[00767918]大型双吸离心泵节能与稳定运行关键技术研究与应用

该项目所属学科为动力机械及流体动力工程。双吸离心泵因其具有流量大、扬程高、运行平衡等特点，广泛应用于中国水利、化工、能源、矿山、城市供水等重要领域。然而，双吸离心泵存在着耗能高、运行稳定性差、结构可靠性低等突出问题，这既阻碍了中国双吸泵高端装备制造水平的提高，又制约了节能减排战略的实施。 因此，为了对双吸离心泵节能和稳定运行关键技术进行深入研究，该项目采用理论分析、数值模拟和模型试验相结合的方法对双吸泵水力优化设计方法、压力脉动和流固耦合水力振动噪声特性进行了深入研究，项目成果促进了中国双吸泵高端装备制造业的发展，提升了泵装置系统节能和运行稳定性技术水平，加快了节能减排目标的实现。该项目取得了以下几方面创造性成果： （1）研发了新型高效可靠大流量双吸离心泵产品，取得了多项授权发明和实用新型专利，并获得新产品鉴定，具有较强的市场竞争力。制修定了2项国家标准和1项行业标准，提高了离心泵效率指标和铸造材料的工艺水平，扩大了泵的使用范围，提升了结构使用寿命，节能节材效果显著，可以为标准的使用各方提供可靠的理论依据，对泵行业技术水平整体提升起到了促进作用，有利于泵行业整体健康发展。 （2）建立了基于Kriging模型和遗传算法的离心泵叶轮水力优化设计方法，拓宽了双吸泵设计的高效区范围，经山东省泵类产品质量检测中心检测相关产品效率比行业标准提高3%～5%。创新了离心泵非定常流动诱导特性分析手段，提出了离心泵内部非定常压力脉动强度的定义方法，为进行结构优化，减小压力脉动提供依据；提出了离心泵内部非定常流动压力脉动的时-频域特性分析方法，从压力脉动产生的不稳定流动机理层面进行深入分析，在该基础上，提出了基于流动诱导特性的双吸离心泵多工况水力设计方法。 （3）提出了多场耦合的流动诱导振动和噪声的数值计算及实验测试方法。创建了适用于离心泵的高精度流固耦合计算方法，搭建了无机械振动干扰的流动诱导振动测量系统，揭示了离心泵的流动诱导振动瞬态动力学特性；发展了考虑声振耦合的流动诱导噪声数值计算方法和实验测量技术，揭示了水力噪声的瞬态传播和发展规律，为低振动低噪声离心泵水力设计提供了理论基础。 该项目的研究成果对确保大型水泵装置系统高效安全可靠运行具有重要意义。山东双轮股份有限公司以及采用该成果的泵生产企业近三年累计新增产值6.77亿元，新增利润1.89亿元。研究开发的双吸泵产品已在电力、石化、水利、能源等领域的大型企业广泛应用，取得了可观的间接经济效益，近三年节支总额约3614万元。授权发明专利6项，制定了2项国家标准、1项行业标准，省部级科技查新报告证实了知识产权的独有性，省部级科技成果鉴定表明主要技术指标达到国际先进水平。出版专著2部，发表论文43篇，其中SCI/EI检索论文41篇，被引用209次。该项目取得了显著的经济和社会效益，提升了泵行业整体技术水平，对中国节能减排战略的实施具有重要的促进作用，具有广阔的推广应用前景。