我國(guó)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)品以沈泵所為主的研究單位，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：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;沈泵(上泵)-德國(guó)KSB公司的鍋爐給水泵;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(mén)子公司的水環(huán)式真空泵;上海水泵廠-KSB公司的熱水泵、船用泵;天津工業(yè)泵總廠-德國(guó)阿爾維勒公司的螺桿泵;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公司的潛水排污泵;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**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：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;沈陽(yáng)飛力-潛水排污泵;蘇州格蘭富-沖壓泵;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(xiāo)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)管道泵;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KSB等**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(mén)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)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。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)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。用JP1軟件設(shè)計(jì)的螺旋離心泵葉輪水力圖

　　(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(lèi)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),簡(jiǎn)稱(chēng)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。用CFD進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算，首先要把計(jì)算區(qū)域畫(huà)成三維實(shí)體，然后生成網(wǎng)格，再用商用CFD軟件Fluent等進(jìn)行計(jì)算。

　　(4)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。

　　(5)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?xún)?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。

　　4、無(wú)堵塞泵和低轉(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**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(lèi)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(lèi)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。