水泵设计制造水平提升策略的相关分析

水泵设计制造水平提升策略的相关分析

唐明

柳州市标新特钢泵阀有限公司

摘要：随着社会经济的快速发展和科技水平的不断提高，当前国内工业整体水平大幅度提升，尤其是机械设备设计与研发能力增强。水泵设计与生产制造技术不断突破，虽然自主生产能力增强，但是仍有创新和改进的潜力。本文将对水泵设计制造及其主导思想进行分析，并在此基础上就国内水泵设计制造水平提升策略，谈一下个人的观点和认识，以供参考。

关键词：现代工业；水泵；设计制造；提升策略；研究

在当前社会经济快速发展的时代背景下，国内机械设备设计制造业整体发展水平有所提升，尤其是水泵设计制造技术不断突破。水泵作为一种液体输送以及增压机械设备，多应用在排污、供水、冶炼、化工以及石油输送和发电等现代工业领域。水泵及配套设施的广泛应用，有利于水泵设计与制造水平的提升。

一、水泵设计制造及其主导思想

水泵设计制造业作为国内通用机械设备生产制造业的主要组成部分，其中在当前社会经济发展过程中起到了重要作用。水泵设计制造过程中，以联合设计、自主研发以及新技术的引进和应用等形式为主。目前国内市场上比较常见的水泵产品，技术已经非常的成熟，然而从某种意义上来看，国内水泵设计以及自主研发的企业缺乏市场竞争力，很多产品出自仿制或者引进后二次改进，整体上来看属于中低端水泵产品。在设计与制造过程中，由于自主研发能力欠缺，水泵设备的整体制作空间及其拓展性差，尤其是创新技术应用以及新工艺和材料利用等方面难以实现实质性的突破。

在当前的形势下，若想提升水泵设计与制造效能，最重要的就是要进行技术创新和改进，将新材料、技术和工艺，有效地应用于水泵设备的设计与制造实践中。目前水泵产品的设计制造高端技术，不在国内，而在西方发达国家及其企业手中，而且形成了自主知识产权以及结构设计突出和新材料注重应用的思想观念。比如，德国作为世界先进水泵设计制造国家，非常注重水泵产品制造用材，而且材料、工艺必须达到高标准，设计制造过程中需加强细节处理。总结之，目前国际社会的水泵产品设计制造过程中所坚持的主导思想如下：首先，采用先进的技术方法。在水泵设计制造过程中，引进和应用大容量的精准预测设备、技术手段以及模型设计方法；磁性轴的应用，使水泵设计制造技术得以突破，水泵产品的整体制造工艺更进一步。其次，注重新技术的研发与应用。水泵研发时发现会有汽蚀现象发生，这是非常有用的研究成果；此外，外企还研究了双方向水泵震动的机理与特征，这些研究大大激发了水泵产品的设计与制造潜能。最后，采用现代计算机技术辅助设计制造。在水泵设计制造过程中，采用计算机辅助技术，能够有效提升效能，有助于成本的控制和水泵产品设计制造效能的提升。

二、水泵设计制造水平提升的有效策略

基于以上对当前水泵设计制造及其效能实现的主导思想概述和分析，笔者认为要想提升水泵设计制造水平，可从以下几个方面着手：

1、积极改造水泵叶轮

水泵叶轮是其关键部件，可比拟成“心脏”，从某种程度上来讲，叶轮质量直接决定着整个水泵的质量与应用效能。工况与设计技术相同或相似条件下，泵体对性能不会产生太大的影响，然而叶轮对整个水泵产生的影响则是持续的，更为直接。因此，若想提升水泵效能，应当优化和改造叶轮。水泵设计制造企业，应当注重国外先进技术的引入和应用，采用大容量精确预测技术对水泵叶轮模型预测，强化实效设计，并采用有限元计算、实验模态分析法对叶轮的动态特征计算与分析。模态置信度以及特征值灵敏度理论，在水泵叶轮设计制作中的应用，构成了动态突出的水泵叶轮体系，这在很大程度上提高了泵机组的效能，有效地延长了水泵成品叶轮的服役期限。就水泵叶轮工艺改造而言，相关企业、机构，应当基于研发的视角入手，引用新材料和工艺来有效提高叶轮品质和性能，以保证叶轮的稳定性以及实用性。

2、采用三元流技术方法

所谓三元流技术，即国内在水泵设计制造过程中所采用的国际领先技术手段，上世纪八十年代该技术方法就被业界公认为关键技术。从实践来看，水泵设计制造过程中，存在着粘性以及压力梯度，泵轮出口沿着叶片吸力面出现流体脱流现象。对于尾迹区技术而言，“射流——尾迹三元流动”技术更加的准确和简便，并且能够进行定量分析，从中获取一定的结果，这样可以使水泵的性能安全稳定。对于水泵设计制造而言，三元流叶轮改造能够提升其效能。这一技术手段采用的是目前国内比较先进的软件系统，对泵内水力部件针对性的进行优化设计，设计者可在确保水泵电机以及管线固定条件不变的基础上，提高压力、增大水泵流量和泵效。

3、对流体力学运用进行科学计算

现代工业的机械设备设计，离不开计算机辅助技术应用。对于计算流体力学而言，其重点价值在于可通过计算机技术和软件求解相关——方程控制流体流动。通过计算流体力学计算的有效运用，可有效减少试验误差和次数，对于提高设计改造质量和效率以及减少成本所起的作用不可小觑。为了突出计算流体力学应用优势，业界开发了新的软件系统，比如三维粘性数值模拟系统，不仅可以较少资金的投入量，而且能够加快水泵设计制造和效能提升速度。为可能够提升水泵产品的效能，从以下两个方面计算流体力学运用。第一，叶轮网格生成。这项技术方法是流体流动数值模拟模型的保障，叶轮网格划分是流数值模拟的一项非常关键的技术，在很大程度上影响着整个解析过程和结果，研发过程中应当加大资金以及先进技术手段的投入和应用，从而使叶轮网格划分科学化、规范化；第二，离心泵内部的流场有效性模拟和分析。采用计算流动数值技术，分析研究离心泵内部流动规律，可有效推动离心泵设计制造。

结束语：

总而言之，水泵设计改造是一个动态而又持续的过程，实践中应当加强重视，立足实际，与时俱进，不断创新和研发自主品牌的水泵产品。只有这样才能提高水泵设计制造水平，才能使我国水泵产业走上可持续发展之路。

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