我国水泵技术的现状
时间:2018-08-31 阅读:9213
一、我国泵产品图样的来源可分为联合设计、引进、自行开发等几种
(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。
引进的这些泵产品,技术比较成熟,性能比较*,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
这些产品的质量大都比国内产品好,尽管价格高,但销售情况很好。
(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。
这些产品大部分通用化、标准化程度不高,性能也有待进一步提高。
二、关键水泵产品从部分进口到现在基本全部国化
由于引进产品和水泵制造企业的进入,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。
三、以CAD为主的新技术广泛应用
(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:以模型统计资料为基础的速度系数优化法;以水力损失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*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。
四、无堵塞泵和低比转速泵技术取得进展
(1)我国自行总结出的无堵塞泵设计方法,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。
五、轴流泵模型达到国外同类模型的*水平
2004 年 9 月 25 日至 2005 年 1 月 16 日,全国 27 个模型,参加了*南水北调工程水泵模型天津同台测试。本次试验*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*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。
水泵技术发展展望
1.注意发现和开发新领域用泵
泵是一种通用机械,应用非常广泛,而且新领域用泵不断出现。例如:心脏泵、喷水推进泵、计算机冷却泵、空调泵、导热油泵、油气混输泵、烟气脱硫泵、石油平台注水泵等。可能还存在着应当用泵的地方而没有用泵,新的用泵领域也会不断出现,这就需要我们注意发现并致力开发。
2.CFD、PIV等*技术结合实际开展试验研究
CFD 等新技术的*性,不可否认,现在各院校都有软件,都在进行计算,研究生 50% 以上的课题都与此有关。一项新技术从发展成熟有一个过程,目前应作为一种解决实际工程问题的辅助手段,与传统设计方法配合使用。另外要尽量结合实际,否则就难以成熟和提高。开始阶段不要把题目选得过大,有的选一台泵从进口算到出口,一个泵站从进水池算到出水池,这样的计算结果难以判断。像渣浆泵的磨损部位、进水流道的旋涡部位等很适合用 CFD 和 PIV 技术进行研究。还有,一些大的泵厂应与有条件的院校合作开展这方面的研究工作。
3.重视关键技术和关键产品的研究与开发
要提高泵的技术水平必须解决关键技术问题。例如:渣浆泵磨损机理的研究;斜流泵水力模型研究;自吸泵简化结构、提率的研究;便于检修的、大流量、高扬程矿山排水泵和输油泵的研究开发;新型船用泵的研究开发;大型烟气脱硫泵、煤液化用高温、高压泵的研究开发;屏蔽泵、磁力泵提高可靠性的研究;新型计量泵(隔膜泵)的研究开发;提高部分流泵效率的研究等。
4.树立精品意识,重视标准化、通用