科技日?qǐng)?bào)記者 張曄?通訊員?吳奕

從農(nóng)業(yè)排灌到流域調(diào)水、從排水排污到石化運(yùn)輸、從海水淡化到能量回收、從軍工核電到航海航天，都離不開(kāi)各種流體裝備。

10月29日，江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心（以下簡(jiǎn)稱流體中心）迎來(lái)60華誕，記者采訪獲悉，該自主研發(fā)的水力模型，解決了我國(guó)流體裝備的核心基礎(chǔ)問(wèn)題，應(yīng)用于南水北調(diào)東線和中線工程21座泵站，占70%以上。

(資料圖片僅供參考)

“通俗地說(shuō)，泵就是流體裝備的一種，我們針對(duì)各種流體裝備及系統(tǒng)開(kāi)展基礎(chǔ)理論研究與關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)，研發(fā)出國(guó)民經(jīng)濟(jì)重大工程所需的系列新技術(shù)、新產(chǎn)品，解決了流體裝備的‘心病’?！绷黧w中心黨委書(shū)記張德勝介紹說(shuō)，目前該中心80%以上的科研成果已成功轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，與1000多家企業(yè)進(jìn)行合作，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品600余種。

破解葉輪流動(dòng)“密碼”

泵是用來(lái)輸送液體或使液體增壓的機(jī)械。以常見(jiàn)的葉片泵為例，拆開(kāi)螺旋狀的外殼，里面就是一組葉輪，利用葉片和液體相互作用就可以輸送液體。

但是，看似簡(jiǎn)單的泵卻蘊(yùn)涵著大學(xué)問(wèn)。“想要讓泵高效省電，噪音低、揚(yáng)程高，就必須把葉片與液體之間力學(xué)作用研究清楚?！睆埖聞俑嬖V科技日?qǐng)?bào)記者，比如在水利行業(yè)廣泛應(yīng)用的大型低揚(yáng)程泵，我國(guó)的總裝機(jī)容量及規(guī)模居世界第一，但是過(guò)去長(zhǎng)期存在低揚(yáng)程泵內(nèi)流機(jī)理不清、水力模型缺乏、效率低、汽蝕嚴(yán)重、可靠性較差等急需解決的重大行業(yè)難題，嚴(yán)重影響了國(guó)家重大工程和液體機(jī)械裝備業(yè)的發(fā)展。

據(jù)張德勝介紹，流體中心依托國(guó)家水泵工程中心和國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，經(jīng)過(guò)三代人、40多年理論研究和大量工程實(shí)踐，終于解決大型低揚(yáng)程泵的“心病”。

他們構(gòu)建了葉輪復(fù)雜湍流場(chǎng)三維粒子成像測(cè)速系統(tǒng)，揭示了低揚(yáng)程泵復(fù)雜的空化形態(tài)及其演化規(guī)律，通過(guò)建立葉輪軸面速度分布數(shù)學(xué)模型，最終破解了高效葉輪流動(dòng)“密碼”。 上世紀(jì)80年代末，我國(guó)第一個(gè)適用于水力機(jī)械的“791翼型”在江蘇大學(xué)誕生?！?91翼型”解決了葉片設(shè)計(jì)的核心基礎(chǔ)問(wèn)題。

2010年，他們又提出了低揚(yáng)程泵葉輪非線性環(huán)量設(shè)計(jì)理論和方法，解決了低揚(yáng)程泵效率低、空化性能差的行業(yè)難題。在此基礎(chǔ)上，誕生了我國(guó)緊缺的新一代高性能低揚(yáng)程泵優(yōu)秀水力模型。

此外，流體中心還與相關(guān)單位合作研制成功了大型低揚(yáng)程燈泡貫流泵和豎井貫流泵總體結(jié)構(gòu)型式，解決了工況調(diào)節(jié)、機(jī)組傳動(dòng)、部件支撐、密封等關(guān)鍵技術(shù)，提高了機(jī)組效率和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

目前，這一系列成果轉(zhuǎn)化后約占全國(guó)同類(lèi)產(chǎn)品總產(chǎn)量的60%以上，并轉(zhuǎn)讓荷蘭、日本、德國(guó)等世界泵業(yè)巨頭及骨干企業(yè)100余家。僅上海凱士比、日立無(wú)錫等15家企業(yè)近2年新增銷(xiāo)售額32.09億元、利潤(rùn)3.09億元，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)歐美、東南亞等。

“國(guó)字頭”工程顯身手

我國(guó)是嚴(yán)重貧水國(guó)家，水資源時(shí)空分布不均和供需矛盾突出是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。

為了解決水資源不均衡的問(wèn)題，我國(guó)啟動(dòng)建設(shè)南水北調(diào)跨流域調(diào)水工程。南水北調(diào)不僅是世界規(guī)模最大的梯級(jí)泵站工程，也是我國(guó)北方重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，就像一條條蜿蜒的血脈，為北方缺水干旱地區(qū)送來(lái)汩汩清流，而大型低揚(yáng)程泵則是其核心動(dòng)力“心臟”。

過(guò)去，我國(guó)的大型低揚(yáng)程泵市場(chǎng)主要被日本、荷蘭等國(guó)外大公司產(chǎn)品所占據(jù)。為了能讓國(guó)家重大水利工程用上中國(guó)泵，2004年，在南水北調(diào)工程建設(shè)之初，國(guó)家水利部專門(mén)在天津舉行了一次“擂臺(tái)比武”，國(guó)內(nèi)外22個(gè)水利模型進(jìn)行同臺(tái)測(cè)試。結(jié)果，首次亮相的江蘇大學(xué)水力模型就顯示出優(yōu)異的綜合性能，過(guò)流能力提高12.5%，最優(yōu)效率提高3個(gè)百分點(diǎn)，綜合技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，一舉擊敗國(guó)際頂尖競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

