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中國水泵行業(yè)發(fā)展潮流
點擊次數(shù)：183 發(fā)布時間：2014-9-18
跟隨中國水泵行業(yè)技術(shù)發(fā)展的潮流，準確把握水泵技術(shù)的發(fā)展趨勢是中國水泵企業(yè)成長的基礎。水泵技術(shù)的發(fā)展一如其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一樣，是由市場需求的推動取得的。
當今二十一世紀，以環(huán)保、電子等領域高科技發(fā)展及世界可持續(xù)發(fā)展為主所產(chǎn)生的巨大需求的背景下，對于包括泵行業(yè)在內(nèi)的許多行業(yè)或領域都帶來了技術(shù)的變革和飛速發(fā)展。中國水泵技術(shù)的發(fā)展趨勢，主要有以下幾點：水泵產(chǎn)品的多元化產(chǎn)品的生命力在于市場的需求。
如今的市場需求正是要求產(chǎn)品有各自的特色特點，做到與眾不同；正是這一點，造就了泵產(chǎn)品的多元化趨勢。它的多元性主要體現(xiàn)在泵輸送介質(zhì)的多樣性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異性和運行要求的不同性等幾個方面。
從輸送介質(zhì)的多樣性來看，zui早泵的輸送對象為單一的水及其它可流動的液體、氣體或漿體、以及固液混合物、氣液混合物、固液氣混合物，直至輸送活的物體如大豆、魚類等等。不同的輸送對象對于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求均不同。除了輸送對象對泵的結(jié)構(gòu)有不同要求外，在泵的安裝形式、管道布置形式。維護維修等方面對泵的內(nèi)在或外在的結(jié)構(gòu)均提出新要求。
同時，各個生產(chǎn)廠商，在結(jié)構(gòu)的設計上又加人了各自企業(yè)的理念，要加提高了泵結(jié)構(gòu)的多元化程度?；诳沙掷m(xù)發(fā)展和環(huán)保的總體背景，泵的運行環(huán)境對泵的設計又提出了眾多的要求，如泄漏減少、噪聲振動降低、可靠性增加、壽命延長等均對泵的設計提出了不同的側(cè)重點或幾個著重點并行均需考慮，也必然形成泵的多元化形式。
水泵產(chǎn)品的標準化與模塊化在產(chǎn)品出現(xiàn)多元化的同時，泵作為通用產(chǎn)品，總體總量依舊巨大。在市場中，除出現(xiàn)技術(shù)性競爭外，產(chǎn)品的價格競爭尤其是通用化產(chǎn)品的價格競爭是必然趨勢。在產(chǎn)品出現(xiàn)多元化的趨勢下，要實現(xiàn)產(chǎn)品價格的競爭優(yōu)勢，提高產(chǎn)品零部件的標準化程度，實現(xiàn)產(chǎn)品零部件的模塊化是必須的。
在眾多零部件實現(xiàn)模塊化后，通過不同模塊的組合或改變個別零件的特性，以實現(xiàn)產(chǎn)品的多元化。同時，只有當零部件標準化程度提高后才有可能基于產(chǎn)品的多元化基礎上實際規(guī)模化的零部件生產(chǎn)，用以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和形成產(chǎn)品的價格競爭優(yōu)勢，也可以在產(chǎn)品多元化的基礎上進一步地縮短產(chǎn)品的交貨周期。
水泵設計水平提升與制造技術(shù)優(yōu)化的有機結(jié)合進入信息時代的今天，泵的設計人員早已經(jīng)利用計算機技術(shù)來進行產(chǎn)品的開發(fā)設計（如CAD的利用）大大提高了設計本身的速度，縮短了產(chǎn)品設計的周期。而在生產(chǎn)為主的制造當中，以數(shù)控技術(shù)CAM為代表的制造技術(shù)業(yè)已深人到泵的生產(chǎn)當中。
