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中国专家发明“鱼儿友好型”水泵
发布时间:2016/4/12 9:50:04    来源:本站【字号:大 中 小】次浏览

    有没有一种水泵,能和鱼类友好相处,让体形各异的鱼儿从高速运转的叶片中低损伤地通过?日前,江苏大学的一项成果解答了这一问题。该校流体中心施卫东、张德胜团队成功研发出鱼类友好型轴流泵,其成果已在荷兰一家泵业公司推广应用。

    关于鱼类友好型轴流泵的研究,始于张德胜博士与荷兰Bosman Watermanagement有限公司的国际合作。荷兰是一个典型的地势低洼国家,50%的国土面积低于海平面,常有洪水灾害。为避免灾害,荷兰全国建设了近5000个泵站,大多数的泵站使用轴流泵,河流海洋中的鱼类资源通过轴流泵时会造成大量损伤和死亡,一方面影响了鱼类的生物循环,导致很多鱼种的数量锐减,另一方面受伤、死亡的鱼类对水域也造成了污染。

    张德胜团队分析鱼类损伤生物机理后发现,原型轴流泵在运行状态下,鱼类撞击叶片概率约为68%,撞击死亡率高达100%,其中,叶片撞击是导致鱼类死亡的最主要原因,鱼类死亡的具体原因和叶片前缘形状、厚度等有很大关系,于是,张德胜提出了采用减少叶片数、改变叶片形状、降低转速等方法来降低鱼类的撞击概率。

    叶片少了,转速慢了,鱼在通过轴流泵时有了保障。然而,轴流泵的扬程和效率如何保证呢?经过研究,张德胜团队把水泵叶轮的叶片数从4个减少为2个,并在叶片出口安放角、前伸式螺旋叶片结构、前缘断面形状和叶轮非线性环量分布等方面进行了大量的基础研究和优化设计,建立了叶片撞击鱼类损伤概率的理论数学模型。

    最终,针对原型轴流泵进行的鱼类友好型优化设计,各工况点的鱼类死亡率均在30%以下,设计工况的鱼类死亡率从68%降至13%左右。

    目前,关于鱼类友好型轴流泵的设计理论和方法已申请国家发明专利。张德胜提出,在当今世界各国重视生态保护的背景下,鱼类友好型泵及泵站的开发受到越来越多的关注。我国有近47万座泵站采用传统设计的叶轮,都未考虑鱼类通过性能,随着我国对环境友好型装备的逐步重视,鱼类友好型轴流泵的研究和开发将具有良好的应用前景和社会效益。



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