流體中心從其前身鎮江農業機械學院排灌機械研究室創建之日起,就奠定了為國家經濟建設服務的方向。50年來,流體中心堅持“強化特色、突出重點”的發展思路,形成了具有鮮明時代特點的研究方向和内容。
20世紀60年代,為了解決國家燃油緊缺問題,排灌機械研究室研究的項目、方向主要為:内燃水泵的研究、中低速柴油機使用劣質燃料的研究、動力水泵的研究等。
70年代,為了解決農業節水、增産,排灌機械研究室的研究方向由農機具産品的動力研究,逐漸轉向噴灌機具及泵類産品的開發。負責全國系列搖臂式噴頭聯合設計組工作,完成我國第一個噴頭系列的研究,負責系列噴灌泵的研制。
80年代,噴灌機具的研究進一步深入且日益系統化,逐步形成技術集成的優勢,并開始探索小型潛水電泵的設計,參與農機類相關标準的編制,實驗設施也日臻完善。全國約有90%的噴頭和管道在排灌機械研究所進行測試檢驗,同時,主持平移式噴灌機設計、研制,研究污水污物潛水泵,編制小型潛水電泵産品質量分等标準。
90年代,流體中心繼續發揮噴灌機設計和泵水力設計及理論研究方向的優勢,從各種中小型工業用泵、輕工業用泵的研究開發入手,以高難度的特種泵為主要研究對象,在工業用泵領域打開了局面。同時,中心緻力于大型水利工程系統的設計、試驗。
本世紀以來,流體中心積極參與國民經濟主戰場,重視流體機械、化工過程機械現代設計相關的重大基礎理論和方法的研究,積極開發國家重大工程所急需的關鍵技術,同時面向行業,為我國泵設計理論的創新提供技術支撐。形成的主要研究方向如下:
◎ 流體機械(泵)、化工過程機械特性及現代設計方法的研究
本方向注重基礎理論的研究,進一步完善和優化了無堵塞泵、無過載泵、無密封泵的設計理論與方法,擴大其種類和應用領域。改進、提高推廣現有水泵的計算機輔助水力設計CAD軟件和優化選型軟件;積極開發其他新結構、新原理泵,例如結合國家建設綠色大西北戰略的實施,開展太陽能泵、風能泵的研究;大力開展磁力泵、小流量高揚程化工泵、高速泵、微型泵、國防用泵、核電用泵、海水淡化用泵、煤液化用往複泵等特殊領域用泵的研究等;積極開展水處理機械與設備的研究,開發潛水曝氣機、推流器、潛水攪拌機、多功能清淤排污機、切碎泵等,從而滿足國民經濟發展之急需。
◎ 流體機械、化工過程機械内部流場計算及現代測試技術的研究
本方向采用現代數學、現代物理及力學方法與數值模拟(CFD)相結合,理論分析與實驗研究相結合的方法,從流體機械、化工過程機械内部流動機理出發,利用貼體坐标系(BFC)下的SIMPLEC算法、Reynolds時均N-S方程、修正的K-ε模型、壁面函數和交錯網格等,對各類泵内部流動進行三維湍流場數值模拟和性能預測,同時應用國際先進的PIV等測試系統對流體機械、化工過程機械内部流動進行測量及可視化研究,提高水力設計水平,并應用于工程實際。
◎ 新型節水節能灌溉技術及設備的研究
本方向結合國家863計劃項目、國家農業科技成果轉化資金項目的研究,主要從事新型節水灌溉技術、供水技術、輸送技術、控制技術及設備的研究和開發,重點研究開發輕小型移動式噴灌機組、噴灌自吸泵、田間固定式與半固定式噴灌系統、全射流噴頭、變量噴灑噴頭、異形噴嘴與多功能噴頭、全自動計算機控制專家噴灌系統等,從而為發展我國的節水農業作出更大貢獻。
◎ 南水北調等大型水利工程用泵水力模型及泵特性的研究
本方向在大型水利工程用泵水力模型研究方面處于國内領先,主要從事超低揚程高比轉速軸流泵水力模型研究、系列混(斜)流泵水力模型研究的完善、泵及進出水流道的流場計算與優化設計、大型泵站振動特性的研究、泵汽蝕磨損動态特性的研究等,不斷為我國的水利建設貢獻力量。先後研制成功的比轉速為500~1600系列軸流泵水力模型、比轉速為350~1000系列混(斜)流泵水力模型在水利部南水北調工程水泵模型天津同台測試中均名列前茅,其過流量大、效率高,抗氣蝕性能好,效率比國内同類模型高3%左右。
◎ 人造心髒泵的研究及應用
本方向主要對葉輪式血泵葉輪和整體結構進行泵機合一的研究及優化設計,消除泵類溶血和血栓的形成,實現裝置的血液相溶性、耐久性、可靠性及微型化。直接采用血驅動電機參數對血泵進行智能化控制,可使血泵輸出類似自然心髒的博動血流。采用特殊的流線型扭曲葉片設計,可使葉輪周期性改變轉速的同時不增加對血液的破壞。另外,采用永磁磁鐵實現血泵轉子的完全磁浮,可徹底解決其機械磨損問題,使血泵長期無故障運轉,提高受體的生活品質。
◎ 泵站工程及泵系統故障診斷與自動控制技術的研究
泵站自動化是當前泵站管理運行現代化的發展趨勢,利用計算機技術對泵站進行運行管理和宏觀自動控制,從而提高設備工作的可靠性。本方向主要進行水泵機組實時動态運行優化及泵的在線故障診斷技術的研究,建立實用的專家系統,從而可以對大中型泵站、船閥等進行自動化運行和監控管理,并可對泵的運行狀況進行自動故障診斷分析。