但是，從日前國內(nèi)的情況看，數(shù)控技術(shù)CAM主要應用在批量產(chǎn)品的生產(chǎn)上。對于單件或小批的生產(chǎn)，目前CAM技術(shù)尚未在泵行業(yè)當中普遍實施，單件小批的生產(chǎn)仍舊以傳統(tǒng)生產(chǎn)設備為主。
由于市場要求生產(chǎn)廠商的貨期盡可能縮短，尤其對于特殊產(chǎn)品（針對用戶要求生產(chǎn)的產(chǎn)品）供貨周期縮短，必然要求泵的生產(chǎn)企業(yè)加速利用CAM技術(shù)甚至是計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）.柔性制造（FMC和FMS）對從設計到制造模具、零件加工等各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)一致處理保證一旦設計完成，產(chǎn)品零部件的加工也趨于同期完成，以確?？s短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。
與此同時，除利用計算機制圖外還將在計算機這個載體上實現(xiàn)產(chǎn)品的強度分析、可靠性預估和三維立體設計，將原來需要在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)和解決的工藝問題、局部結(jié)構(gòu)問題及裝配性問題等方面提至生產(chǎn)前進行防范，縮短產(chǎn)品的試制期。
以CAD為主的新技術(shù)廣泛應用（1）泵的模具、葉片和重要零件開始用數(shù)控機床加工，從而可以提高泵的制造質(zhì)量，圖1是用數(shù)控銑床加工軸流泵葉片和用于加工的葉片三維圖。
?。?）泵水力設計與繪型軟件逐漸代替人工計算和繪圖有人問用這個軟件設計的泵效率有多高，這是外行人說的話，再好的軟件也要人去使用，可以溶入設計者的設計思想和經(jīng)驗，而且快速、準確。圖2是用JP1軟件設計的螺旋離心泵葉輪水力圖，設計該圖只需10min,人工設計可能要兩天。
（3）泵內(nèi)流場計算從準三元非黏性流動向全三元黏性流動進展準三元非黏性流動計算的主要方法是S1、S2兩類流面迭代，它是把三維流動降維成二維，也就是用子午面（軸面）和任意轉(zhuǎn)面（流面）上的流動進行迭代求解，解決三維流動問題。由于把復雜的三維流動簡化成二維求解，使得解的精度受到影響。
近年計算流體動力學（ComputationalFluidDynamics）,簡稱CFD問世，為流體機械流場計算提供了新的思路和手段。用CFD進行流場計算，首先要把計算區(qū)域畫成三維實體，然后生成網(wǎng)格（GridGeneration）,再用商用CFD軟件Fluent等進行計算，見圖3.
?。?）內(nèi)部流場測量以前經(jīng)常采用探針進行測量，一方面控針本身對流動的影響很大，另一方面測量旋轉(zhuǎn)流場的轉(zhuǎn)換裝置也很復雜。進一步使用激光多普勒測速儀（LVD）,它是用激光照射流動中的粒子，光被粒子散射，根據(jù)散射的成度測量流速。這種方法已經(jīng)成熟并廣泛應用，但是一般只測量一點速度的某一分量。
現(xiàn)在開始使用粒子圖象測速技術(shù)（PIV）,其工作原理是在流場中散布示蹤粒子，用脈沖片光源照射流場，通過連續(xù)兩次或多次曝光，粒子圖象被記錄在底片上，由此獲得流場速度分布。這種方法突破傳統(tǒng)的單點測量的限制，可瞬時無接觸測量一個截面上的速度分布，具有較高的測量精度。
?。?）優(yōu)化設計方法為了提高泵的性能，許多學者進行了優(yōu)化設計方法研究。歸納起來主要有以下幾種方法：以模型統(tǒng)計資料為基礎的速度系數(shù)優(yōu)化法；以水力損失zui小為目標的損失極值優(yōu)化法；以某一指標為目標函數(shù)的準則篩選優(yōu)化法。
值得說明的是目前的優(yōu)化設計方法，可能只對具體泵的設計有指導意義。另外CFD等*技術(shù)的問世，在很大程度上沖淡了對優(yōu)化設計的興趣，近兩年研究優(yōu)化設計方法的學者逐漸減少。
