離心泵的新技術(shù)廣泛應(yīng)用
人氣：89 評(píng)論：0 日期：2016/9/3 11:36:37 標(biāo)簽：全部
進(jìn)入信息時(shí)代的今天，離心泵的設(shè)計(jì)人員早已經(jīng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)（如CAD的利用）大大提高了設(shè)計(jì)本身的速度，縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期。而在生產(chǎn)為主的制造當(dāng)中，以數(shù)控技術(shù)CAM為代表的制造技術(shù)業(yè)已深人到離心泵的生產(chǎn)當(dāng)中。但是，從日前國內(nèi)的情況看，數(shù)控技術(shù)CAM主要應(yīng)用在批量產(chǎn)品的生產(chǎn)上。對(duì)于單件或小批的生產(chǎn)，目前CAM技術(shù)尚未在離心泵行業(yè)當(dāng)中普遍實(shí)施，單件小批的生產(chǎn)仍舊以傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備為主。
由于市場要求生產(chǎn)廠商的貨期盡可能縮短，尤其對(duì)于特殊產(chǎn)品（針對(duì)用戶要求生產(chǎn)的產(chǎn)品）供貨周期縮短，必然要求離心泵的生產(chǎn)企業(yè)加速利用CAM技術(shù)甚至是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）。柔性制造（FMC和FMS）對(duì)從設(shè)計(jì)到制造模具、零件加工等各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)一致處理 保證一旦設(shè)計(jì)完成，產(chǎn)品零部件的加工也趨于同期完成，以確保縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。
與此同時(shí)，除利用計(jì)算機(jī)制圖外還將在計(jì)算機(jī)這個(gè)載體上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的強(qiáng)度分析、可靠性預(yù)估和三維立體設(shè)計(jì)，將原來需要在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)和解決的工藝問題、局部結(jié)構(gòu)問題及裝配性問題等方面提至生產(chǎn)前進(jìn)行防范，縮短產(chǎn)品的試制期。
以CAD為主的新技術(shù)廣泛應(yīng)用
（1）離心泵的模具、葉片和重要零件開始用數(shù)控機(jī)床加工，從而可以提高離心泵的制造質(zhì)量，圖 1 是用數(shù)控銑床加工軸流離心泵葉片和用于加工的葉片三維圖。
（2）離心泵水力設(shè)計(jì)與繪型軟件逐漸代替人工計(jì)算和繪圖 有人問用這個(gè)軟件設(shè)計(jì)的離心泵效率有多高，這是外行人說的話，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）離心泵內(nèi)流場計(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)問題。由于把復(fù)雜的三維流動(dòng)簡化成二維求解，使得解的精度受到影響。 近年計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（ Computational Fluid Dynamics ） , 簡稱 CFD 問世，為流體機(jī)械流場計(jì)算提供了新的思路和手段。用 CFD 進(jìn)行流場計(jì)算，首先要把計(jì)算區(qū)域畫成三維實(shí)體，然后生成網(wǎng)格 （ Grid Generation ），再用商用 CFD 軟件 Fluent 等進(jìn)行計(jì)算，見圖 3 。
（4）內(nèi)部流場測(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)在開始使用粒子圖象測(cè)速技術(shù)（ PIV ），其工作原理是在流場中散布示蹤粒子，用脈沖片光源照射流場，通過連續(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 為了提高離心泵的性能，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。值得說明的是目前的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，可能只對(duì)具體離心泵的設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義。另外 CFD 等先進(jìn)技術(shù)的問世，在很大程度上沖淡了對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的興趣，近兩年研究優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的學(xué)者逐漸減少。
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