。
- 隔膜泵：類似柱塞泵，用柱塞來加壓液壓油，液壓油再推動泵腔室的隔膜。隔膜泵用在泵有害或是有毒的流體。
- 活塞泵：是人工泵取小量液體或是凝膠物體的簡單設備。常見的洗水液分配器是活塞泵。
- 徑向活塞泵：一種其活塞徑向運動的液壓泵。
- 振動幫浦（Vibratory pump, vibration pump）：特別低成本的柱塞泵，常用在低成本的濃縮咖啡機，唯一一個可動件是有彈簧的活塞，是電磁閥的線圈。此線圈是由交流電半波整流驅動，在正半週激磁時活塞往前，負半個週期則透過彈簧，使活塞回到原位。振動幫浦的效率很低，因為若要避免過熱，連續使用不能超過一分鐘，因此只限制用在間歇負載。

##### 各種正排量泵

以下的泵都是使用正排量泵的原理：

- Lobe泵
- 單軸螺旋泵
- 齒輪泵
- 活塞泵
- 隔膜泵
- 螺杆泵
- 齒輪泵
- 液壓泵
- 旋片泵
- 蠕動泵
- 繩泵
- 柔性葉輪泵

###### 齒輪泵

齒輪泵是最簡單的旋轉式正排量泵，由兩個互相嚙合的齒輪組合，靠其外殼使齒輪緊密嚙合。齒的間隙中會有流體，齒輪會將其帶到齒輪泵的外側，沿著齒輪泵的外殼流動。兩個齒輪在泵中心處緊密嚙合旋轉，因此流體不會流到齒輪嚙合處。齒輪泵常用在汽車引擎的機油泵，以及許多的液壓動力單元。

###### 螺杆泵

螺杆泵是較複雜的旋轉泵，用二個或是三個螺紋相反的螺杆組成，例如，其中一個螺杆順時針旋轉，其他螺杆則逆時針旋轉。螺杆安裝在平行軸上，平行軸上通常有嚙合的齒輪，以確保螺杆同步轉動並維持穩固。有些螺杆泵會由傳動螺杆直接帶動其他螺杆，不透過齒輪，通常也會用流體潤滑以減少磨損。螺杆會由軸帶動旋轉，並泵送流體。螺杆泵的轉動件和外殼之間的間隙會儘量減少，和其他旋轉泵的情形類似。

###### 單軸螺旋泵

單軸螺旋泵（Progressing cavity pump）會用來輸送不易泵送的物體，例如含有大顆粒的污水污泥。Progressing cavity pump會包括螺旋狀的轉子，其長度會是寬度的十倍，以及一個橡膠材質的定子組成。可以視為是一個直徑為x的中心芯，外圍纏繞著厚度為x一半的彎曲螺旋線，不過這它是由單一葉片製成的。軸安裝在一個重型橡膠套管或定子內，其壁厚通常也為x。軸在定子裡旋轉時，轉子會漸漸的將流體擠進橡膠的孔隙中。單軸螺旋泵可以在很低的流率下，高壓泵送物體，若是標準組態下泵送水，單級可以產生90 psi的壓力。

###### 羅茨泵

羅茨泵（Roots-type pump）得名自發明者Roots兄弟，此類的lobe pump將流體置於二個長的螺旋轉子之間，兩個轉子相位差90度，可以互相嚙合。羅茨泵可以產生產生等體積、無渦流的連續流動。可以在低脈動速率下運作，產生特殊應用需要，較溫和的性能。

其應用包括：

- 高容量工業空壓機。
- 內燃機裡的羅茨增壓器。

###### 蠕動泵

蠕動泵也是一種正容積泵。其中的液體存在圓形泵殼內的柔性管中（不過也有人製作線性的蠕動泵）。有許多連接於轉子的「輥」，「鞋」，「雨刷」會沿著泵殼運動，擠壓柔性管。轉子轉動時，柔性管受壓部份閉合，迫使管內的流體前進。當柔性管從受壓狀態還原到自然狀態時，會再將流體泵入。這稱為蠕動，許多生物系統（像消化道）也是用蠕動方式輸送物質。