目前，該系列大型低揚(yáng)程泵已成功應(yīng)用于南水北調(diào)東線、中線21個(gè)泵站，占總數(shù)的70%以上。

截至5月13日，南水北調(diào)東線和中線工程累計(jì)調(diào)水量達(dá)到531億立方米。南水已成為京津等40多座大中城市280多個(gè)縣市區(qū)超過(guò)1.4億人的主力水源。

大型低揚(yáng)程泵還廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)三角、珠三角、黃淮海、東北平原等地的防洪排澇、水資源調(diào)配、水環(huán)境改善、農(nóng)業(yè)排灌等重要領(lǐng)域及大中型泵站更新改造工程，顯著提升了我國(guó)大型低揚(yáng)程泵的技術(shù)水平，在引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展、推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步、抗旱減災(zāi)、節(jié)能減排等方面發(fā)揮了重大作用。

近年來(lái)，江蘇大學(xué)流體中心又瞄準(zhǔn)能源、國(guó)防、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域流體裝備需求，研發(fā)高效離心泵、核電泵、新型節(jié)水灌溉裝備等多種液體機(jī)械裝備，成功應(yīng)用于遼寧艦、華龍一號(hào)、東北節(jié)水增糧工程等，并獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。

“水泵之鄉(xiāng)”轉(zhuǎn)型升級(jí)

上世紀(jì)80年代初，人民日?qǐng)?bào)上的一篇報(bào)道引起了流體中心關(guān)注，這篇報(bào)道講述了石家莊一名婦女背著孩子跑到沈陽(yáng)水泵廠購(gòu)買(mǎi)家用水泵的故事。

他們敏銳地洞察到，家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制將帶來(lái)微型泵需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)。

為此，他們向上級(jí)部門(mén)建議開(kāi)發(fā)適合家庭使用的微型泵，很快得到批示立項(xiàng)。流體中心將全國(guó)重要工廠的技術(shù)人員集中到學(xué)校組成聯(lián)合設(shè)計(jì)組，開(kāi)發(fā)研制小型潛水電泵和微型泵，設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品很快投放到市場(chǎng)，深受農(nóng)民歡迎。

同時(shí)，這也帶動(dòng)了浙江溫嶺、山東淄博等中小型泵生產(chǎn)基地的發(fā)展。溫嶺是中國(guó)水泵制造之都，有3000余家相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)，主要生產(chǎn)各類(lèi)小型泵產(chǎn)品，銷(xiāo)量約占全國(guó)70%；產(chǎn)品出口到180多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，是世界最大的水泵制造基地。該領(lǐng)域2021年總產(chǎn)值近600億元，占溫嶺市工業(yè)總產(chǎn)值的45%。

隨著市場(chǎng)需求日趨多樣，用戶對(duì)泵系統(tǒng)的運(yùn)維智能化綜合管控也提出了更高要求，此時(shí)的溫嶺中小企業(yè)卻顯得后勁乏力，研發(fā)創(chuàng)新能力不足，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)也很?chē)?yán)重。

2019年，江蘇大學(xué)流體機(jī)械溫嶺研究院成立，這為水泵之鄉(xiāng)帶來(lái)了鳳凰涅槃的生機(jī)。張德勝說(shuō)，他們的使命就是幫助當(dāng)?shù)刂行∑髽I(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，并助力打造溫嶺市泵與電機(jī)的千億產(chǎn)業(yè)集群。

新界泵業(yè)是溫嶺一家生產(chǎn)各類(lèi)泵及控制設(shè)備的企業(yè)，創(chuàng)建伊始就與江蘇大學(xué)建立了良好的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，2008年雙方合作成立江蘇大學(xué)浙江新界水泵研究所（現(xiàn)改名江蘇大學(xué)新界泵業(yè)水泵研究所）。十余年間，研究所完成了QY充油式軸流潛水電泵、高性能污水泵、5寸多級(jí)井泵混流式葉輪與空間導(dǎo)葉水力模型優(yōu)化設(shè)計(jì)，4寸高速井泵、小型多級(jí)微型離心泵全新水力模型設(shè)計(jì)等20多項(xiàng)高效水力的成功開(kāi)發(fā)與優(yōu)化設(shè)計(jì)，共獲得國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科研成果獎(jiǎng)17項(xiàng)，公司也因此獲批建立國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心。

通過(guò)幾年的運(yùn)營(yíng)，江蘇大學(xué)流體機(jī)械溫嶺研究院與企業(yè)聯(lián)合建立博士后工作站2個(gè)，在共性技術(shù)攻關(guān)方面，根據(jù)當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)需求，在研自立的項(xiàng)目有4項(xiàng)，申請(qǐng)獲批各類(lèi)科技項(xiàng)目有10余項(xiàng)，預(yù)計(jì)可以形成10余項(xiàng)成果供轉(zhuǎn)化。

同時(shí)，流體中心還在溫嶺舉辦了水泵設(shè)計(jì)及檢測(cè)技術(shù)長(zhǎng)期培訓(xùn)班2期，培訓(xùn)人數(shù)150余人，舉辦短期水泵基礎(chǔ)培訓(xùn)10余期，培訓(xùn)人數(shù)500余人，為中小企業(yè)提供人才支撐。

此外，流體中心把當(dāng)?shù)仄髽I(yè)納入標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)的作用，來(lái)提升企業(yè)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的重視程度。近五年，中心已帶領(lǐng)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)參與國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)50余項(xiàng)，占全國(guó)水泵標(biāo)準(zhǔn)的50%以上。

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