隨著國(guó)內(nèi)給排水工程的不斷發(fā)展,對(duì)泵各方面的要求越來(lái)越高,給排水泵產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面。
1.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法
當(dāng)前,泵仍是一門理論與經(jīng)驗(yàn)參半的學(xué)科,一次成功的水力模型設(shè)計(jì)往往要經(jīng)過反復(fù)的修改和試驗(yàn)才能完成,僅僅依靠傳統(tǒng)的泵設(shè)計(jì)方法已不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代化的產(chǎn)品開發(fā)需要。如作為使用最為廣泛的泵類產(chǎn)品之一的離心泵,因其葉輪內(nèi)部的復(fù)雜性,流場(chǎng)測(cè)試的難度相對(duì)較大,不能定量地對(duì)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行分析計(jì)算,無(wú)法從根本上解決離心泵的理論設(shè)計(jì)問題。
隨著科技的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)性能不斷提升,計(jì)算流體力學(xué)CFD技術(shù)迅速發(fā)展,數(shù)值計(jì)算精度大幅提升,數(shù)值模擬已經(jīng)成為進(jìn)行流體理論研究和工程應(yīng)用的重要手段,該方法在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛,其準(zhǔn)確性得到了一致認(rèn)可。因此,在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,應(yīng)用CFD技術(shù)與試驗(yàn)研究相結(jié)合的手段,建立并完善泵水力元件的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法(即一種基于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、CFD計(jì)算流體力學(xué)和試驗(yàn)手段的高效率水力性能設(shè)計(jì)方法)勢(shì)在必行。
2.新材料新工藝
泵的材料從鑄鐵到特種金屬合金,從橡膠制品、陶瓷等典型非金屬材料到工程塑料,在解決泵的耐腐蝕、耐磨損和耐高溫等問題上都發(fā)揮了顯著的作用。同時(shí),新工藝的運(yùn)用,又更好地使新材料運(yùn)用到泵的零部件乃至整個(gè)泵系統(tǒng)中。如采用高強(qiáng)度的復(fù)合材料替代金屬材料,新的表面涂覆技術(shù)和表面處理技術(shù),同樣具有良好的耐磨、耐腐蝕特性。
3.多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)
在泵的設(shè)計(jì)過程中,大都以泵的某一個(gè)目標(biāo)來(lái)提高泵的效率,而對(duì)其他目標(biāo)參數(shù)考慮過少。如在離心泵的設(shè)計(jì)中常以葉輪的機(jī)械損失最小為目標(biāo),不考慮其他損失,但離心泵的容積損失、水力損失與機(jī)械損失的變化規(guī)律并不同向,這樣勢(shì)必導(dǎo)致在以機(jī)械損失優(yōu)化后,離心泵的效率提高受限。
因此,從單點(diǎn)/目標(biāo)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向多點(diǎn)/目標(biāo)設(shè)計(jì)尤為必要;同時(shí),遺傳優(yōu)化算法為泵水力部件的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供可行的辦法。