泵內(nèi)在特性的提升與追求外在特性泵的內(nèi)在特性是指包括產(chǎn)品性能、零部件質(zhì)量、整機裝配質(zhì)量、外觀質(zhì)量等在內(nèi)的產(chǎn)品固有特性，簡稱為品質(zhì)。在這一點上，是目前許多泵生產(chǎn)廠商所關注的也是努力再提高、改進的方面。
而實際上，我們可以發(fā)現(xiàn)，有許多的產(chǎn)品在工廠檢測符合發(fā)至使用單位運行后，往往達不到工廠出廠檢測的效果，發(fā)生諸如過載、噪聲增大，使用達不到要求或壽命降低等等方面的問題；而泵在實際當中所處的運行點或運行特征，我們稱之為泵的外在特性或系統(tǒng)特性。
技術(shù)人員在進行產(chǎn)品設計時，為提高某一產(chǎn)品的百分之一效率常常花費不少心思；而泵運行如果偏離設計的點，實際運行的效率遠不止降低百分之一?，F(xiàn)在，泵生產(chǎn)廠家同時為用戶配套包括變頻在內(nèi)的控制設備及成套設備，實際上已介入到泵的外在特性的追求上了。在此基礎上，再關注泵的集中控制系統(tǒng)，提高整個泵及泵站運行效率，則是在泵的外在特性的追求上更上一層樓。
從銷售角度看，推銷產(chǎn)品即是在推銷泵的內(nèi)在特性；而關注泵的外在特性則是生產(chǎn)廠商不僅是推銷產(chǎn)品，更是在推銷泵站（成套工程項目）.從使用角度看，好的產(chǎn)品必定是適合運行環(huán)境的產(chǎn)品而非出廠檢測判別的產(chǎn)品。
新材料新工藝的加速利用過去這么多年來，新材料和新工藝的運用是推動泵技術(shù)發(fā)展的一個主要的因素。泵用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、耐高溫等環(huán)境上都發(fā)揮了突出的作用。同時新工藝的運用，又更好地使新材料運用到泵的零部件乃至整個泵當中。
如國外有些廠商已設計并推出了全部采用工程塑料制成的泵。比用一般金屬材料生產(chǎn)的泵在強度上毫不遜色，在耐蝕耐磨上更勝*。又比如利用新的表面涂覆技術(shù)和表面處理技術(shù)，同樣可解決泵的抗蝕和抗磨問題。新材料的進一步發(fā)展和新工藝的運用深入，在泵領域內(nèi)的應用將更加廣泛。
當今二十一世紀，以環(huán)保、電子等領域高科技發(fā)展及世界可持續(xù)發(fā)展為主所產(chǎn)生的巨大需求的背景下，對于包括泵行業(yè)在內(nèi)的許多行業(yè)或領域都帶來了技術(shù)的變革和飛速發(fā)展。中國水泵技術(shù)的發(fā)展趨勢，主要有以下幾點：水泵產(chǎn)品的多元化產(chǎn)品的生命力在于市場的需求。
如今的市場需求正是要求產(chǎn)品有各自的特色特點，做到與眾不同；正是這一點，造就了泵產(chǎn)品的多元化趨勢。它的多元性主要體現(xiàn)在泵輸送介質(zhì)的多樣性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異性和運行要求的不同性等幾個方面。
從輸送介質(zhì)的多樣性來看，zui早泵的輸送對象為單一的水及其它可流動的液體、氣體或漿體、以及固液混合物、氣液混合物、固液氣混合物，直至輸送活的物體如大豆、魚類等等。不同的輸送對象對于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求均不同。除了輸送對象對泵的結(jié)構(gòu)有不同要求外，在泵的安裝形式、管道布置形式。維護維修等方面對泵的內(nèi)在或外在的結(jié)構(gòu)均提出新要求。
同時，各個生產(chǎn)廠商，在結(jié)構(gòu)的設計上又加人了各自企業(yè)的理念，要加提高了泵結(jié)構(gòu)的多元化程度?；诳沙掷m(xù)發(fā)展和環(huán)保的總體背景，泵的運行環(huán)境對泵的設計又提出了眾多的要求，如泄漏減少、噪聲振動降低、可靠性增加、壽命延長等均對泵的設計提出了不同的側(cè)重點或幾個著重點并行均需考慮，也必然形成泵的多元化形式。
