水泵技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展

1、我國(guó)泵產(chǎn)品圖樣的來(lái)源可分為聯(lián)合設(shè)計(jì)、引進(jìn)、自行開(kāi)發(fā)等幾種

（1）聯(lián)合設(shè)計(jì)產(chǎn)品以沈陽(yáng)水泵研究所為主的研究單位，20世紀(jì)60~80年代，組織有關(guān)泵廠進(jìn)行了許多種泵的聯(lián)合設(shè)計(jì)。如IS（IB）型單級(jí)單吸離心泵；IH型化工泵；S（SH）型雙吸離心泵；D（DG）型節(jié)段式多級(jí)泵；W型旋渦泵；Y型油泵；JC型深井泵；HW型混流泵；QJ型深井潛水泵；IR型熱水泵；BPZ型噴灌自吸泵；FY型耐腐蝕液下離心泵；3G型三螺桿泵等。

這些產(chǎn)品當(dāng)時(shí)都是國(guó)內(nèi)的主導(dǎo)產(chǎn)品，至今仍在生產(chǎn)，但是有些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)（造型）、性能指標(biāo)比較落后，應(yīng)當(dāng)逐步用新型產(chǎn)品替代。

（2）引進(jìn)產(chǎn)品80年代以前我國(guó)引進(jìn)的泵技術(shù)很少，到改革開(kāi)放初期，大量從國(guó)外引進(jìn)泵技術(shù)，并隨著外國(guó)泵公司以合資或獨(dú)資的形式陸續(xù)進(jìn)入我國(guó)，也帶進(jìn)了一些新的泵產(chǎn)品技術(shù)。例如：沈泵（上泵）－德國(guó)KSB公司的鍋爐給水泵；天津工業(yè)泵總廠－德國(guó)阿爾維勒公司的螺桿泵；石泵－沃爾曼的渣漿泵；石泵（天津電機(jī)廠）－德國(guó)里茲公司的井用潛水電泵；上海電力修造廠－英國(guó)威爾公司的鍋爐給水泵；上海水泵廠－KSB公司的冷凝水泵；長(zhǎng)沙水泵廠－日本日立公司的冷凝水泵；大連耐酸泵廠－瑞士蘇爾壽公司的CZ、ZA（ZE）等化工流程泵；上海水泵廠泵－美國(guó)德來(lái)賽公司的污水泵；佛山水泵廠－德國(guó)西門子公司的水環(huán)真空泵；上海水泵廠－KSB公司的熱水泵、船用泵；天津工業(yè)泵總廠－日本大晃公司的船用泵；南京深井泵廠－德國(guó)ABS公司的潛污泵；長(zhǎng)沙水泵廠－美國(guó)英格索爾公司的大型立式斜流泵；上海第一水泵廠－英國(guó)M.J公司的高揚(yáng)程多級(jí)離心泵；襄樊五二五廠－法國(guó)H.S公司的磷酸泵等。

引進(jìn)的這些泵產(chǎn)品，技術(shù)比較成熟，性能比較先進(jìn)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)泵技術(shù)的發(fā)展起了重要作用，成為我國(guó)泵產(chǎn)品的主體，至今仍大量生產(chǎn)。其中有的產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)或性能方面也存在問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)。

（3）外國(guó)在華合資（獨(dú)資）泵企業(yè)的產(chǎn)品例如：沈陽(yáng)飛力－潛水排污泵；蘇州格蘭富－沖壓泵；上海KSB－Omega（RDL）雙吸泵、鍋爐給水泵、冷凝泵；嘉立特（茬原）－化工流程泵；佛山（安德里茲）－紙漿泵；南京古爾茲－ISO型單級(jí)單吸離心泵、P型節(jié)段式多級(jí)離心泵；大連帝國(guó)－屏蔽泵；蘭州耐馳－螺桿泵。

這些產(chǎn)品的質(zhì)量大都比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品好，盡管價(jià)格高，但銷售情況很好。

（4）自行開(kāi)發(fā)產(chǎn)品AY油泵；TSWA多級(jí)離心泵；ZJ渣漿泵；管道泵；直聯(lián)離心泵；高樓給水泵；空調(diào)泵；潛水排污泵；立式排污泵；潛水軸流泵（混流泵）；雙吸泵；紙漿泵等。

這些產(chǎn)品大部分通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，性能也有待進(jìn)一步提高。

2、關(guān)鍵水泵產(chǎn)品從部分進(jìn)口到現(xiàn)在基本全部國(guó)化

由于引進(jìn)產(chǎn)品和國(guó)際水泵著名制造企業(yè)的進(jìn)入，我國(guó)泵的生產(chǎn)能力顯著提高。國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門的主要關(guān)鍵用泵基本上都可以生產(chǎn)。例如：超臨界鍋爐給水泵（溫度壓力25～35MPa）；乙烯和加氫裝置用高速泵、高壓多級(jí)泵；鋼廠高壓除鱗泵；東深、南水北調(diào)工程用大型調(diào)水泵；礦用大流量高揚(yáng)程（1000m）排水泵；電廠用煙氣脫硫泵；煉廠用高溫油漿泵。

