流体机械研究论文

流体机械研究论文

论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成，其中部分组成（例如附录）可有可无。论文各组成的排序为：题名、作者、摘要、关键词、英文题名、英文摘要、英文关键词、正文、参考文献和附录和致谢。
下面按论文的结构顺序依次叙述。
题目
(一)论文——题目科学论文都有题目，不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合，尽量不设副题，不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气，不用惊叹号或问号，也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。
署名
(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人，应该是能解答论文的有关问题者。往往把参加工作的人全部列上，那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者，也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。
引言
(三)论文——引言是论文引人入胜之言，很重要，要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。
材料方法
(四)论文——材料和方法按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格，写出实验方法、指标、判断标准等，写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志对论文投稿规定办即可。
实验结果
(五)论文——实验结果应高度归纳，精心分析，合乎逻辑地铺述。应该去粗取精，去伪存真，但不能因不符合自己的意图而主观取舍，更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据、不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因，不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃，不能只废弃不合己意者。
实验结果的整理应紧扣主题，删繁就简，有些数据不一定适合于这一篇论文，可留作它用，不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图，可以不用图表的最好不要用图表，以免多占篇幅，增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代，不要随意丢弃。
讨论
(六)论文——讨论是论文中比较重要，也是比较难写的一部分。应统观全局，抓住主要的有争议问题，从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理，而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论，表明自己的观点，尤其不应回避相对立的观点。论文的讨论中可以提出假设，提出本题的发展设想，但分寸应该恰当，不能写成“科幻”或“畅想”。
结论
(七)论文——结语或结论论文的结语应写出明确可靠的结果，写出确凿的结论。论文的文字应简洁，可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。
参考文献
(八)论文——参考义献这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉，便于查找，同时也是尊重前人劳动，对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题，也有科学道德问题。
一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法；在结果中有时要引上与文献对比的资料；在讨论中更应引上与论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。

西华大学流体机械及工程团队在能源领域一区期刊上发表论文

　　近日，西华大学能源与动力工程学院流体机械及工程团队成员闫盛楠博士在Energy Conversion and Management（一区，IF2020=9.709）上发表题为“Energy storage enhancement of paraffin with a solar-absorptive rGO@Ni film in a controllable magnetic field”的研究论文。

　　基于环境友好性及易获取性等主要特征，太阳能是化石燃料的最佳替代品之一。太阳能高效转换技术主要包括光电和光热利用，其中，光热储能是光热转换的重要应用，提高所用材料的太阳能吸收能力和储热能力至关重要。太阳能光热转换和储存已被证明是有效的太阳能利用途径。在相变过程中，相变材料可以储存和释放大量能量；因此，它们被认为是优良的太阳能存储介质。然而，相变材料的导热系数一般较低，导致传热过程缓慢，限制了相变材料的光热转换效率。为了解决上述问题，研究人员尝试将纳米颗粒掺入相变材料之中，并取得了优良的效果。但是，该种方法存在一定缺点，例如需要大量的纳米颗粒，造成成本较高；此外，一些纳米颗粒容易氧化或团聚，单位质量相变材料的光热吸收能力较低，而且纳米颗粒不易从相变材料中分离出来，会污染相变材料。

　　为改善上述缺点，团队成员将纳米颗粒（石墨烯）涂覆在导磁材料（泡沫镍）之上。泡沫镍是一种耐腐蚀的磁性材料，通常作为基底；石墨烯具有优异的力学、光学和热性能，广泛用于与太阳能转换和存储相关领域，包括太阳能收集和光热催化等。在制备实验过程中，将泡沫镍作为基底，并将还原氧化石墨烯通过电化学还原方式涂覆在泡沫镍之上，制成复合膜；该复合膜具有耐腐蚀和抗氧化性，并可重复使用。在光热转换实验过程中，将该复合膜置于固态石蜡之上，并引入外部磁场，通过调控磁场强度，使复合膜伴随相变过程而紧贴固液相界面，改善石蜡光热转换特性。该方法结合了磁控调节与纳米颗粒强化光热吸收的优点。磁场调控下的表面式吸收方法可以在不污染相变材料的情况下调节相变过程，提升相变材料的光热存储能力。

　　结果表明，在泡沫镍上涂覆还原氧化石墨烯能够有效增强泡沫镍的光热吸收能力；通过调节磁场强度可以动态调整rGO@Ni复合膜的位置，使其紧贴固液相界面，且该复合膜易取出，不会污染石蜡；增大磁场强度提升了准稳态温度、储热能力和储热效率，并提高了单位质量石蜡的光热吸收能力以及相界面的移动速度。综上，该方法为太阳能转换和利用提供了一种有效解决方案。