水泵產(chǎn)品的標準化與模塊化在產(chǎn)品出現(xiàn)多元化的同時，泵作為通用產(chǎn)品，總體總量依舊巨大。在市場中，除出現(xiàn)技術(shù)性競爭外，產(chǎn)品的價格競爭尤其是通用化產(chǎn)品的價格競爭是必然趨勢。在產(chǎn)品出現(xiàn)多元化的趨勢下，要實現(xiàn)產(chǎn)品價格的競爭優(yōu)勢，提高產(chǎn)品零部件的標準化程度，實現(xiàn)產(chǎn)品零部件的模塊化是必須的。
在眾多零部件實現(xiàn)模塊化后，通過不同模塊的組合或改變個別零件的特性，以實現(xiàn)產(chǎn)品的多元化。同時，只有當零部件標準化程度提高后才有可能基于產(chǎn)品的多元化基礎上實際規(guī)模化的零部件生產(chǎn)，用以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和形成產(chǎn)品的價格競爭優(yōu)勢，也可以在產(chǎn)品多元化的基礎上進一步地縮短產(chǎn)品的交貨周期。
水泵設計水平提升與制造技術(shù)優(yōu)化的有機結(jié)合進入信息時代的今天，泵的設計人員早已經(jīng)利用計算機技術(shù)來進行產(chǎn)品的開發(fā)設計（如CAD的利用）大大提高了設計本身的速度，縮短了產(chǎn)品設計的周期。而在生產(chǎn)為主的制造當中，以數(shù)控技術(shù)CAM為代表的制造技術(shù)業(yè)已深人到泵的生產(chǎn)當中。
但是，從日前國內(nèi)的情況看，數(shù)控技術(shù)CAM主要應用在批量產(chǎn)品的生產(chǎn)上。對于單件或小批的生產(chǎn)，目前CAM技術(shù)尚未在泵行業(yè)當中普遍實施，單件小批的生產(chǎn)仍舊以傳統(tǒng)生產(chǎn)設備為主。
由于市場要求生產(chǎn)廠商的貨期盡可能縮短，尤其對于特殊產(chǎn)品（針對用戶要求生產(chǎn)的產(chǎn)品）供貨周期縮短，必然要求泵的生產(chǎn)企業(yè)加速利用CAM技術(shù)甚至是計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）.柔性制造（FMC和FMS）對從設計到制造模具、零件加工等各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)一致處理保證一旦設計完成，產(chǎn)品零部件的加工也趨于同期完成，以確?？s短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。
與此同時，除利用計算機制圖外還將在計算機這個載體上實現(xiàn)產(chǎn)品的強度分析、可靠性預估和三維立體設計，將原來需要在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)和解決的工藝問題、局部結(jié)構(gòu)問題及裝配性問題等方面提至生產(chǎn)前進行防范，縮短產(chǎn)品的試制期。
以CAD為主的新技術(shù)廣泛應用（1）泵的模具、葉片和重要零件開始用數(shù)控機床加工，從而可以提高泵的制造質(zhì)量，圖1是用數(shù)控銑床加工軸流泵葉片和用于加工的葉片三維圖。
?。?）泵水力設計與繪型軟件逐漸代替人工計算和繪圖有人問用這個軟件設計的泵效率有多高，這是外行人說的話，再好的軟件也要人去使用，可以溶入設計者的設計思想和經(jīng)驗，而且快速、準確。圖2是用JP1軟件設計的螺旋離心泵葉輪水力圖，設計該圖只需10min,人工設計可能要兩天。
（3）泵內(nèi)流場計算從準三元非黏性流動向全三元黏性流動進展準三元非黏性流動計算的主要方法是S1、S2兩類流面迭代，它是把三維流動降維成二維，也就是用子午面（軸面）和任意轉(zhuǎn)面（流面）上的流動進行迭代求解，解決三維流動問題。由于把復雜的三維流動簡化成二維求解，使得解的精度受到影響。
近年計算流體動力學（ComputationalFluidDynamics）,簡稱CFD問世，為流體機械流場計算提供了新的思路和手段。用CFD進行流場計算，首先要把計算區(qū)域畫成三維實體，然后生成網(wǎng)格（GridGeneration）,再用商用CFD軟件Fluent等進行計算，見圖3.
