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                        國內外自吸式離心油泵研究現狀

                        發布時間:2016-09-03  發布者:星河泵業

                        自吸式離心油泵是指不需要在吸入管路內灌滿水就能把水抽上來的離心泵。大部分自吸式離心油泵與電動機配套,裝在可移動的小車上,宜于野外作業。普通離心泵,由于吸入液面在葉輪下方,起動時必須先灌水,這對用戶來說非常不方便,必須通過吸入管的進口安裝一個底閥,使泵在啟動工作時有足夠的水,但是底閥的存在會造成一定的水力性能損失。所謂自吸式離心油泵,就是只需在使用時需要灌水,而在以后的重新啟動中不需要再注水,僅靠自吸式離心油泵本身的作用,只需經短時間運轉即可把水吸上來,投入正常的工作。它的抽吸氣體功能是利用泵的特殊結構和氣液混合抽真空的原理來實現的,是使泵的吸入進口管路內形成一定程度真空狀態的特殊離心泵。由于自吸式離心油泵只是使用需引水外,以后每次使用不需要再灌水。所以自吸式離心油泵具有使用方便,自動化程度高等優點,因此廣泛適合用于流動排灌、家庭供水、花園灌溉、啟動頻繁和灌液困難等場合,在地面提水中有逐步取代普通離心泵的趨勢。而隨著我國農業自動化水平及用戶要求的不斷提高,對自吸式離心油泵的水力、自吸性能及穩定性提出了更高的要求。

                        國外30年代初己經開始研發自吸式離心油泵,50年代就形成了初具規模的自吸式離心油泵的批量生產。在我國自吸式離心油泵研發及使用相對國外比較晚,自吸式離心油泵在國內的發展主要經歷了3個階段:20世紀60年代開始小批量投入生產,70年代是推廣應用階段,但該階段自吸式離心泵基本上采用不堵回流孔結構,所以回流孔的泄漏導致泵的效率較低。1984年BP系列8種內混式自吸式離心油泵的研發成功,標志了自吸式離心油泵水平又邁出了一大步,該BP自吸式離心油泵是采用橡膠鋼球閥來自動開啟和關堵回流孔,這使泵效率等性能參數大幅度提高。上世紀90年代,彈性橡膠閥自動開關堵回流孔在外混式自吸式離心油泵上的研發成功,使外混式自吸式離心油泵的自吸性能也達到內混式的水平。因此為簡化結構、降低成本及提高水泵可靠性,自吸式離心油泵普遍開始從內混轉產為外混式。近20年來自吸式離心油泵發展很快,在小型泵領域中,它正向著高速小型,高揚程,自動控制的方向發展。

                        當前,國內的自吸式離心油泵主要由國內的生產廠家生產和制造,有少部分是從國外進口的。由于自吸式離心泵安裝簡單、占地面積小、維護方便、無噪聲,被廣泛用于市政工程、工廠、商業、賓館、住宅區等的污水排放。自吸式離心泵市場前景十分廣闊。但自吸性能方面需要進一步的加強,因此提高自吸式離心泵產品的技術含量是廠商今后發展的主要方向。

                        在自吸式離心油泵的自吸理論與試驗研究方面,許多中外學者先后進行了大量的研究,取得了許多很有頗有成效的結果。國外對于自吸式離心油泵的研究較早,1953年,美國人Marlow,AlfredS。在自吸式離心油泵的結構設計方面進行了比較深入的探討;1996年,Lane,N.E。對自吸式離心油泵理論也進行了較為深入的研究;2004年,JohnKanute對自吸式離心油泵做了綜合的總結,對自吸式離心油泵的基本原理及影響自吸性能的因素做了較為全面的分析。國內對自吸式離心油泵的相關研究工作起步較晚,但是也有一些學者進行了較為深入的研究。1991年,范宗霖對自吸式離心油泵的自吸時間及自吸高度的計算進行了推導。1996年,趙雪華,徐語,雷橋對立式自吸式離心油泵的輸氣性能的理論與試驗進行了深入的研究。2005年,呂智君對自吸式離心油泵水力性能進行了設計并進行了自吸性能試驗研究。2009年,王春林,劉紅光,司艷雷,吳志旺,易同祥等通過正交試驗的方法對旋流自吸式離心油泵泵體進行了結構優化,取得了較好的結果。2010年,王春林博士對旋流自吸式離心油泵的設計及內部流動進行了深入的研究。

                        在數值模擬研究方面,隨著計算流體力學軟件的迅速發展,應用CFD對流體機械進行數值模擬,對其內部流場進行研究以及對其性能進行預測變得日益廣泛。這主要是因為傳統的理論分析和試驗研究方法,都具有較大的局限性:有些問題特別復雜,得到解析解要耗費巨大的人力財力,甚至根本得不到解;或者通過大量的樣機試驗,需要大量的開發成本及較長的研發周期,這就使人們對復雜問題研究轉向效果更好的數值計算模擬上來,然后再通過實驗進行驗證。

                        由于自吸式離心油泵的結構比較復雜,對自吸式離心油泵進行數值模擬計算較少,特別是氣液兩相流的模擬研究更是少之又少。雖然有一些學者研究了氣液混合的情況,但僅僅是基于某個瞬態的進口壓強條件恒定的條件下模擬的,通常是用某個含氣率來設定進口條件,而不能模擬整個自吸過程中泵內氣液混合情況,再加上內部流體對回流閥的作用力,回流閥會變形,從而影響自吸性能。所以單單在流體分析軟件中模擬氣液混合情況并不是泵內真實情況的寫照。而只能找到某瞬態氣液混合情況,這對確定優的自吸性能是不夠的。

                        與傳統流動測試相比,CFD具備速度快、數據完整、費用低等顯著優點,將越來越多的應用在水泵的數值模擬上,特別是水泵正常工作時的水力性能的模擬。泵的三維結構設計及數值模擬計算成為國內外當前研究的熱點之一。

                        綜上所述,國內水泵的研究者應該積極學習國外的經驗和研究成果,把自吸式離心油泵的研究更近一步。今后自吸式離心油泵需要解決的問題是提高使用的可靠性,能適應多種工作環境,優化其結構設計,進一步完善自吸式離心泵的自吸性能。

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