2017年11月24日《浙江省自然科学基金委员会》:为高性能离心泵融合设计提供技术支撑

浏览:1349发布日期:2017年11月24日

《浙江省自然科学基金委员会》:http://www.zjnsf.gov.cn/h/01/news_view.aspx?plg_nld=1&plg_uin=1&plg_auth=1&plg_usr=1&plg_dev=1&plg_vkey=1&plg_nld=1&appid=GUD5EBEBE3A0C170F105A91D0A3C609E99F

目前,浙江省拥有3000多家泵企业,2016年浙江省生产泵5000多万台,约占全国总产量的▓30~40%,产值近1000亿,约占全国22~25%。荏原嘉利特泵业、利欧泵业、南方泵业、科尔泵业、浙江天德泵业和杭州大路实业等泵业企业是□□生产流程离心泵的▓专业产家,技术水平和市场占有率走在全国前列,在国际上也有一定的▓影响。

多级离心泵是□□深海矿物水力提升、海水淡化、深井提水等行业必不可少的▓重要流体输送设备。随着国家对深海资源开采步伐的▓加快以及对淡水资源需求的▓日益增多,对多级泵的▓水力输送性能及安全可靠运行提出了更高的▓要求。

澳门金莎官网张玉良博士长期从事流体机械的▓设计与研究,主要从事流体力学在离心泵中的▓应用研究。有别于稳定工况下的▓多级离心泵运行机制,张玉良博士将研究的▓重点聚焦在启动、暂停状态下的▓多级离心泵,该种状态下的▓多级离心泵运行机能对于降低泵及连接管道设备的▓损耗,延长使用寿命具有重要意义,目前国内相关研究较少。2014年,他申请的▓“多级离心泵启停暂态过程的▓瞬变流机理研究”项目获得了浙江省自然科学基金的▓资助。该研究为建立大功率、高性能离心泵融合设计方法奠定基础,并为高性能设计制造及应用提供理论支撑。

澳门金莎官网张玉良博士(左二)引导试验

探索机理为离心泵设计提供理论支撑 

重大工程泵类产品的▓国产化率逐步提高,当前已经基本满足了国家经济建设发展的▓需要。但就行业当前整体现状而言,我国与工业发达国家相比依然存在差距。大型输水泵站、海洋资源开采等重大工程泵类产品装置大型化,造成泵设计上的▓风险,运行寿命的▓考验,辅助系统的▓复杂以及生产制造上的▓困难。如果没有基于内部流动及转子动力学进行设计,泵性能难以达到最优。

在一般情形下,多级离心泵通常在某一个转速相对稳定的▓工况下长时间运行。但在突然开机与停机暂态过程中,转速快速变化,极易引起巨大的▓压力脉动和冲击,导致泵、管道以及连接设备的▓破坏。张玉良博士认为,掌握各种因素对多级离心泵启停暂态过程瞬态水力性能的▓影响规律,才能为多级离心泵启停暂态工况下的▓设计与应用提供理论支撑,进而提高大功率离心泵机组运行效率,满足流程生产的▓节能及连续化生产的▓要求。 

技术对接为泵类企业发展提供服务 

目前国内泵产业主要是□□从前苏联的▓设计基础上发展而来的▓,水力设计水平与西方国家相比并不落后太多;而在产品可靠性方面与新产品研发方面还是□□整体落后于工业发达国家。特别是□□企业自主开发能力薄弱,国内水泵制造企业所承担的▓大多是□□产品的▓低端加工环节,国民经济发展所急需的▓技术含量高、附加值高的▓产品核心技术尚未掌握,还有很多问题亟待解决。

张玉良博士带领他的▓团队主动对接泵类企业,了解企业运行发展状况、特别是□□技术上存在的▓困难和问题,为企业排忧解难。浙江某知名泵业企业生产的▓高速泵曾出现轴承严重烧毁的▓现象,经分析后认为是□□径向力分布不均匀的▓结果。他带领团队通过设计并增加了新型周向导叶,使得径向力分布均匀,从而避免了这一严重问题的▓出现。某型号离心泵抗汽蚀性能较差,团队借助于数值计算方式,快速确定了增大后的▓最优叶轮进口直径,提升了抗汽蚀性能,帮企业解决了这一难题。此外,他带领团队还将技术与服务带到浙江贝德泵业、温州荏原嘉利特、浙江碗窑水电站等多个省内离心泵的▓生产企业和应用地。

澳门金莎官网张玉良博士团队 

克难攻坚为设计高性能离心泵再出发 

据张玉良博士先容,由浙江省自然科学基金的▓资助“多级离心泵启停暂态过程的▓瞬变流机理研究”项目,主要是□□掌握了应用广泛的▓多级离心泵在突然启动或突然停机过程中的▓瞬态水力性能。在两个方面可实现成果推广或具有实际应用价值。一是□□多级离心泵不同的▓开机或停机方法,将避免一些可能出现的▓严重运行故障,比如功率过载问题和压力冲击问题。二是□□对于一些利用多级离心泵启停暂态过程水力性能的▓场合,如水下运载工具弹射,可通过优化几何参数组合,合理设计多级离心泵,使之符合弹射过程中的▓压力释放要求。

他表示,目前在大功率离心泵机组融合设计的▓核心问题应需攻克以下3个关键科知识题:一是□□大功率流程离心泵内部流场的▓精确数值计算;二是□□流程离心泵内部流动结构与流动损失的▓关联规律;三是□□流程离心泵机组在线多变量故障诊断模型的▓构建。

提高离心泵的▓性能,掌握核心技术任重道远。今年张玉良博士“泵作透平启动过程获能机理研究”再次获得浙江省自然科学基金的▓资助,此次研究的▓重点由消耗能量的▓工作机向输出能量的▓原动机转变,将为业界提供有价值的▓数据和方法,将更好的▓促进相关研究的▓发展,服务于地方产业。 

(浙江省科技信息研究院今日科技杂志记者 孙逸;  通讯员 徐敏 郑中仁)


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