　　据了解，闫盛楠，博士，讲师，研究方向为多相流动及热质传递，曾参与国家自然科学基金重大研究计划培育项目、优秀青年科学基金项目，发表SCI收录论文7篇，EI收录论文1篇，现任西华大学能源与动力工程学院教师。（通讯员：西华大学翟元平）

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　　泵

　　摘要：本文主要介绍了泵的发展历史，泵的分类及生活中常用泵的工作原理及相关应用，并大胆展望了泵的发展方向。

　　关键词：发展史，分类，原理，应用，方向。

　　引言：泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。生活及工业生产中我们已经离不开泵。

　　泵的发展史
　　水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具，例如埃及的链泵(公元前17世纪)，中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。比较著名的还有公元前三世纪，阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用。

　　公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。

　　1840-1850年，美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的，蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。19世纪是活塞泵发展的高潮时期，当时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增，从20世纪20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。但是在高压小流量领域往复泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点，应用日益增多。

　　回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点。20世纪初，人们解决了转子润滑和密封等问题，并采用高速电动机驱动，适合较高压力、中小流量和各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。

　　利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多•达芬奇所作的草图中。1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的，则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继被发明，使得发展高扬程离心泵成为可能。

　　尽管早在1754年，瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥。在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提高，它的性能范围和使用领域也日益扩大，已成为现代应用最广、产量最大的泵。

　　泵的分类
　　泵通常按工作原理分容积式泵、动力式泵和其他类型泵，如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液泵。泵除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。例如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。

　　泵的工作原理
　　3.1容积式泵
　　容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的，几乎不随压力而改变；往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施；回转泵一般无脉动或只有小的脉动；具有自吸能力，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体；启动泵时必须将排出管路阀门完全打开；往复泵适用于高压力和小流量；回转泵适用于中小流量和较高压力；往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物。总的来说，容积泵的效率高于动力式泵。 动力式泵靠快速旋转的叶轮对液体的作用力，将机械能传递给液体，使其动能和压力能增加，然后再通过泵缸，将大部分动能转换为压力能而实现输送。动力式泵又称叶轮式泵或叶片式泵。离心泵是最常见的动力式泵。

　　3.2动力式泵
　　动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值，扬程随流量而改变；工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动；一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作 ；适用性能范围广；适宜输送粘度很小的清洁液体，特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。

　　3.3其他
　　其他类型的泵是指以另外的方式传递能量的一类泵。例如射流泵是依靠高速喷射出的工作流体 ，将需要输送的流体吸入泵内，并通过两种流体混合进行动量交换来传递能量；水锤泵是利用流动中的水被突然制动时产生的能量，使其中的一部分水压升到一定高度；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下 ，产生流动而实现输送；气体升液泵通过导管将压缩空气或其他压缩气体送至液体的最底层处，使之形成较液体轻的气液混合流体，再借管外液体的压力将混合流体压升上来。

　　4. 泵在生产生活中的应用
　　4.1不锈钢冲压离心泵在用水系统中的应用
　　不锈钢冲压离心泵 ，液控阀门校验泵站 ，主要用于小流量、高扬程的用水系统，如饮用水供应系统、压力锅炉供水系统、高纯度净水系统以及医药、食品、精细化工、造纸等行业的冲洗、喷洒等工艺过程。国家经贸委节能信息传播中心最近将不锈钢冲压离心泵列入“最佳节能实践案例研究”，并对该设备的应用及效益进行了分析。

　　据了解，传统铸造泵是通过制模、灌模、机械加工等复杂工艺制造，耗电、耗料、劳动强度大，严重污染环境，并且无法铸造出口宽度窄的小流量的叶轮。不锈钢冲压离心泵是采用冲压、焊接工艺制造，取代了传统的铸造工艺。泵体生产可节省材料70%以上，效率提高3%-5%，较易实现机械化与自动化批量生产，减少环境污染，减轻劳动强度。

　　对于冲压离心泵生产厂家，生产2082台不锈钢冲压离心泵，新工艺比传统工艺节约不锈钢材料3.47吨，降低铸造电耗7634千瓦小时。对于洗瓶灌装机的用户，在满足生产要求的情况下，水泵的实际运行功率也从原来的2.18千瓦下降到2.11千瓦，每台节电3.2%。

　　此外，由于该泵的重量轻、体积小、整体结构合理、维护方便，也减少了维护费用。根据国家统计局和中国机械工业联合会的统计数据，全国铸造泵类年需求量为457万台，合金铸造小流量泵每年需求在38万台以上。不锈钢冲压离心泵因其外形轻巧美观、效率高且价格比铸造泵低，是进口泵的一半，具有显著的经济效益，应用范围广，市场前景广阔。