?。?）內(nèi)部流場測量以前經(jīng)常采用探針進行測量，一方面控針本身對流動的影響很大，另一方面測量旋轉(zhuǎn)流場的轉(zhuǎn)換裝置也很復雜。進一步使用激光多普勒測速儀（LVD）,它是用激光照射流動中的粒子，光被粒子散射，根據(jù)散射的成度測量流速。這種方法已經(jīng)成熟并廣泛應用，但是一般只測量一點速度的某一分量。
現(xiàn)在開始使用粒子圖象測速技術(shù)（PIV）,其工作原理是在流場中散布示蹤粒子，用脈沖片光源照射流場，通過連續(xù)兩次或多次曝光，粒子圖象被記錄在底片上，由此獲得流場速度分布。這種方法突破傳統(tǒng)的單點測量的限制，可瞬時無接觸測量一個截面上的速度分布，具有較高的測量精度。
?。?）優(yōu)化設計方法為了提高泵的性能，許多學者進行了優(yōu)化設計方法研究。歸納起來主要有以下幾種方法：以模型統(tǒng)計資料為基礎的速度系數(shù)優(yōu)化法；以水力損失zui小為目標的損失極值優(yōu)化法；以某一指標為目標函數(shù)的準則篩選優(yōu)化法。
值得說明的是目前的優(yōu)化設計方法，可能只對具體泵的設計有指導意義。另外CFD等*技術(shù)的問世，在很大程度上沖淡了對優(yōu)化設計的興趣，近兩年研究優(yōu)化設計方法的學者逐漸減少。
泵內(nèi)在特性的提升與追求外在特性泵的內(nèi)在特性是指包括產(chǎn)品性能、零部件質(zhì)量、整機裝配質(zhì)量、外觀質(zhì)量等在內(nèi)的產(chǎn)品固有特性，簡稱為品質(zhì)。在這一點上，是目前許多泵生產(chǎn)廠商所關注的也是努力再提高、改進的方面。
而實際上，我們可以發(fā)現(xiàn)，有許多的產(chǎn)品在工廠檢測符合發(fā)至使用單位運行后，往往達不到工廠出廠檢測的效果，發(fā)生諸如過載、噪聲增大，使用達不到要求或壽命降低等等方面的問題；而泵在實際當中所處的運行點或運行特征，我們稱之為泵的外在特性或系統(tǒng)特性。
技術(shù)人員在進行產(chǎn)品設計時，為提高某一產(chǎn)品的百分之一效率常常花費不少心思；而泵運行如果偏離設計的點，實際運行的效率遠不止降低百分之一?，F(xiàn)在，泵生產(chǎn)廠家同時為用戶配套包括變頻在內(nèi)的控制設備及成套設備，實際上已介入到泵的外在特性的追求上了。在此基礎上，再關注泵的集中控制系統(tǒng)，提高整個泵及泵站運行效率，則是在泵的外在特性的追求上更上一層樓。
從銷售角度看，推銷產(chǎn)品即是在推銷泵的內(nèi)在特性；而關注泵的外在特性則是生產(chǎn)廠商不僅是推銷產(chǎn)品，更是在推銷泵站（成套工程項目）.從使用角度看，好的產(chǎn)品必定是適合運行環(huán)境的產(chǎn)品而非出廠檢測判別的產(chǎn)品。
新材料新工藝的加速利用過去這么多年來，新材料和新工藝的運用是推動泵技術(shù)發(fā)展的一個主要的因素。泵用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、耐高溫等環(huán)境上都發(fā)揮了突出的作用。同時新工藝的運用，又更好地使新材料運用到泵的零部件乃至整個泵當中。
如國外有些廠商已設計并推出了全部采用工程塑料制成的泵。比用一般金屬材料生產(chǎn)的泵在強度上毫不遜色，在耐蝕耐磨上更勝*。又比如利用新的表面涂覆技術(shù)和表面處理技術(shù)，同樣可解決泵的抗蝕和抗磨問題。新材料的進一步發(fā)展和新工藝的運用深入，在泵領域內(nèi)的應用將更加廣泛。