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我国水泵技术的现状和未来发展

发布时间:2020-11-13 16:51

  (1)联合设计产品 以沈阳水泵研究所 为主的研究单位,20 世纪 60~80 年代,组织有关泵厂进行了许多种泵的联合设计。如 IS (IB)型单级单吸泵; IH 型化工泵; S(SH)型双吸离心泵; D ( DG )型节段式多级泵; W 型旋涡泵; Y 型油泵; JC 型深井泵; HW 型混流泵; QJ 型深井潜水泵; IR 型热水泵; BPZ 型喷灌自吸泵; FY 型耐腐蚀液下泵; 3G 型三螺杆泵等。

  这些产品当时都是国内的主导产品,至今仍在生产,但是有些产品的结构(造型)、性能指标比较落后,应当逐步用新型产品替代。

  (2)引进产品 80 年代以前我国引进的泵技术很少,到改革开放初期,大量从国外引进泵技术,并随着外国泵公司以合资或独资的形式陆续进入我国,也带进了一些新的泵产品技术。例如: 沈泵(上泵)-德国 KSB 公司的锅炉给水泵;天津工业泵总厂-德国阿尔维勒公司的螺杆泵;石泵-沃尔曼的渣浆泵;石泵(天津电机厂)-德国里兹公司的井用潜水电泵;上海电力修造厂-英国威尔公司的锅炉给水泵;上海水泵厂- KSB 公司的冷凝水泵;长沙水泵厂-日本日立公司的冷凝水泵;大连耐酸泵厂-瑞士苏尔寿公司的 CZ 、 ZA (ZE)等化工流程泵;上海水泵厂泵-美国德来赛公司的污水泵;佛山水泵厂-德国西门子公司的水环真空泵;上海水泵厂-KSB 公司的热水泵、船用泵;天津工业泵总厂-日本大晃公司的船用泵;南京深井泵厂-德国 ABS 公司的潜污泵;长沙水泵厂-美国英格索尔公司的大型立式斜流泵;上海第一水泵厂-英国 MJ 公司的高扬程多级离心泵;襄樊五二五厂-法国 HS 公司的磷酸泵等。

  引进的这些泵产品,技术比较成熟,性能比较先进,对推动我国泵技术的发展起了重要作用,成为我国泵产品的主体,至今仍大量生产。其中有的产品在结构或性能方面也存在问题,应进一步改进。

  (3)外国在华合资(独资)泵企业的产品 例如:沈阳飞力-潜水排污泵;苏州格兰富-冲压泵;上海 KSB-Omega(RDL) 双吸泵、锅炉给水泵、冷凝泵;嘉立特(茬原)-化工流程泵;佛山(安德里兹)-纸浆泵;南京古尔兹- ISO 型单级单吸离心泵、 P 型节段式多级离心泵;大连帝国-屏蔽泵;兰州耐驰-螺杆泵。

  (4)自行开发产品 AY 油泵; TSWA 多级离心泵; ZJ 渣浆泵;管道泵;直联离心泵;高楼给水泵;空调泵;潜水排污泵;立式排污泵;潜水轴流泵(混流泵);双吸泵;纸浆泵等。

  由于引进产品和国际水泵著名制造企业的进入,我国泵的生产能力显著提高。国民经济部门的主要关键用泵基本上都可以生产。例如:超临界锅炉给水泵(温度压力 25 ~ 35MPa );乙烯和加氢装置用高速泵、高压多级泵;钢厂高压除鳞泵;东深、南水北调工程用大型调水泵;矿用大流量高扬程( 1000m )排水泵;电厂用烟气脱硫泵;炼厂用高温油浆泵。

  (1)水泵的模具、叶片和重要零件开始用数控机床加工,从而可以提高泵的制造质量。

  (2)水泵水力设计与绘型软件逐渐代替人工计算和绘图 有人问用这个软件设计的泵效率有多高,这是外行人说的话,再好的软件也要人去使用,可以溶入设计者的设计思想和经验,而且快速、准确。 用 JP1 软件设计螺旋离心泵叶轮水力图只需 10min ,人工设计可能要两天。

  (3)泵内流场计算从准三元非黏性流动向全三元黏性流动进展 准三元非黏性流动计算的主要方法是 S1 、 S2 两类流面迭代,它是把三维流动降维成二维,也就是用子午面(轴面)和任意转面(流面)上的流动进行迭代求解,解决三维流动问题。由于把复杂的三维流动简化成二维求解,使得解的精度受到影响。近年计算流体动力学( Computational Fluid Dynamics ) , 简称 CFD 问世,为流体机械流场计算提供了新的思路和手段。

  (4)优化设计方法 为了提高泵的性能,许多学者进行了优化设计方法研究。归纳起来主要有以下几种方法:以优秀模型统计资料为基础的速度系数优化法;以水力损失最小为目标的损失极值优化法;以某一指标为目标函数的准则筛选优化法。值得说明的是目前的优化设计方法,可能只对具体泵的设计有指导意义。另外 CFD 等先进技术的问世,在很大程度上冲淡了对优化设计的兴趣,近两年研究优化设计方法的学者逐渐减少。

  (5)内部流场测量 以前经常采用探针进行测量,一方面控针本身对流动的影响很大,另一方面测量旋转流场的转换装置也很复杂。进一步使用激光多普勒测速仪( LVD ) ,它是用激光照射流动中的粒子,光被粒子散射,根据散射的成度测量流速。这种方法已经成熟并广泛应用,但是一般只测量一点速度的某一分量。现在开始使用粒子图象测速技术( PIV ),其工作原理是在流场中散布示踪粒子,用脉冲片光源照射流场,通过连续两次或多次曝光,粒子图象被记录在底片上,由此获得流场速度分布。这种方法突破传统的单点测量的限制,可瞬时无接触测量一个截面上的速度分布,具有较高的测量精度.

  (1)我国自行总结出的无堵塞泵设计方法,百家了7囗公式!基本达到实用程度,国内广泛使用。设计方法主要包括:沿流道中线断面变化规律设计双流道叶轮;方格网保角变换方法设计螺旋离心式叶轮;根据叶轮外径、蜗室最大外径和喉部面积三要素设计旋流式叶轮。

  (2)低比转速泵理论和设计的研究广泛而深入 无过载设计方法得到推广应用,采用长短叶片和短叶片偏置取得良好效果。

  2004 年 9 月 25 日至 2005 年 1 月 16 日,全国 27 个模型,参加了水利部南水北调工程水泵模型天津同台测试。本次试验领导有力、组织严密、监督公正、数据准确。模型比转速 500 ~ 1500 ,基本复盖了轴流泵的使用范围;和原模型相比,效率提高约 2% ,流量提高约 5% 。有 7 个模型的角度平均效率超过 85% ,已达到国外同类模型的先进水平。国家南水北调等重要工程的低扬程水泵,大部分将从这些模型中选用。

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