　　4.2液压水锤泵原理及推广应用实例
　　4.2.1液压水锤泵的工作原理和提水性能
　　液压水锤泵自动供水设备是利用液压冲击原理和液压传动原理设计制造的水力能量升级转换装置，主机设备由脉冲发生器、能量耦合器和蓄能器三个组件构成。它是一种新式微型水力站的主机设备，这种水力泵实质上是利用水力能量传输特性的特种往复泵或泵组，在整体上构成特殊型式的变容式水力机械。
　　在液压系统中，由于某种原因，液体压力瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。液压冲击的峰值压力往往比正常压力高出许多倍。水锤泵利用的就是液压冲击原理，即水流在正常流动的过程中，突然关闭出水口阀门，就会在泵体内产生很大的冲击力。利用这个冲击力，就可以把水送到高处。液压冲击是非定常流动，压力波以速度C沿进水动力管道（长引水管）来回传播。在水锤泵设计中，一般都是利用阀门突然关闭后管道压力最大升高量ΔP作为泵的扬水动力。由于液压冲击为一衰减过程，故研究压力升高第一波传至管道入口时的情况。

　　假定管道断面积为A，管长为L，管道液体的初始流速为V，液体密度为ρ，压力波从排水冲击阀门传至上游供水池的进水口的时间为T，对这段时间运用动量方程：
　　ΔP•A•T=ρALV
　　所以 ΔP=ρLV/ T=CρV
　　式中C=L/T，为压力波在水中的传播速度，取C=1400m/s。
　　可以计算水从2m高处经长引水管进入水锤泵后，突然关闭排水冲击阀门产生的最大升高压力ΔP，并由能量守恒定律求水流初始速度V：
　　mgh=mV•V/2，
　　则 V=(2gh)0.5=(2*9.8*2)0.5≈6.3m/s
　　所以,突然关闭冲击阀门时产生的最大升高压力ΔP为:
　　ΔP= CρV=1400*1000*6.3=8.8Mpa
　　再计算把水提升100米所需的压力P：
　　P=ρgh=1000*9.8*100=0.98Mpa
　　可以看出ΔP远大于P，所以从理论上说，利用液压冲击原理，将2米落差水流的一部分水量通过水锤泵提升到百米的高处是不成问题的。

　　简单地说，泵装置由泵室、泵座、蓄能器所组成。泵室中有两个阀：一个是排水冲击阀W，一个是输水阀D，双阀构成一个组合自动阀件。组合自动阀件在落差水流作用下自动启闭产生液压脉冲：由进水管引来的水进入冲击阀W后泄流。当泄流流速达到设计值，冲击阀W突然关闭，因此产生一个升压波，在此高压力下输水阀D开启，一部分运动着的水流入空气罐，然后再从空气罐流向使用点或高位蓄水池。进水管的质量流量的动能由于输水而耗尽，使水暂时停止。此时压力波衰减，输水阀D由于上下压差而自动关闭。由于进水管路和水柱的弹性，在扬水冲击减弱以后，水柱朝流动方向微微往后摆动，于是在泵壳内就出现了负压，促使冲击阀W自行打开。冲击阀W开启继续泄流，然后，不断重复以上过程进行提水。为了获得连续和均匀的流量，在输水侧装置了集水器，也称蓄能器。因此，水锤泵在结构上也就由蓄能器和组合自动阀件二大核心部件组成。

　　泵结构最重要的往复运动部件是冲击阀与输水阀的构造及其特性。通过改进自动阀门可以改进泵的工作性能。水锤泵是在无人控制的条件下工作的，所以要求各零部件的运动及时准确和安全可靠。

　　据资料介绍，水锤泵的冲击阀开关次数最好不少于40次/分。从水锤泵的工作过程可以看出，要使泵正常工作，设计生产一种能够自动启闭，反应迅速的组合阀件至关重要。

　　水锤泵液压冲击公式为：△P=CρV=LV/t，式中△P为冲击压力；L为冲击波传播距离；V为冲击前进水管内平均流速；t为冲击阀阀门关闭时间。从公式可以看出，要提高液压冲击的压力，必须提高冲击前进水管内平均流速V，缩短冲击阀阀门关闭时间t，及增大冲击波传播距离L。在水锤泵站已建成的先决条件下（ H、L、V三者已定），要产生明显的液压冲击并兼顾泵站效率，主要靠减少冲击阀阀门关闭时间t。
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　　水锤泵组合自动阀件是两个特殊的专用阀门，其操作动力只有水流的脉动力和其自重。从自动阀门的力学分析可以看出，冲击阀阀门的关闭时间主要取决于有无增速机构、垫胶的弹力、阀盘的重量和出水口的流速等因素。冲击阀阀门的开启时间主要取决于泵壳内负压、垫胶的回弹力、阀盘的重量和出水口的流速等因素。

