我國(guó)是一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家，沿海地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺。海水淡化是解決水資源危機(jī)的戰(zhàn)略選擇，海水淡化高壓泵是海水淡化的核心動(dòng)力設(shè)備，泵的效率直接決定反滲透海水淡化系統(tǒng)的能耗指標(biāo)，高壓泵效率的高低對(duì)海水淡化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響。從系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行角度，東莞南方泵業(yè)知道泵組節(jié)能運(yùn)行是有效降低海水淡化系統(tǒng)能耗的關(guān)鍵，對(duì)實(shí)行節(jié)能減排更有著重大意義。

    據(jù)了解，以1.5萬(wàn)噸/日海水淡化高壓泵為研究對(duì)象，通過(guò)幾種不同高壓泵水力模型的性能特性和內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析研究，找到一種相對(duì)最優(yōu)模型。并對(duì)該模型的葉片出口角和葉片包角進(jìn)行改變，分析了兩種參數(shù)的變化對(duì)泵性能特性的影響。同時(shí)研究在變頻調(diào)速運(yùn)行時(shí)，海水淡化高壓泵性能曲線和內(nèi)部流場(chǎng)的變化情況，尋找出泵的最優(yōu)變速運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)泵機(jī)組在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的不同工況，分析研究泵組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的數(shù)學(xué)模型，尋找出海水淡化泵機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的最優(yōu)運(yùn)行模式。

    首先是對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的三種水力模型進(jìn)行三維建模、網(wǎng)格劃分、并利用CFX軟件對(duì)泵的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算以及性能的預(yù)測(cè)和對(duì)比，通過(guò)比較找出一個(gè)最優(yōu)的模型，同時(shí)對(duì)比分析在不同葉片出口角和葉片包角下，海水淡化高壓泵的性能曲線的變化和內(nèi)部流場(chǎng)的分布情況。結(jié)果表明在葉片設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算找出一個(gè)最佳的葉片出口角和葉片包角，使海水淡化高壓泵的性能達(dá)到最優(yōu)。

    然后運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)CFD方法，對(duì)海水淡化高壓泵單級(jí)模型和整機(jī)模型在變頻調(diào)速下的全性能進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)比泵的相似定律，對(duì)其在不同轉(zhuǎn)速下的性能特性和內(nèi)部流場(chǎng)的變化情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，海水淡化高壓泵在運(yùn)行時(shí)，其模擬的性能特性與相似定律所描述的有所差別。當(dāng)泵偏離額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，泵的效率會(huì)發(fā)生改變，在大流量區(qū)域變化較為顯著。

    考慮到在海水淡化高壓泵運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)變頻調(diào)速控制的情況，那么就需要建立泵變速運(yùn)行時(shí)的數(shù)學(xué)模型，找出其變速運(yùn)行時(shí)各性能之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，方便迅速且準(zhǔn)確地確定水泵在運(yùn)行參數(shù)改變后所需調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速，從而使海水淡化高壓泵在變頻調(diào)速運(yùn)行時(shí)能處于相對(duì)很好的運(yùn)行工況點(diǎn)，提高泵的調(diào)速運(yùn)行效率。

    針對(duì)多臺(tái)海水淡化高壓泵并聯(lián)運(yùn)行的情況，東莞南方水泵發(fā)現(xiàn)為了研究分析泵在實(shí)際并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的相關(guān)工作特性，以泵組的最優(yōu)運(yùn)行效率為目標(biāo)，分析并建立起與泵組并聯(lián)運(yùn)行相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，尋找出在不同操作壓力下，泵機(jī)組最優(yōu)運(yùn)行工況，使泵組達(dá)到最優(yōu)節(jié)能運(yùn)行模式。