75千瓦水泵柴油发电机组节能高效矿用的结构设计
75千瓦水泵柴油发电机组节能高效矿用排水泵由多个单级离心泵组成，其工作原理为：进口区域流体以无速度环量的均勻轴向流动趋势被吸入叶轮进口；由原动机驱动工作叶轮的旋转轴，将动力机的机械能通过首级叶轮把能量传给流体，使流体的动能增加；然后流经首级导叶，首级导叶使流体的动能转化为压能和势能，并且使流体从径向转为轴向进入到次级叶轮;次级叶轮把能量传递给末级导叶，由于末级导叶没有反导叶，经出口的直管区消除了水流周向速度，使流体沿出口直管区域均勻流出。总之，通过各级水利部件和进出口流道的配合，保证这种能量转换高效、稳定和安全的进行。节能髙效矿用排水泵的内部流程见图1。
矿用排水泵稳定、可靠、高效的运行工情况取决于水泵特性。传统矿用排水泵效率降低的因素大体有两条：排水泵不在效率工况点工作，工况运行不佳，有时甚至在低效区运行，致使排水效率下降，继而能耗增加；各级叶轮与大口环材质为灰铸铁材料，抗汽蚀性能差，造成部分排水泵的首级叶轮进水背面处发生汽蚀现象，使得空化部位严重剥落、掉块，水泵的效率明显下降。为此，华全水泵厂提出了节能高效矿用排水泵两方面关键设计结构设计、先进制造工艺。
1.节能高效矿用排水泵的结构设计
节能高效矿用排水泵减少其级数，使用三级泵增加了系统可靠性和稳定性。按照振动学原理：泵级数减少，轴承横向间距减小，使得水泵转子的刚性增加，并且第一阶转子固有频率随之增高。这里的排水泵的轴承横向间距减小1/2时，首级叶轮的固定频率提高4倍。因此转子的动挠度减小，从而提高了泵的使用寿命和可靠性，更好的保证了排水泵频繁起停和平稳运行的要求。
由于矿用泵排水过程中会参杂杂质，采用合理的过流部件结构设计，并用平衡鼓结构代替传统排水泵上的平衡盘结构，从而來减少了泄漏量和各种水力损失，使排水泵的效率提高了2%以上。并根据过流铸件表面受到剥蚀，基于优秀的水力流场设计，控制过流速，减缓其剥蚀侵害。
2.节能高效矿用排水泵的先进制造工艺
节能高效矿用排水泵采用独特的表而处理技术和先进的精密铸造工艺，提高各过流铸件的表面质量，尤其是水力关键部件的表面质量，从而降低华全水泵的水力损失，使得效率可提高3%，能耗降低。并针对矿用排水泵贪杂质较多的情况，节能高效矿用排水泵的过流部件采用耐磨蚀和耐汽蚀特殊耐磨不锈钢，该材料具有高性能、高强度、高韧性的材料特性。并对首级叶轮部件采用激光熔敷货喷涂的技术，进一少提高材料的耐磨蚀耐汽蚀性。
节能髙效矿用排水泵采用无损检测工艺和合理的热处理方法，然后辅以必要的实验测试手段，严格控制各过流铸件质量，提高水力部件的承压能力。
三、国内外研究现状
泵的设计除了满足工况、扬程等基本水力特性，最重要是效率的高低。受到当今能源的消耗过大问题的影响，提高泵的效率显得越发重要。随着科学技术的不断进步，数值模拟以其自身独有特性将理论分析和实验研究结合在一起，形成了研究流体流动的重要手段，并随之形成了新的学科，即计算流体动力学(cfd)。
面对泵设计的挑战，CFD逐渐被应用到叶轮等旋转机械内部流流场的数值模拟。并随着计算机技术的快速发展以及各应用领域泵的被广泛使用，泵的设计方法已由传统的—元设计方法向基于数值模拟的二元或三元设计方法转变。通过CFD技术分析泵内部流动情况，已经成为改善以及优化泵水力关键部件的重要手段。其设计水泵的主要思想为：根据工况下的三维流动参数以及流场的稳态和瞬态变化规律，初步设计出水泵，进行三维数值模拟计算，根据计算结果来修正过流部件特别是叶轮、导叶以及蜗壳的几何边界，在进行改良的流动计算，通过人机对话间的反复迭代，直到设计出具有优秀水力性能(高效率)的水泵。CFD模拟技术在水泵的流动分析中得到广泛应用，很大程度上解决了实验研究和理论研究等无法解决或者无法达到的复杂流动问题。同时CFD能反映大多数流场的真实情况:模拟边界条件容易控制；各学者和专家不断给出给出趋于完善的经验数学模型；其很好的计算重复性，能够模拟出高温、高雷诺数揣流、层流等真实条件，而实验室要获其真实条件，需要花费大量的时间和费用。
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