1.現(xiàn)代設(shè)計方法
當(dāng)前,泵仍是一門理論與經(jīng)驗參半的學(xué)科,一次成功的水力模型設(shè)計往往要經(jīng)過反復(fù)的修改和試驗才能完成,僅僅依靠傳統(tǒng)的泵設(shè)計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,流場測試的難度相對較大,不能定量地對離心泵內(nèi)部流場進(jìn)行分析計算,無法從根本上解決離心泵的理論設(shè)計問題。
隨著科技的進(jìn)步,計算機(jī)性能不斷提升,計算流體力學(xué)CFD技術(shù)迅速發(fā)展,數(shù)值計算精度大幅提升,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)計方法的基礎(chǔ)上,應(yīng)用CFD技術(shù)與試驗研究相結(jié)合的手段,建立并完善泵水力元件的現(xiàn)代設(shè)計方法(即一種基于傳統(tǒng)設(shè)計方法、CFD計算流體力學(xué)和試驗手段的高效率水力性能設(shè)計方法)勢在必行。
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,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
在泵的設(shè)計過程中,大都以泵的某一個目標(biāo)來提高泵的效率,而對其他目標(biāo)參數(shù)考慮過少。如在離心泵的設(shè)計中常以葉輪的機(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/目標(biāo)設(shè)計轉(zhuǎn)向多點/目標(biāo)設(shè)計尤為必要;同時,遺傳優(yōu)化算法為泵水力部件的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計提供可行的辦法。
4.節(jié)能降耗
能源消耗日益嚴(yán)重,能源問題已成為全球必須面對和解決的問題,節(jié)能降耗迫在眉睫。流體在輸送過程中,泵站的動力幾乎全部用于克服流體表面摩擦阻力。泵在給排水工程中耗電量巨大,對自來水制水成本、污水處理成本等有較大的影響,如:一般城鎮(zhèn)自來水廠泵站消耗電費約占制水成本的40%一70%,而在整個給水工程的用電量中有近95%的電量用來維持泵的運(yùn)轉(zhuǎn),同時泵在城市污水處理中也是耗能最大的產(chǎn)品,因此,對于泵的節(jié)能降耗問題顯然已成為泵行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問題之一。并且,這一問題在現(xiàn)階段國家倡導(dǎo)節(jié)能減排的大環(huán)境下具有良好的發(fā)展前景,符合國家"十二五"計劃的發(fā)展契機(jī)。
5.3D打印
伴隨著工業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)加工方法已無法滿足現(xiàn)代工業(yè)零部件的加工需求,即使在數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的今天,很多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件仍很難甚至無法加工。軸向力的作用下前后竄動,與前后護(hù)板發(fā)生摩擦,軸承受的扭矩和彎曲應(yīng)力急劇變大,同時還要承受軸向沖擊,軸發(fā)生斷裂。
通常,渣漿泵的軸徑設(shè)計裕量充足,斷軸的原因主要是外部因素造成的,在查找斷軸原因時,除了軸本身,我們還要著重考慮泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,軸受力的實際狀況,尤其要檢測轉(zhuǎn)子與前后護(hù)套是否產(chǎn)生摩擦碰撞。
六、操作規(guī)范
在現(xiàn)場,發(fā)現(xiàn)一些不規(guī)范的操作和管路設(shè)置,對泵可靠性有很大的影響。比如通過進(jìn)口閥門調(diào)節(jié)泵的性能參數(shù);泵的出口管路載荷強(qiáng)加在泵的出口法蘭上;泵長時間反轉(zhuǎn);不接沖洗管路及冷卻管路等,這些都極易造成泵的損壞。
泵長期穩(wěn)定的運(yùn)行是隨著正確的使用、操作和仔細(xì)的維護(hù)而增強(qiáng)和延長的。即使高品質(zhì)的泵,如果在不恰當(dāng)?shù)牟僮飨?,其可靠性也難免差強(qiáng)人意。所以要求操作者在操作泵之前,必須仔細(xì)閱讀相關(guān)的產(chǎn)品安裝使用維護(hù)說明書。