2013-03-26

         近來(lái)海上溢油事故頻繁發(fā)生,各國(guó)越來(lái)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(yùn)轉(zhuǎn)和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、過(guò)載不會(huì)燒毀的特點(diǎn)。
        隔膜泵工作原理適于溢油回收,但國(guó)產(chǎn)隔膜泵結(jié)構(gòu)笨重、處理量低,國(guó)外技術(shù)封鎖嚴(yán)重。因此,開(kāi)發(fā)適合中國(guó)國(guó)情、價(jià)格低、處理量相對(duì)較大的新型隔膜泵已經(jīng)成為目前亟待解決的問(wèn)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(duì)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(dòng)規(guī)律。分析表明,引流泵的工作過(guò)程分為推進(jìn)流動(dòng)和引流流動(dòng)兩個(gè)階段,在推進(jìn)流動(dòng)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(chǔ)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(lái),繼續(xù)推動(dòng)流體加速;在引流流動(dòng)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(xiàng)模擬緩沖罐的作用,并基于In-Form方法和動(dòng)物體方法實(shí)現(xiàn)了閥門(mén)的開(kāi)關(guān)功能,編寫(xiě)了物體運(yùn)動(dòng)的MOF文件,形成了一套引流隔膜泵的數(shù)值計(jì)算方法。應(yīng)用該方法對(duì)一理論引流泵進(jìn)行了數(shù)值模擬,驗(yàn)證了引流流動(dòng)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(shí),計(jì)算流量曲線與理論推導(dǎo)所得曲線大致相同,驗(yàn)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(duì)一實(shí)際引流隔膜泵的內(nèi)部流動(dòng)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(dòng)明顯不對(duì)稱,主流偏向于排出管道一側(cè),泵內(nèi)流動(dòng)損失較大。對(duì)稱結(jié)構(gòu)引流隔膜泵內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值模擬表明,內(nèi)部流動(dòng)損失明顯減小,引流效果有所增強(qiáng)。論文研究結(jié)果對(duì)引流隔膜泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)有一定的理論指導(dǎo)價(jià)值。
         隔膜泵又稱控制泵，是執(zhí)行器的主要類型，通過(guò)接受調(diào)制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)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(mén)組成。采用壓縮空氣為動(dòng)力源，對(duì)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(dòng)隔膜泵，DBY型電動(dòng)隔膜泵，DP微型高壓電動(dòng)隔膜泵。