###### 柱塞泵

柱塞泵是往復式正排量泵。

柱塞泵包括液壓缸以及一個往復式的柱塞。吸入閥和排出閥裝在液壓缸的頭部。在吸入行程中，柱塞後退，吸入閥開啟，讓流體進入液壓紅內。柱塞會在前進行程推動液體，從排出閥離開。

若柱塞泵只配合一個液壓缸，其流量會在最大流量（柱塞移動到液壓缸中間位置時）和零流量（柱塞移動到末端時）之間變動。會因為管路系統中流體的加速而損失能量，會出現振動和水錘作用等嚴重問題。一般來說, 會讓柱塞泵有二個或多個有相位差的液壓缸。離心泵也容易受到水錘的影響，有專門的研究可以評估系統中水錘的風險。

###### 三缸式柱塞泵

三缸式柱塞泵使用三個柱塞液壓缸，相較於單缸柱塞泵，三缸式柱塞泵減少了流量的脈動，若增加脈動阻尼器，可以進一步減少泵漣波。高壓流體和柱塞的動態關係需要高品質的柱塞封。較多液壓缸的柱塞泵有流量較大，流量變化較小的優點，但其缺點是移勳件較多，曲軸負載也比較重。

洗車機一般會用三缸式柱塞泵（可能不需要脈動阻尼器）。William Bruggeman在1968年時減小了三缸式柱塞泵的尺寸，延長其壽命，讓洗車廠可以用較小體積的洗車設備。耐用的高壓密封件、低壓密封件和油封、硬化曲軸、硬化連桿、厚的陶瓷柱塞、以及重負載的滾珠軸承以及滾子軸承，提昇了三缸式柱塞泵的可靠性。三缸式柱塞泵已在全球市場普及。

家庭使用常會使用壽命較短的三缸式柱塞泵。每年使用十小時的家用泵使用者，可以接受每使用100小時需要保養一次的泵。工業等級或是連續額定的三缸式柱塞泵可靠度則大為不同，每年可以使用2,080小時。

石油和天然氣鑽探產業使用大量的半拖車運送三缸式柱塞泵（稱為泥漿泵），泵送泥漿，以此冷卻鑽頭並且將鑽探到的運送到地面。鑽井工人用三缸式（甚至是四缸式）柱塞泵將水和溶劑（鑽井液）泵入頁岩深處，此製程稱為水力壓裂。

###### 隔膜泵

隔膜泵一般是用電機壓縮的空氣驅動，隔膜泵比較便宜，用途廣泛，從泵取空氣到水族箱，到泵取液體到壓濾機。雙隔膜泵可以處理粘性流體以及研磨性材料，有較柔和的泵取過程，適合泵取對剪力很敏感的材料．

###### 繩泵

繩泵是將鬆的繩子組成大的環垂到井中，繩的底部會浸在水中，繩上會有圓盤或繩結，繩上昇段會在一長的水管內上昇，圓盤或繩結的大小和水管的直徑配合，在繩上昇時也會將水從井裡運送到地面上。繩泵常用在發展中國家，用在社區供水以及自助供水和衛生系統。繩泵可以安裝在鑽孔井或是人工挖掘的井內，是經濟有效的供水方案。

### Impulse pump

Impulse pump是用氣體（多半是空氣）產生的壓力。有些Impulse pump會讓液體 (多半是水）中注入氣體，並讓氣體釋放，累積在泵的某處，產生壓力並使部份的液體往上移動。

Impulse pump包括:

- 液壓錘泵–低揚程水的動能暫時儲存在氣泡的液壓蓄能器內，以此讓水到較高的揚程。
- Pulser pump–利用天然資源，只利用其動能。
- 氣舉泵–將空氣注入管內，當氣泡往上移時也使水往上昇。

Impulse pump除了用氣體循環累積和釋放的方式進行外，也可以用燃燒碳氫化合物來產生壓力。這類燃燒驅動的泵在燃燒時會透過致動膜傳遞衝量到流體。為了可以直接傳遞，泵的大部份材質都要由彈性體（例如矽橡膠）組成。因此燃燒讓薄膜膨脹，讓流體擠壓到旁邊的泵腔室內。第一個燃燒驅動泵是由ETH Zurich所開發。

