高效無堵塞泵的研究開發(fā)及內(nèi)部流場數(shù)值模擬.pdf

1、泵是應(yīng)用非常廣泛的通用機(jī)械，凡是有液體流動之處幾乎都有泵在工作，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，泵的應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)大。高效無堵塞泵主要用于輸送工業(yè)流程、生活污水、工業(yè)廢水等中含有固體顆粒懸浮物或纖維狀懸浮物的液體，廣泛應(yīng)用于市政、環(huán)保、污水處理、輕工、造紙、化工、食品等行業(yè)。由于其形狀特殊，流動復(fù)雜，因而是近年來國內(nèi)外熱門的前沿研究課題和重點開發(fā)的新產(chǎn)品。因此，創(chuàng)新和完善高效無堵塞泵的設(shè)計理論與方法，研究并掌握其內(nèi)部流動機(jī)理

2、，設(shè)計、開發(fā)高效節(jié)能，防纏繞、抗堵塞性能好，可靠性高，適合于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的高效無堵塞泵系列產(chǎn)品，不僅具有重要的學(xué)術(shù)價值，而且對我國經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。 本文的主要研究內(nèi)容和取得的主要創(chuàng)造性成果有： (I)系統(tǒng)總結(jié)了高效無堵塞泵葉輪的主要結(jié)構(gòu)型式及其特點，進(jìn)一步完善了高效無堵塞泵的設(shè)計理論與方法。首次提出了渦旋前伸式雙葉片污水泵的設(shè)計方法，設(shè)計實例和用戶使用表明效果優(yōu)良。 (2)首次提出了以揚(yáng)

3、程系數(shù)C<,H>、流量系數(shù)C<,Q>和流速系數(shù)C<,V>為經(jīng)驗系數(shù)的高效無堵塞泵經(jīng)驗系數(shù)設(shè)計法，建立了經(jīng)驗系數(shù)的計算公式，達(dá)到實用要求。 (3)系統(tǒng)分析了國內(nèi)外離心泵切割定律的研究現(xiàn)狀，鑒于雙流道葉輪與普通離心泵葉輪在結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計方法上的不同，首次提出了高效無堵塞泵雙流道葉輪的切割定律，通過試驗研究確定了切割指數(shù)的取值范圍，應(yīng)用實例表明試驗值與理論預(yù)測值吻合性好，具有很好的實用性和推廣應(yīng)用前景。 (4)首次提出并構(gòu)建了

4、高效無堵塞泵優(yōu)化設(shè)計專家系統(tǒng)，提出了系統(tǒng)運(yùn)用的模糊數(shù)學(xué)模型并建立了模糊數(shù)學(xué)集，為將來進(jìn)一步進(jìn)行高效無堵塞泵優(yōu)化設(shè)計的研究指明了方向。 (5)基于有限體積法，采用混合差分格式，導(dǎo)出了任意曲線坐標(biāo)系下高效無堵塞雙流道泵內(nèi)三維定常不可壓湍流流動控制方程組的差分格式。采用SIMPLEC算法及修正了的к-ε湍流模型，首次把雙流道葉輪與渦殼作為一個整體，對高效無堵塞雙流道泵內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，初步揭示了其內(nèi)部流動的一般規(guī)律，對設(shè)計理論的

5、完善提供了一定的理論依據(jù)。 (6)把故障診斷技術(shù)和設(shè)計制造技術(shù)融為一體，系統(tǒng)分析了潛水排污泵故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、故障信息的在線檢測及信號的分析處理，首次提出了潛水排污泵故障的“三色”智能化診斷技術(shù)，自主開發(fā)了相應(yīng)的智能保護(hù)控制柜，實現(xiàn)了潛水排污泵的實時監(jiān)控和故障診斷，達(dá)到了安全保護(hù)和全自動運(yùn)行的目的。 (7)設(shè)計、開發(fā)的高效無堵塞泵系列新產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)新穎，通用化程度高，適應(yīng)性廣，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。產(chǎn)品的無堵塞、抗纏繞性能好

6、，通過能力強(qiáng)，料漿的輸送濃度高，清淤效果佳，效率高，綜合技術(shù)指標(biāo)居國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平。 (8)成果轉(zhuǎn)化快，推廣應(yīng)用廣，產(chǎn)業(yè)化程度高，已被江蘇亞太泵業(yè)集團(tuán)公司等幾十家泵廠批量生產(chǎn)，年均新增產(chǎn)值5億多元、利稅1億多元、出口創(chuàng)匯600多萬美元，產(chǎn)量約占全國無堵塞泵總產(chǎn)量的2/3，部分填補(bǔ)國內(nèi)空白，大量替代引進(jìn)產(chǎn)品。并經(jīng)上海寶鋼等國內(nèi)外諸多用戶使用，運(yùn)行可靠，效果理想，取得了十分顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。提高了企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力，加速了