　　武汉润泽水利技术中心研制的液压水锤泵，其自动冲击阀门在构造上可自启闭且不采用轴承，并力求防止阀杆的磨损。另外，为防止冲击阀关闭时产生的冲击和振动，在构造上采用了缓冲结构，因此泵壳内的冲击力、与泵连接的进水管道作用的应力，以及作用于基础的冲击力均很小。在进行研制开发时，采用特征线法对液压冲击和柔性水锤进行电算分析，并从材料和强度方面进行了综合的实验研究和理论分析。液压水锤泵通过水力能量传输特性的合理设计来加大能流密度，精准设计脉冲发生组件液压冲击波的脉冲泵水作用，加快液压水锤泵缷载及加载，从而使脉冲发生组件自动冲击阀门（包含辅助增速阀盘装置）实现每分钟30到300次开关频率，达到中高频运转。

　　落差水流从1至7米高处的进水池（泵站供水池），再经长引水管进入底座为泵室灌水，一直灌到进水池的水平面高度，这时自动阀门是关闭的。为了启动水锤泵，须用手多次打开冲击阀W，以进一步增加蓄能器内的空气室压头。当空气室压力达到落差的3倍左右，则进水管水柱回摆所产生的压强足以使输出阀自行打开，并使水锤泵动作起来。这时，空气室压头不断增加，一直上升到输水管出口顶端的压头值，然后压头基本稳定下来。在扬程压头较高时，一般蓄能器的空气室中的空气渐渐被高压水吸收，使空气室最终不起作用，压力峰值不断升高并会造成机械事故。因此，高扬程应用时需要对水锤泵重新设计液压蓄能器部件，主要是采用气囊式蓄能器,或者采取措施对空气罐人工补气或自动补气。
　　落差水源的水头和流量是泵扬程和扬水量的重要决定因素之一。另外，泵工作性能还受到引水管安装角度、引水管和扬水管口径及长度、冲击阀开关次数等因素的影响。经过多次工程试验和现场安装应用测试，得到以下几个经验公式：
　　①、扬程h与水流落差H的关系：h/H=10-50；
　　②、将液压水锤泵作为动力机和水泵的联合体来考虑，其效率可由下式定义：
　　η=qh/（QH）
　　η为泵效率；q为扬水流量；h为扬水高度；Q为进水管来水流量；H为落差水头。
　　泵效率的经验公式：
　　1、η=（1.17-1.37）-0.2（（h-H）/H）0.5
　　（h-H）/H=3-17（采用各类空气罐作液压蓄能器）
　　2、90%≥η≥60%， （h-H）/H=2～49（采用隔膜式蓄能器作液压蓄能器）
　　③、水锤泵扬水量q：q=ηHQ/（h-H+ηH）
　　④、引水管长度L： L=7-12H（随落差水头大小相应变化取值）
　　⑤、引水管安装角度α：仰角要大于5°，小于20°，以7°-15°为最佳安装角度。
　　⑥、引水管口径D： D=0.3(60Q)0.5（Q是进泵水源的常年保证流量）
　　⑦、扬水管口径d: d=0.5-0.1D（随扬程落差比h/H相应变化取值）水锤泵性能的主要技术指标是功率及其效率，但由于受到安装的场所、地形条件及水源等的限制，设计时还应对供给水量、水头、进水管长度、扬水高度和扬水流量等，综合地考虑各种因素进行设计。
　　据资料显示，国外水锤泵的工作寿命最长可达100年以上，其易损件仅为橡胶垫、密封件、螺栓等。
　　4.2.2液压水锤泵使用带来的优点
　　1、液压水锤泵通过水力能量传输特性的合理设计来加大能流密度，精准设计脉冲发生组件液压冲击波的脉冲泵水作用，加快液压水锤泵缷载及加载，从而使脉冲发生组件自动冲击阀门（包含辅助增速阀盘装置）实现每分钟30到300次开关频率，达到中高频运转。
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　　据资料介绍，水锤泵自动冲击阀门的开关频率最好不少于每分钟40次。工程应用的资料表明，国内同类产品一般运行频率较低（引进德国BIL系列水锤泵只有每分钟20—40次，不超过每分钟60次）。

　　2、运行噪音小，新型RZ-50饮水型液压水锤泵运转噪音小于80分贝，国内同类新产品（如引进德国BIL系列水锤泵）运转噪音高达105-130分贝。

　　3、“液压水锤泵”采用不锈钢等耐蚀材料制造蓄能器筒体，以免水锤泵微型水力站的提升水流遭受铁锈污染。

　　4、液压蓄能器有效容积可通过（含手动）充气装置等简单措施得到有效保证，特别是长年运行中不会丧失气室容积和储能量；液压蓄能器的补气不需要泄空补气，不会造成水锤泵停机。国内同类产品（如引进德国BIL系列水锤泵），大多采用的蓄能器为半蓄能器（没有气体预压缩措施的蓄能器），泄空补气时会造成水锤泵停机。