#### 液壓錘泵

液壓錘是用水壓驅動的水泵。

液壓錘泵會取壓力較低、高流率的水，其輸出會是揚程較高，但流率較低的水。此設備利用水錘作用在流入的水中產生壓力，因此可以將水泵取到比進水口要高的點。

液壓錘泵有時會遠程操作，一方面有一個揚程較低的水源和水壓，另一方面要泵取水到比來源高的目的地。此情形下適合用液壓錘泵，因為其只使用水本身的動能，不使用其他能量來源。

### 動力泵

轉子動力泵是用增加流速來增加流體動能的泵。在流體離開動力泵時，流速變慢，增加的能量就會轉換為壓力。動能和壓力的轉換可以用熱力學第一定律或伯努利定律來解釋。

動力泵可以用提昇速度的方式再作細分。

這類的泵有一些特點：

- 能量連續
- 增加能量和動能增加量的守恆
- 動能增加量和揚能增加量的守恆

動力泵和正排量泵有個差異，在於在閥關閉的條件下是否可以安全運作。正排量泵會讓流體移動，因此關閉出口的閥會讓壓力持續增加，會破壞泵或管線。動力泵在出口閥關閉的情形下，短時間下可以安全運作。

#### 徑流泵

徑流泵也稱為離心泵。流體沿著軸或是中心進入泵，由葉輪加速，以和軸垂直的角度離開泵（徑向）。其中一個例子是鼓風機，常用在吸塵機裡。另一種徑流泵是渦流泵（vortex pump）。液體會沿著工作輪的切線方向移動，會由數個輪將馬達的機械能轉換為流體的勢能。一般來說，徑流泵輸出的壓力比軸流泵或混合流泵高，但流量較小。

#### 軸流泵

軸流泵也稱為螺槳泵。流體會沿著軸流進泵及流出泵。其運作壓力比徑流泵低很多，流量則高很多。軸流泵需在特殊措施處理後，才能運行到最大轉速。若流量低時，管道的總揚程上升和高扭矩會讓泵的啟動轉矩是泵內所有流體質量之加速度的函數。

混合流泵介於軸流泵和徑流泵之間。流體有徑向的加速度，其離開角度和軸的夾角在0度到90度之間。混合流泵的運作壓力比軸流泵高，流量比徑流泵要大。流體離開角度會決定其揚程和流量的特性。

#### 再生渦輪泵

再生渦輪泵（Regenerative turbine pump）也稱為液環泵、渦流泵（turbulence pump, vortex pump），屬於轉子動力泵，適用於高揚程的應用，一般在4-。

再生渦輪泵的葉輪由許多平行的葉片組成，而葉輪會在泵的腔體內轉動。泵的入口和出口都在其外圍，兩者會被stripper阻隔，stripper會讓葉片之間（tip流道）的流體迴流，而讓葉片外圍（側通道）的流體從出口排出。再生渦輪泵內的流體會從一個葉片螺旋狀地進入側通道再進入下一個葉片，而其動能會傳遞到葉片外圍。因此在每一次隨著葉片轉動，其壓力會漸漸增加，其原理類似再生鼓風機（regenerative blower）。

由於再生渦輪泵不會有蒸氣鎖（部份液體氣化，影響泵運作）的情形，常用在揮發性、高溫或是低溫流體的輸送。不過再生渦輪泵的公差很小，很容易因為固體或是顆粒而讓泵卡住或是損壞。再生渦輪泵的效率一般不高，其壓力和功率都會隨流量增加而遞減。此外，再生渦輪泵的加壓方向可以調整，只要反向運轉，就可以讓入口和出口對調。

#### 旁通道泵

旁通道（side-channel）泵會有吸取盤，葉輪和排出盤組成。

#### 噴射幫浦

噴射幫浦用噴射（多半是蒸氣）來產生低壓。低壓吸入流體，並推進到高壓區。

### 重力泵

重力泵包括虹吸和海倫噴泉。液壓錘有時也視為是重力泵。其中的流體是被重力所提昇。

### 蒸氣泵

蒸氣泵包括所有由蒸汽機驅動的泵，也包括托馬斯·塞維利的無活塞泵以及蒸汽雙缸泵，近來對蒸氣泵的研究多半是和歷史有關。

近來在開發中國家的小農對於小功率的太陽能蒸氣泵又有了興趣。蒸汽機越小，效率越低，因此使用小型蒸汽機的方案不可行。不過使用現代的工程材料配合其他的發動機組態，這類系統在性價比上有優勢。

### 無閥式泵

無閥式泵的原理在許多生醫或是工程系統中都有使用。無閥泵的系統中，不是用閥門或是實體的阻礙來調節流體的運動。而無閥式泵的效率不一定低於有閥的泵。事實上，許多自然或是工程用的流體動力系統或多或少有使用無閥式泵來輸送流體。心血管系統的血液流動即為一例，即使心瓣膜失效，血液系統仍可進行一定程度的循環。而且脊椎動物胚胎的心臟，早在可辨識的心室和瓣膜發育之前就開始泵血。和單方向的血液流動類似，鳥類呼吸系統在固定的肺臟內將空氣注入體內，生理上也沒有類似閥的組織。在微流控中，製作了無閥的阻抗泵，且預期這類閥特別適合輸送敏感的生物流體。利用壓電效應的噴墨印表機也是用無閥式泵。噴墨時泵腔室因為該方向的流體阻抗小而將墨清空，之後再透過毛細現象填充。

## 規格

泵的規格會用馬力、體積流率、輸出壓強（以揚程高度表示）、輸入吸力（以揚程高度表示）。

揚程高度可以表示在大氣壓力下，泵可以提昇水柱的高度。

從初始設計的觀點來看，工程師會用名為比速率（specific speed）的量，來識別針對某流量及以揚程下，某一種泵是否適合。NPSH（Net Positive Suction Head）是有關泵性能很重要的參數，其中包括二個概念：

- NPSHr（需要的NPSH）：在不出現空蝕現象（cavitation）的條件下，泵運作需要的揚程。
- NPSHa（可用的NPSH）：系統實際提供的壓力（例如透過儲壓桶）在不出現空蝕現象的條件下，泵運作需要的揚程。

為了理想的泵運作，需讓NPSHa始終大於NPSHr。這可以確保泵運作時，不會出現可能會造成破壞的空蝕現象（cavitation）。

## 泵的功率

泵注入流體內的功率會增加流體的能量。因此其功率關係是泵機制的力學能以及泵內流體元素力學能之間的平衡。這是由一系列聯立微分方程所統御，此聯立微分方程即為納維-斯托克斯方程。不過在泵內也可以使用較簡化的伯努利定律來描述。因此泵需要的功率P為：

$$P = \frac{\Delta p Q}{\eta}$$

其中Δp是入口和出口之間總壓的變化（單位是Pa），Q是流體的體積流率，單位是m3/s。總壓有重力位能、靜壓和動能的元素。也就是說，能量透過流體引力勢能的變化、速度的變化以及靜壓的變化來分配。η是泵的效率，可以從製造商的資訊中得到（例如泵曲線），一般可以由流體動力學模擬（根據泵的幾何求解納維-斯托克斯方程），也可以用測試求得。泵的效率和泵的組態以及運作條件（像轉速、流體密度以及黏度等）有關

$$\Delta p = {(v_2^2 - v_1^2) \over 2}+\Delta z g+{\Delta p_{\mathrm{static}}\over\rho}$$

針對典型的泵組態，會對流體作功，因此功是正值。若是流體對泵作用的應用（渦輪發動機），其功為負值。要驅動泵的功率等於輸出功率除以效率。

## 效率

泵的效率定義為給流體的功率除以驅動泵的功率。即使泵固定，效率也不是定值，是輸出流量和揚程冟函數。離心泵的效率隨著流量增加，一直到運作範圍的一半為止（峰值效率或是最佳效率點），之後效率就隨流量減少。這類的泵性能資料會由泵廠商提供，以便客戶選擇泵。泵的效率會隨著時間磨損，而下降（葉輪變小，因此間隙增加）。

若系統中有離心泵時，在設計上需符合泵的「揚程損失-流量特性」，讓泵在接近其最佳效率點運作。

泵效率是重要的指標，需要定期測試。熱力泵測試是其中一種測試方式。