国家水泵及系统工程技术研究中心

国内液下泵十大品牌公司液下泵型号厂家1.上海阳光泵业制造有限公司上海阳光泵业制造有限公司，位于上海市金山工业园区，是国内泵业领域的佼佼者，是一家集研制、开发、生产、销售、服务于一体的大型多元化企业，注册资本高达8000万元，实力雄厚。

公司以科技创新为驱动，专注于各种泵类的研发与生产，主导产品涵盖了螺杆泵、隔膜泵、液下泵、磁力泵、排污泵、化工泵、多级泵、自吸泵、齿轮油泵、计量泵、卫生泵、真空泵、潜水泵、转子泵等多个系列，广泛应用于工业生产、建筑城镇供水、环保污水处理、市政工程、食品制药、水利电力、石油船舶等多种领域。

公司的主导产品包括螺杆泵、隔膜泵、液下泵、磁力泵、排污泵、化工泵、多级泵、自吸泵、齿轮油泵、计量泵、卫生泵、真空泵、潜水泵、转子泵等类别。

这些产品以优越的性能和精良的品质，赢得了各项专业认证证书及客户的广泛认可。

公司拥有一支专业的研发团队，由多名水泵专家和各类中高级工程师组成，他们不断致力于新产品的开发制造，每年都有新的升级换代产品问世，以满足市场的多元化需求。

公司在生产过程中，采用先进的CAD设计软件和CFD计算流体力学软件进行产品设计，确保产品的性能优越。

同时，公司还引进了一系列高精密的加工检测设备，如数控加工中心、等离子焊接机、全自动气体保护、半自动真空熔焊机、超频真空热处理设备、高效加工专机、理化和探伤设备等，使得公司的加工能力和技术水平在同行业中处于领先地位，充分保证了产品的质量。

上海阳光泵业制造有限公司的产品达二十大系列，一万多种规格。

这些产品广泛应用于工业生产、建筑城镇供水、环保污水处理、市政工程、食品制药、水利电力、石油船舶等多种领域，客户包括大庆油田、胜利油田、中国水利水电、浦项集团等世界知名企业。

公司凭借卓越的产品质量和完善的售后服务，赢得了广大客户的信赖和支持，成为了国内泵业领域的领军企业。

2.浙江林德伟特工程技术有限公司浙江林德伟特工程技术有限公司是一家中德合资企业，坐落于美丽的浙江省嘉兴市，是一家专注于蒸汽系统的节能方案、系统优化及提供高品质蒸汽阀门的专业制造、销售及技术服务的科技型企业。