　　5、液压蓄能器组件采取等温加载循环工作方式，由脉冲发生组件自动冲击阀门的中高频快速加载工作所可能造成的液压蓄能器气室中的热力损失得到降低，并取消了常规水锤消除器（系气囊式蓄能器，采用绝热加载循环工作方式）筒体内表面的聚丙烯套隔离部件，降低了加工工艺难度和制造成本。

　　6、“液压水锤泵”，全称“组件式复合液压传动型水锤泵”，由脉冲发生组件、能量耦合组件和蓄能组件这三部分构成。液压水锤泵采用能量耦合组件作为特殊能量转换器实现能量耦合，可以实现直流/交流液压工作方式转换。液压水锤泵自动供水设备—新型RZ系列饮水型液压水锤泵是利用液压冲击原理和液压传动原理设计制造的水力能量升级转换装置。故液压水锤泵设计原理有别于单一采用水锤原理的传统水锤泵。
　　5. 泵的发展趋势
　　泵的技术发展一如其他产业的发展一样，是由市场需求的推动取得的。如今，历史已进入到二十一世纪，人们在以环保、电子等领域高科技发展及世界可持续发展为主所产生的巨大需求的大背景下，对于包括泵行业在内的许多行业或领域都带来了技术的飞速变革和发展。

　　泵的技术发展趋势，主要有以下几个方向：

　　（1）产品的多元化
　　产品的生命力在于市场的需求。如今的市场需求正是要求有各自的特色特点，做到与众不同；正是这一点，造就了泵产品的多元化趋势。它的多元性主要体现在泵输送介质的多样性、产品结构的差异性和运行要求的不同性等几个方面。

　　从输送介质的多样性来看，最早泵的输送对象为单一的水及其它可流动的液体、气体或浆体到现在可输送固液混合物、气液混合物、固液气混合物，直至输送活的物体如土豆、鱼等等。不同的输送对象对于泵的内部结构要求均不同。

　　除了输送对象对泵的结构有不同要求外，在泵的安装形式、管道布置形式、维护维修等方面对泵的内在或外在的结构提出新要求。同时，各个生产厂商，在结构的设计上又加入了各自企业的理念，更加提高了泵结构的多元化程度。

　　基于可持续发展和环保的总体背景，泵的运行环境对泵的设计又提出了众多的要求，如泄漏减少、噪声振动降低、可靠性增加、寿命延长等等均对泵的设计提出了不同的侧重点或几个着重点并行均需考虑，也必然形成泵的多元化形式。

　　（2）泵设计水平提升与制造技术优化的有机结合

　　进入信息时代的今天，泵的设计人员早已经利用计算机技术来进行产品的开发设计（如CAD的利用），大大提高了设计本身的速度，缩短了产品设计的周期。而在生产为主的制造当中，以数控技术CAM为代表的制造技术业已深入到泵的生产当中。但是，从目前国内的情况看，数控技术CAM主要应用在批量产品的生产上。对于单件或小批的生产，目前CAM技术尚未在泵行业当中普遍实施，单件小批的生产仍旧以传统生产设备为主。

　　由于市场要求生产厂商的货期尽可能缩短，尤其对于特殊产品（针对用户要求生产的产品）供货周期缩短，必然要求泵的生产企业加速利用CAM技术，甚至是计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造（FMC和FMS）对从设计到制造模具、零件加工等各环节协调一致处理，保证一但设计完成，产品零部件的加工也是趋于同期完成，以确保缩短产品的生产周期。
　　与此同时，除利用计算机制图外，还将在计算机这个载体上实现产品的强度分析、可靠性预估和三维立体设计，将原来需要在生产中发现和解决的工艺问题和局部结构问题及装配性问题等方面提到生产前进行防范，缩短产品的试制期。

　　（3）产品的标准化与模块化
　　在产品出现多元化的同时，泵作为通用产品，总体总量依旧巨大。在市场中，除出现技术性竞争外，产品的价格竞争尤其是通用化产品的价格竞争是必然趋势。在产品出现多元化的趋势下，要实现产品价格的竞争优势，提高产品零部件的标准化程度，实现产品零部件的模块化是必须的。在众多零部件实现模块化后，通过不同模块的组合或改变个别零件的特性，以实现产品的多元化。同时，只有当零部件标准化程度提高后才有可能基于产品的多元化基础上实际规模化的零部件生产，用以降低产品的生产成本和形成产品的价格竞争优势，也可以在产品多元化的基础上进一步地缩短产品的交货周期。

　　（4） 泵内在特性的提升与追求外在特性
　　所谓泵的内在特性是指包括产品性能、零部件质量、整机装配质量、外观质量等在内的产品固有特性，或者简称之为品质。在这一点上，是目前许多泵生产厂商所关注的也是努力在提高、改进的方面。而实际上，我们可以发现，有许多的产品在工厂检测符合发至使用单位运行后，往往达不到工厂出厂检测的效果，发生诸如过载、噪声增大，使用达不到要求或寿命降低等等方面的问题；而泵在实际当中所处的运行点或运行特征，我们称之为泵的外在特性或系统特性。

