2013-03-26

         近來海上溢油事故頻繁發(fā)生,各國越來越重視溢油的防治與回收。鑒于海上溢油回收作業(yè)方式以及污油的特性,污油輸送泵應(yīng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、處理量大、可輸送含固體顆?；蛘承暂^大的流體,并具有空載運轉(zhuǎn)和連續(xù)運轉(zhuǎn)、過載不會燒毀的特點。
        隔膜泵工作原理適于溢油回收,但國產(chǎn)隔膜泵結(jié)構(gòu)笨重、處理量低,國外技術(shù)封鎖嚴(yán)重。因此,開發(fā)適合中國國情、價格低、處理量相對較大的新型隔膜泵已經(jīng)成為目前亟待解決的問題。應(yīng)用引流原理的隔膜泵體積效率有很大提高,更適合海上污油輸送。
        論文根據(jù)流體力學(xué)的基本原理,建立了引流隔膜泵的理論模型,并對微分方程組進(jìn)行了求解,得到了理論引流泵內(nèi)部流體的流動規(guī)律。分析表明,引流泵的工作過程分為推進(jìn)流動和引流流動兩個階段,在推進(jìn)流動階段,活塞排出流體速度大于排出管道中流體速度,部分流體儲存于緩沖罐中,隨著活塞速度的降低,緩沖罐中的流體又被釋放出來,繼續(xù)推動流體加速;在引流流動階段,外界流體在排出管道中流體慣性力的作用下繼續(xù)被輸送。用速度源項模擬緩沖罐的作用,并基于In-Form方法和動物體方法實現(xiàn)了閥門的開關(guān)功能,編寫了物體運動的MOF文件,形成了一套引流隔膜泵的數(shù)值計算方法。應(yīng)用該方法對一理論引流泵進(jìn)行了數(shù)值模擬,驗證了引流流動的存在,并且表明在理論條件下引流泵的體積效率達(dá)到了200%以上。
        同時,計算流量曲線與理論推導(dǎo)所得曲線大致相同,驗證了數(shù)值研究方法的合理性。應(yīng)用同樣的數(shù)值研究方法,對一實際引流隔膜泵的內(nèi)部流動進(jìn)行了數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)在引流作用下泵的體積效率為127%,但內(nèi)部流動明顯不對稱,主流偏向于排出管道一側(cè),泵內(nèi)流動損失較大。對稱結(jié)構(gòu)引流隔膜泵內(nèi)部流動的數(shù)值模擬表明,內(nèi)部流動損失明顯減小,引流效果有所增強(qiáng)。論文研究結(jié)果對引流隔膜泵的優(yōu)化設(shè)計有一定的理論指導(dǎo)價值。
         隔膜泵又稱控制泵，是執(zhí)行器的主要類型，通過接受調(diào)制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變流體流量。隔膜泵一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。采用壓縮空氣為動力源，對于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡。隔膜泵分類：QBY型氣動隔膜泵，DBY型電動隔膜泵，DP微型高壓電動隔膜泵。