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新技術給設計高效率泵帶來曙光

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 19:10:06 來源:生意社

    泵(beng)是(shi)一(yi)種(zhong)通(tong)用(yong)機(ji)械(xie),也(ye)是(shi)人(ren)類(lei)發(fa)明(ming)最(zui)早(zao)的(de)將(jiang)自(zi)然(ran)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)有(you)用(yong)功(gong)的(de)機(ji)械(xie)之(zhi)一(yi)。曾(zeng)經(jing)日(ri)本(ben)對(dui)泵(beng)的(de)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)進(jin)行(xing)了(le)可(ke)信(xin)的(de)統(tong)計(ji),其(qi)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)泵(beng)在(zai)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)方(fang)麵(mian)出(chu)乎(hu)預(yu)料(liao)地(di)占(zhan)全(quan)國(guo)總(zong)發(fa)電(dian)量(liang)的(de)1/4。泵在機電產品中數量僅次於電機的在國民經濟中廣泛應用的主要通用機電產品。

  盡管如此,人們對泵內流動了解並不充分。或者說,人們還無法完全把握其流動規律。正如著名的天文學家開普勒所感慨的一樣:看(kan)來(lai)研(yan)究(jiu)星(xing)球(qiu)的(de)運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)似(si)乎(hu)比(bi)了(le)解(jie)我(wo)們(men)身(shen)邊(bian)的(de)水(shui)的(de)運(yun)動(dong)規(gui)律(lv)和(he)軌(gui)跡(ji)要(yao)簡(jian)單(dan)的(de)多(duo)。斯(si)捷(jie)潘(pan)諾(nuo)夫(fu)提(ti)出(chu)的(de)泵(beng)進(jin)口(kou)流(liu)動(dong)符(fu)合(he)最(zui)小(xiao)阻(zu)力(li)原(yuan)理(li)就(jiu)在(zai)學(xue)術(shu)界(jie)爭(zheng)論(lun)了(le)近(jin)半(ban)個(ge)世(shi)紀(ji),至(zhi)今(jin)仍(reng)然(ran)有(you)關(guan)於(yu)泵(beng)進(jin)口(kou)流(liu)動(dong)的(de)一(yi)些(xie)錯(cuo)誤(wu)觀(guan)點(dian)。

  泵現有的常用設計方法是(1)模型換算法,(2)速度係數法。這兩種方法都是以現有成功經驗為基礎的一種借鑒方式的設計方法,往往難以實現現有模型和一些傳統觀念的束縛。

  zaiwoguozhimingdeliutidonglizhuanjiawuzhonghuaxianshengchuangliyelunjixiedesanwuliudonglilunzhihou,bengdesanwuliuyinqileyanjiuzhedezhongshibingkaishiyingyongyubengdegaijinjisuanzhong。

  但dan是shi,泵beng的de三san元yuan流liu動dong計ji算suan對dui幾ji乎hu所suo有you的de泵beng製zhi造zao廠chang的de設she計ji師shi們men來lai說shuo是shi高gao不bu可ke攀pan的de。直zhi到dao日ri新xin月yue異yi的de計ji算suan機ji發fa展zhan和he研yan究jiu者zhe們men的de不bu斷duan深shen入ru,計ji算suan機ji技ji術shu和he流liu體ti力li學xue相xiang互hu結jie合he一yi門men新xin興xing的de科ke學xue―――CFD(計算流體動力學)的建立,同時一些軟件公司在CFOlingyuzhongkaifachugongnengqiangdadeshangyongruanjian,zheyangjishishejirenyuanduibianchengbuhenshuxi,yekeyiyunyongzhexiegongnengqiangdadeshangpinruanjian,fuwuyuyetidesheji。sanyuanliushejifangfazhubujinrushuibengchanpindeshiyongjieduan,geitishengbengshejishuiping,shengchangaoxiaolvdebengleichanpindailaileshuguang。

  CFD也(ye)叫(jiao)流(liu)體(ti)的(de)數(shu)值(zhi)模(mo)擬(ni),它(ta)是(shi)使(shi)用(yong)計(ji)算(suan)試(shi)驗(yan)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)模(mo)擬(ni)真(zhen)機(ji)或(huo)者(zhe)模(mo)擬(ni)機(ji)組(zu)的(de)流(liu)動(dong)情(qing)況(kuang),充(chong)分(fen)把(ba)握(wo)流(liu)體(ti)動(dong)力(li)學(xue)的(de)特(te)性(xing)從(cong)而(er)研(yan)究(jiu)其(qi)性(xing)能(neng)及(ji)各(ge)種(zhong)特(te)性(xing)。可(ke)進(jin)行(xing)流(liu)體(ti)機(ji)械(xie)的(de)開(kai)發(fa)設(she)計(ji)、性能改善、環境預測,還可解釋流體間複雜的湍流現象,模擬許多難以再現、測定困難的流動現象。

  CFD首先將實在的流體建立成數學模型(比如紊流模型、多相流模型、粘彈性流模型等),並用微分方程式和輔助的方程式進行表示,再用數值計算方法將這些方程式改寫成計算機能識別的代數方程式,這些計算方法包括:差分法、有限元素法、境界積分法、矢量法、wofadengdeng,genjujutifangchengdebutongtedian,caiyongbutongdejisuanfangfa。jingguocijieduan,weifenfangchengshizhuanbianweikeyifanfuyunsuandedanchundesizeyunsuanwenti。jiezheyongjisuanjilaijinxingjisuandedaojisuanjieguo。zhezhongshejifangfabujinkeyidadadesuoduanbengdeshejizhouqi,erqiekeyijianshaobengdeshiyancishu,congerdadadejiangdiyanfaheshengchandechengben。

  現在主流的CFD軟件有FLUENT、START-CD、PHOENICS、FLOWTAX等。我國越來越多專家學者們開始從事CFD研究並取得了可喜的成績。下圖是清華大學的唐輝、何楓利用FLUENT軟件對離心泵內流場進行了數值模擬研究的結果。隨著CFD的不斷深入和軟件易用化,CFD必將給泵設計效果帶來一次飛躍。
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