　　技术人员在进行产品设计时，为提高某一产品的百分之一效率常常花费不少心思；而泵运行如果偏离设计的高效点，实际运行的效率远不止降低百分之一。现在，泵生产厂家同时为用户配套包括变频在内的控制设备及成套设备，实际上已介入到泵的外在特性的追求上了。在此基础上，再关注泵的集中控制系统，提高整个泵及泵站运行效率，则是在泵外特性的追求上更上一层楼。

　　从销售角度看，推销产品即是在推销泵的内在特性；而关注泵的外特性则是生产厂商不仅是推销产品，而是在推销泵站（成套项目）。
　　从使用角度看，好的产品必定是适合运行环境的产品而非出厂检测判别的产品。

　　（5）机电一体化的进一步发展
　　正如科学技术的发展一样，现阶段科技领域中交叉学科、边缘学科越来越丰富，跨学科的共同研究是十分普遍的事情，作为泵产品的技术发展亦是如此。以屏蔽式泵为例，取消泵的轴封问题，必须从电机结构开始，单局限于泵本身是没有办法实现的；解决泵的噪声问题，除解决泵的流态和振动外，同时需要解决电机风叶的噪声和电磁场的噪声；提高潜水泵的可靠性，必须在潜水电机内加设诸如泄漏保护、过载保护等措施；提高泵的运行效率，须借助于控制技术的运用等等。这些无一不说明要发展泵技术水平，必须从配套的电机、控制技术等方面同时着手，综合考虑，最大限度地提升机电一体化综合水平。
　　参考文献
　　[1] 李云，姜培正主编，过程流体机械. 北京：化学工业出版社，2009
　　[2] 孙启才，金鼎五主编，离心机原理结构与设计计算. 北京：机械工业出版社，1987.
　　[3] 关醒凡主编，现代泵技术手册，北京：宇航出版社，1995.