3、以CAD為主的新技術(shù)廣泛應(yīng)用

（1）水泵的模具、葉片和重要零件開(kāi)始用數(shù)控機(jī)床加工，從而可以提高泵的制造質(zhì)量，圖1是用數(shù)控銑床加工軸流泵葉片和用于加工的葉片三維圖。

（2）水泵水力設(shè)計(jì)與繪型軟件逐漸代替人工計(jì)算和繪圖有人問(wèn)用這個(gè)軟件設(shè)計(jì)的泵效率有多高，這是外行人說(shuō)的話，再好的軟件也要人去使用，可以溶入設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想和經(jīng)驗(yàn)，而且快速、準(zhǔn)確。圖2是用JP1軟件設(shè)計(jì)的螺旋離心泵葉輪水力圖，設(shè)計(jì)該圖只需10min，人工設(shè)計(jì)可能要兩天。

（3）泵內(nèi)流場(chǎng)計(jì)算從準(zhǔn)三元非黏性流動(dòng)向全三元黏性流動(dòng)進(jìn)展準(zhǔn)三元非黏性流動(dòng)計(jì)算的主要方法是S1、S2兩類流面迭代，它是把三維流動(dòng)降維成二維，也就是用子午面（軸面）和任意轉(zhuǎn)面（流面）上的流動(dòng)進(jìn)行迭代求解，解決三維流動(dòng)問(wèn)題。由于把復(fù)雜的三維流動(dòng)簡(jiǎn)化成二維求解，使得解的精度受到影響。近年計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（ComputationalFluidDynamics），簡(jiǎn)稱CFD問(wèn)世，為流體機(jī)械流場(chǎng)計(jì)算提供了新的思路和手段。

（4）優(yōu)化設(shè)計(jì)方法為了提高泵的性能，許多學(xué)者進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究。歸納起來(lái)主要有以下幾種方法：以優(yōu)秀模型統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)的速度系數(shù)優(yōu)化法；以水力損失最小為目標(biāo)的損失極值優(yōu)化法；以某一指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)的準(zhǔn)則篩選優(yōu)化法。值得說(shuō)明的是目前的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，可能只對(duì)具體泵的設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義。另外CFD等先進(jìn)技術(shù)的問(wèn)世，在很大程度上沖淡了對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的興趣，近兩年研究?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法的學(xué)者逐漸減少。

（5）內(nèi)部流場(chǎng)測(cè)量以前經(jīng)常采用探針進(jìn)行測(cè)量，一方面控針本身對(duì)流動(dòng)的影響很大，另一方面測(cè)量旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)的轉(zhuǎn)換裝置也很復(fù)雜。進(jìn)一步使用激光多普勒測(cè)速儀（LVD），它是用激光照射流動(dòng)中的粒子，光被粒子散射，根據(jù)散射的成度測(cè)量流速。這種方法已經(jīng)成熟并廣泛應(yīng)用，但是一般只測(cè)量一點(diǎn)速度的某一分量。現(xiàn)在開(kāi)始使用粒子圖象測(cè)速技術(shù)（PIV），其工作原理是在流場(chǎng)中散布示蹤粒子，用脈沖片光源照射流場(chǎng)，通過(guò)連續(xù)兩次或多次曝光，粒子圖象被記錄在底片上，由此獲得流場(chǎng)速度分布。這種方法突破傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)量的限制，可瞬時(shí)無(wú)接觸測(cè)量一個(gè)截面上的速度分布，具有較高的測(cè)量精度。

4、無(wú)堵塞泵和低比轉(zhuǎn)速泵技術(shù)取得進(jìn)展

（1）我國(guó)自行總結(jié)出的無(wú)堵塞泵設(shè)計(jì)方法，基本達(dá)到實(shí)用程度，國(guó)內(nèi)廣泛使用設(shè)計(jì)方法主要包括：沿流道中線斷面變化規(guī)律設(shè)計(jì)雙流道葉輪；方格網(wǎng)保角變換方法設(shè)計(jì)螺旋離心式葉輪；根據(jù)葉輪外徑、蝸室最大外徑和喉部面積三要素設(shè)計(jì)旋流式葉輪。

（2）低比轉(zhuǎn)速泵理論和設(shè)計(jì)的研究廣泛而深入無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)方法得到推廣應(yīng)用，采用長(zhǎng)短葉片和短葉片偏置取得良好效果。

5、軸流泵模型達(dá)到國(guó)外同類模型的先進(jìn)水平

2004年9月25日至2005年1月16日，全國(guó)27個(gè)模型，參加了水利部南水北調(diào)工程水泵模型天津同臺(tái)測(cè)試。本次試驗(yàn)領(lǐng)導(dǎo)有力、組織嚴(yán)密、監(jiān)督公正、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。模型比轉(zhuǎn)速500～1500，基本復(fù)蓋了軸流泵的使用范圍；和原模型相比，效率提高約2%，流量提高約5%.有7個(gè)模型的角度平均效率超過(guò)85%，已達(dá)到國(guó)外同類模型的先進(jìn)水平。國(guó)家南水北調(diào)等重要工程的低揚(yáng)程水泵，大部分將從這些模型中選用。