求一篇机械类毕业论文，关于泵的常见故障分析与维修方案的

1 前言：
敝公司为流体机械专业工厂，产品有真空泵浦、齿轮泵浦、离心泵浦及柱塞泵浦等，每一项产品皆经严格品管试验，故性能优越，品质稳定。泵浦为流体输送之中心枢纽，其使用与保养方法之不当，皆影响泵浦之寿命，对泵浦运转影响甚大，甚至造成不可弥补之损失。为期防止无形之损失，有赖您对泵浦的了解，正确的使用，及平时的保养工作。
若有任何使用及保养上的问题，请立刻与敝公司连络，敝公司将为您提供最热诚完善的服务。
2 安装：
2.1 安装前请检视机体各部零件是否齐全，若因搬运中短缺或受损时，请立即通知敝公司，将马上补全或派员处理。
2.2 安装地点宜选乾燥通风，装卸及保养便利之场所。
2.3 安装泵浦之基础须平直，水平，使共同底座能平均安置於基础台，以免底座承受变形之应力。
2.4 埋设基础螺丝时，须等水泥硬化后，共同底座与基础没有间隙才可锁紧基础螺丝。
2.5 检查泵浦是否水平，联轴器 (皮带轮) 是否对正，皮带的紧度是否适中，泵浦与基础台是否稳固。
2.6 泵浦安装位置距液面愈近愈好。
2.7 管接合处应确实锁紧，入口管的外部不宜外加荷重致使管路弯曲。
2.8 联轴器之检查要领∶联轴式泵浦一般以挠性联轴器传动，泵浦与马达之中心线角度必需正确，以避免联轴器之不正常损坏及噪音震动。
3 配管：
3.1 吸入管内为负压，故应使用钢管或其它硬质材料。
3.2 泵浦入口尽可能靠近液体，以减少管路损失。
3.3 管路完成后，迫紧封闭不可先除去，须等配管完成清洁后才可除去。
3.4 入口管路太重时，须作支架，以免泵浦受负荷变形。
3.5 入口管路完成后，须作气密探漏，以避免使用时空气漏入，造成流量减少或不能自吸。
3.6 管路与泵浦出路口接合处，务必加装防震软管，管路也要加以支撑固定，以避免泵浦受外力变形产生故障。
3.7 液体之蒸气压太高时，须以正压流入泵浦，足够的压力才可避免蒸气及吸力不够之情形。
3.8 入口真空计及出口压力计之装置，对使用保养甚为便利，最好装置备用。
3.9 吸水槽内各泵浦原则上以单独并列安装最为理想。
3.10 由小管路进入较大吸水槽时应使向吸入管的水路方向平均流入。
3.11 入口管的位置尽量安装於吸水槽的中央。
3.12 水路只有一条时，尽量避免各入口管直接排於此水路口。
3.13 入口管尽量采用直的短管，假如必须用弯管时，则采用曲率半径大的弯管且距泵浦入口不可太近。
3.14 不能在入口管的中途有高低起伏的情形，应从泵浦开始稍做向下倾斜(斜度约 1/50－1/100)，以避免中途积存空气。
3.15 吸入管之直径大小与泵浦吸入口不同时，应以偏心异径管连接，否则空气将滞留於异径管及管路上部。底阀不得距离水槽的排出口太近，否则会吸入空气。水槽水位至底阀的距离不得太短以免水呈涡流而吸入空气。为防止异物堵塞底阀或叶轮，应使用面积充足的滤器，在树枝、树叶、杂草多的地方，应於上流装设金属网，以防滤器之阻塞。
4 电器配线：
4.1 依照电动机之额定电流容量，选择适当配线材料。（按电气法规）
4.2 保险丝之容量须为马达额定电流容量之2－3倍。
4.3 最好使用电磁开关起动泵浦，大容量泵浦请用Star delta starting。
4.4 检视转向是否依照箭头指示。
5 运转：
5.1 运转前：
5.1.1 润滑油的检查:如有异物存在，将在短时间内伤害轴承。
a) 采用机油润滑时，油量以填充至油面表之中间程度为宜，不能太多或太少。
b) 采用油脂润滑时，油脂不可填满轴承箱以免轴承发热。
5.1.2 检查旋转体间是否有摩擦。
a) 如有异物入内，会产生摩擦，影响运转。
b) 检查电动机之转向，若转向相反易使装於轴上之叶轮防松螺帽脱落，试转前需灌满水后，才能试转，以免损坏轴封。
5.1.3 试转完毕以上各程序后：
a) 引水充满泵浦本体及入口管并抽尽空气，否则无法扬水，且将烧毁轴封。
b) 运转时要徐徐转开阀，并注意电流表的读数，不可快速旋开阀引起电动机过负荷现象。
5.2 运转中:
5.2.1 轴承部份：
a) 最初运转一小时左右应对过热作严密注意，轴承温度不得超过周温+40度C，一般设法维持75度C以下为宜。
b) 再次确认全部轴承是否有润滑油作润滑之作用。
5.2.2 填料部份：
a) 填料不能过紧以避免过热、损伤或主轴磨耗。
b) 填料之松紧程度，通常以填料盖漏出少量之水为宜。
c) 填料函之温度通常维持在40℃以下为宜。
5.2.3 本体部份：
a) 运转中应时常旋开本体顶端之空气拷克(Air Cock)，以检查空气是否漏入。
b) 如有空气漏入则应检查入口处有否裂痕或吸水槽有否旋涡发生。
5.3 停止:
5.3.1 采用自吸式泵浦於停止时，应先关闭出口阀，然后关闭电源，否则会发生水鎚作用，增加泵浦负荷。
5.3.2 采用涡卷式泵浦时，应於出口管处加装止回阀，防止液体逆流。
5.4 操作上之其他注意事项：
5.4.1 填料函所用之封水必须是清水，否则会损伤主轴及填料。如填料受损时，应依液体性质迅速给予更换。
5.4.2 应随时注意轴承用润滑油的污染程度，初期运转时每两星期更换一次。应时常检查轴承之磨耗程度，轴承磨耗不平为造成震动之主要原因。
5.4.3 要避免泵浦长时期运转於与设计点远离之点。
5.4.4 要避免关闭出口阀而长时运转，否则水温会上升而发生蒸气。
5.4.5 将液体排出於液体易凝固之气候，运转需停止时，要打开本体底部之排泄旋塞。
5.4.6 要避免出口阀关闭长时间运转时，会使泵浦体内温度升高，温度一直上升会使压力一直提升到无法负荷下，泵浦本体会爆裂，危险相当高。
6 长期停用处理：
6.1 切掉主电源。
6.2 清除泵浦内部残留液体。
6.3 泵浦易生锈部份，请涂防锈油。
6.4 每半个月运转三至五分钟。
6.5 再使用时，按运转说明操作。
7 定期检查及保养事项：
7.1 每周检查轴封、压力、轴承、电流，各部螺丝等是否正常。
7.2 入口真空计及出口压力计之装置，对使用保养甚为便利，平时关闭，测定时再开。
7.3 每个月注入适量黄油在每个黄油嘴上。
7.4 运转中若有异常状况产生，请立即停车检查，待故障排除后再继续使用。
7.5 使用於高温液体之泵浦，各部位间隙须予适当配合，详情请洽敝公司。
7.6 填料及机械轴封之保养∶
7.6.1 填料∶填料（迫紧）之作用为防止轴封部之泄漏，其保养之好坏，直接影响泵浦之性能及轴心的寿命，应注意如下事项∶
a) 填料经长期使用后磨损，须增加圈数或全数换新。
b) 填料在运转中有少量泄漏，有利润滑，不必经常锁紧。
c) 锁紧填料时，最好停车调整比较均匀，不可单边调整，避免填料盖卡住轴心，甚至使压盖断裂。
d) 更换填料时，须将旧填料取出，清洁填料函，不可留残渣在内。
e) 装入填料时，填料之切口须密接，每一环之切口须错开约120度，不可在同一线上。
7.6.2 机械轴封∶使用机械轴封防止泄漏时，必须充份维护与保养，如此寿命才可延长，注意事项∶
a) 绝对禁止无液体时空转。
b) 配管内之焊渣、铁屑、杂物等必须清除乾净，以防进入泵浦及轴封内部。
c) 先用手转动泵浦，以确定泵浦没有异常状况，再起动泵浦。
d) 确实防止轴封部液体之固化，以免损坏轴封。
e) 长期停用时，务必将轴封部液体排除，并冲洗乾净。
8 故障排除：
8.1 无法扬水：
a) 泵浦无注水。
b) 转速低於额定。
c) 使用系统的扬程太高。
d) 入口高度高於原先设计。
e) 叶轮阻塞。
f) 运转反向。
g) 入口管泄入空气。
h) 填料函泄入空气。
i) 出入口堵塞或底阀卡死。
8.2 水量不足：
a) 入口管或填料函泄入空气。
b) 转速低於额定。
c) 使用系统的扬程太高。
d) NPSH(a)不足。
e) 入口高度高於原先设计。
f) 入口管路阻塞。
g) 高温或挥发性液体时吸入扬程不够。
h) 底阀太小或底阀故障。
i) 叶轮阻塞。
j) 叶轮破损。
k) 底阀或入口管底端浸水不够深。
l) 运转反向。
8.3 压力不足：
a) 转速太低。
b) 使用系统的扬程太低。
c) 液体内混有气体。
d) 叶轮破损。
e) 叶轮外径太小。
f) 运转反向。
8.4 吸程小：
a) 入口管泄漏。
b) 填料泄入空气。
c) 入口高度过高或NPSH(a)不足。
d) 叶轮破损。
e) 本体衬料受损。
f) 入口管阻塞。
8.5 马力超载：
a) 转速过高。
b) 使用系统的扬程低於额定。
c) 液体比重或黏度太高。
d) 电压降低致使电流增高。
e) 轴弯曲变形。
f) 填料盖锁得太紧。
g) 旋转元件过紧。
h) 泵浦的选用错误。
i) 运转反向。
8.6 马力过小：
a) 叶轮阻塞，无法送水。
b) 入口侧阻塞。
c) 空转没有液体。
d) 底阀故障，注给不足。
e) 压力过高出水小。
8.7 轴承温度过热：
a) 循环油不够完全，循环系统不良。
b) 机油不足。
c) 润滑油品质不佳，杂质入内。
d) 黄油加太满。
8.8 压力计、真空计、电流表的读数不正常：
a) 压力过高时：
a) 压力计故障。
b) 实际扬程大於设计扬程。
c) 出口阻塞。
b) 压力过低且真空过低时：
a) 转速降低。
b) 叶轮阻塞。
c) 运转反向。
d) 空气漏入。
e) 实际扬程小於设计扬程。
f) NPSHA不足。
g) 叶轮破损。
c) 压力过低且真空过高时：
a) 水位降低。
b) 入口管路阻塞。
c) 底阀故障。
d) 液体黏度发生变化。
d) 电流表不正常：
a) 过高时：
电压降低。
泵浦内部故障。
频率升高。
b) 过低时：
电压升高。
水量太小。
空转。
空气泄入。
e) 指针摆动不定时：
a) 发生孔蚀现象。
b) 吸入侧泄入空气。
c) 入口损失大。
8.9 震动、噪音大：
a) 机械原因：
a) 主轴弯曲。
b) 安装不良。
c) 联轴器损坏。
d) 叶轮破损。
e) 轴承损坏。
b) 水力原因：
a) 孔蚀现象发生。
b) 吸入空气。

SKH 本体分解组立装配流程

组合步骤如下：（数字为构造图之件号）
1 轴承与轴组合 9000＆210
2 轴承座安装 500
3 调隙螺栓安装 9903
4 挡水环安装 9410
5 填料盖与中座组合 9906＆110
6 中座与轴承座组合 110＆500
7 叶轮安装 200
8 叶轮键安装 9015.1
9 叶轮固定垫圈安装 9216
10 叶轮固定螺帽锁紧 9205
11 迫紧安装 400
12 机壳安装 100
13 加填料 9430
14 键安装 9015
15 联轴器安装

分解与以上步骤相反，填料与填料盖可不用拆下。