第３９卷　第４期Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ．４袁寿其基于ＭＵＳＩＧ模型的气液两相流离心泵内部流动数值模拟袁寿其，何文婷，司乔瑞 ，袁建平，张皓阳，崔强磊（江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江２１２０１３）收稿日期：２０２０－０４－１０；修回日期：２０２０－０５－０２；网络出版时间：２０２１－０４－０７网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．１８１４．ｔｈ．２０２１０４０６．１１３９．０２６．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１７７９１０７）第一作者简介：袁寿其（１９６３—），男，上海金山人，研究员，博士生导师（ｓｈｏｕｑｉｙ＠ｕｊｓ．ｅｄｕ．ｃｎ），主要从事流体机械及排灌机械研究．通信作者简介：司乔瑞（１９８６—），男，河南开封人，研究员，博士生导师（ｓｉｑｉａｏｒｕｉ＠ｕｊｓ．ｅｄｕ．ｃｎ），主要从事泵内部流动机理及特性研究．摘要：为了解决气液两相流泵内部流动数值模拟中所采用的欧拉－欧拉双流体非均相流模型无法考虑气泡离散相粒子直径变化以及气相之间的聚合作用与破碎作用，导致在高含气量时的模拟结果与试验存在一定差距的问题，文中将一种新型的欧拉－欧拉双流体拓展模型，即ＭＵＳＩＧ模型用于气液两相流泵内部流动的数值模拟，通过与气液两相流工况外特性试验数据对比发现，入口含气率在５％左右时，ＭＵＳＩＧ模型计算得到的外特性曲线与试验结果整体趋势吻合较好；普通的欧拉－欧拉两相流模型在大含气率下与试验相差较大．基于ＭＵＳＩＧ模型，分析入口含气率对内部流动特性的影响，发现入口含气率的增加会引起内流失稳和流线紊乱，气相逐渐聚集在前盖板与流道中间部位，最后引起能量损失，叶轮出口压力下降．这些现象会随着入口含气率增加而逐渐加剧，最终扬程与效率均会随着含气率增加而下降．含气率小于３％时，内流较稳定；当入口含气率为５％时，扬程下降至３２ｍ，效率下降至５５％，推测此时流道内气相聚合，生成气囊．关键词：离心泵；气液两相流；ＭＵＳＩＧ模型；欧拉－欧拉双流体模型；外特性曲线中图分类号：Ｓ２７７．９　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０２１）０４－０３２５－０６Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．２０．０１０４ 袁寿其，何文婷，司乔瑞，等．基于ＭＵＳＩＧ模型的气液两相流离心泵内部流动数值模拟［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０２１，３９（４）：３２５－３３０，３３７． ＹＵＡＮＳｈｏｕｑｉ，ＨＥＷｅｎｔｉｎｇ，ＳＩＱｉａｏｒｕｉ，ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ ｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｎｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｂａｓｅｄｏｎＭＵＳＩＧｍｏｄｅｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０２１，３９（４）：３２５－３３０，３３７．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ ｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｎｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｂａｓｅｄｏｎＭＵＳＩＧｍｏｄｅｌＹＵＡＮＳｈｏｕｑｉ，ＨＥＷｅｎｔｉｎｇ，ＳＩＱｉａｏｒｕｉ，ＹＵＡＮＪｉａｎｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＨａｏｙａｎｇ，ＣＵＩＱｉａｎｇｌｅｉ（ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＰｕｍｐｓ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＥｕｌｅｒｉａｎ－Ｅｕｌｅｒｉａｎｔｗｏ ｐｈａｓｅｆｌｏｗｍｏｄｅｌｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｅｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ ｐｈａｓｅｆｌｏｗｐｕｍｐｃａｎｎｏｔｃｏｎｓｉｄｅｒｔｈｅａｉｒｂｕｂｂｌｅｓｄｉａｍｅｔｅｒｃｈａｎｇｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｉｓａｃｅｒｔａｉｎｇａｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｗｈｅｎｔｈｅｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈ．ＴｈｅＭＵＳＩＧｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｉｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｅｘｐａｎｓｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｏｒｉｇｉｎａｌＥｕｌｅｒｉａｎ－Ｅｕｌｅｒｉａｎｍｏｄｅｌ，ｃａｎｃａｌｃｕｌａｔｅｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｉｓａｂｏｕｔ５％，ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅＭＵＳＩＧｍｏｄｅｌｈａｓａｓｌｉｇｈｔｄｅｖｉａｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｅｘｐｅｒｉ ｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｂｕｔｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｔｒｅｎｄｉｓｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｆｌｏｗｃｈａ ｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｓｉｄｅｔｈｅｐｕｍｐｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＩＧＶＦ（ｉｎｌｅｔｇａｓｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎ）ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｉｎｌｅｔｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｗｉｌｌｃａｕｓｅｅｎｔｉｒｅｆｌｏｗｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ；ｔｈｅｇａｓｐｈａｓｅｗｉｌｌｇｒａｄｕａｌ ｌｙａｃｃｕｍｕｌａｔｅｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｏｆｔｈｅｓｈｏｕｌｄａｎｄｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｎｎｅｌ；ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｉｍｐｅｌｌｅｒｄｒｏｐｓ．ＴｈｅｓｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｗｉｌｌｇｒａｄｕａｌｌｙｉｎｔｅｎｓｉｆｙｗｉｔｈｔｈｅＩＧＶＦｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ａｎｄｈｅａｄａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｉｌｌｄｅ ｃｒｅａｓｅｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．Ｗｈｅｎｔｈｅｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ３％，ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｌｏｗｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｔａｂｌｅ；ｗｈｅｎｔｈｅｉｎｌｅｔｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｉｓ５％，ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｉｌｌｓｕｄｄｅｎｌｙｄｒｏｐ，ａｎｄｔｈｅｇａｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｃｃｕｒｓｉｎｆｌｏｗｃｈａｎｎｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ；ｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ ｐｈａｓｅｆｌｏｗ；ＭＵＳＩＧｍｏｄｅｌ；Ｅｕｌｅｒｉａｎ－Ｅｕｌｅｒｉａｎｔｗｏ ｐｈａｓｅｍｏｄｅｌ；ｐｕｍｐｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｕｒｖｅ 离心泵广泛应用于石油、化工及天然气输送、核电站等领域，与国民生计关系紧密［１－２］．由于泵的工作环境千差万别，常常出现各种特殊情况，例如多相流、空化、汽蚀等现象的发生．气液两相流是较为常见的一种多相流，指纯水流体中混入一定含量的空气．诸多研究发现，离心泵的性能与内部流动都会受到入口气体含量的影响．袁建平等［３］认为含气率达到１０％时，会出现气液分离现象，造成离心泵输水性能急剧下降；含气率逐渐增加的过程中，叶轮出口压力逐渐降低，说明气液两相流会造成离心泵一定程度的扬程损失．唐苑峰等［４］认为离心泵外特性会随着含气率增加而下降．ＳＨＡＯ等［５］通过可视化试验，证实了随含气率的增加，内部流动会呈现４种气液两相流流态，即泡状流、聚合泡状流、气囊流和气液分离流；结合离心泵外特性变化规律分析发现，两相流流型与外特性存在紧密联系，例如扬程与效率出现骤降时，同时也会伴随气囊流的出现．当前，随着纯水工况下离心泵内部流动数值模拟研究的深入，已经可以准确预测泵的性能．而对气液两相流泵的数值模拟工作开展相对较少，ＳＩ等［６］基于欧拉－欧拉双流体非均相模型，模拟分析了不同含气率下离心泵性能以及内流变化规律，但模拟中并未考虑气泡形变和气泡碰撞合并现象．当前，基于欧拉－欧拉双流体模型，将气体粒子的直径变化规律、聚合以及分裂等加入计算，延伸出ＰＢＭ－ＣＦＤ耦合模型与ＭＵＳＩＧ模型［７］．戈振国［８］基于ＰＢＭ－ＣＦＤ耦合模型，模拟分析了气泡直径和流型转变的规律对离心泵性能的影响．文中进一步探究另一种基于欧拉－欧拉双流体的拓展模型———ＭＵＳＩＧ模型用于气液两相流泵内部流动数值模拟的可靠性，进而分析含气率对内流场以及外特性的影响．１　数值计算１．１　模型泵参数模型泵采用单极单吸离心泵，基本参数中，比转数ｎｓ＝８８．６，叶片数Ｚ＝６，纯水工况下额定流量Ｑｄ＝５０ｍ３·ｈ，额定扬程Ｈ＝３４ｍ，额定转速ｎ＝２９００ｒ／ｍｉｎ．叶轮进口直径Ｄ１＝７４ｍｍ，叶轮出口直径Ｄ２＝１７４ｍｍ，叶片出口宽度ｂ２＝１２ｍｍ，泵进口直径Ｄｓ＝６５ｍｍ，泵出口直径Ｄｄ＝６５ｍｍ．１．２　网格划分及边界条件设置１．２．１　网格划分与无关性分析图１，２分别为模型泵部件网格划分与总装配图．采用结构化网格，水体结构分为进口管、口环、叶轮、泵腔、蜗壳与出口管６个部分，网格总数为４００万．图１　模型泵水利部件网格示意图Ｆｉｇ．１　Ｇｒｉｄｓｏｆｐｕｍｐ图２　模型泵三维总装配图Ｆｉｇ．２　Ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｇｅｎｅｒａｌａｓｓｅｍｂｌｙｄｒａｗｉｎｇｏｆｍｏｄｅｌｐｕｍｐ为了确定适用于计算的网格数，进行无关性分３２６析，发现网格数达到４００万时，扬程趋于平稳．最终确定网格总数为４００万，并且最小角度未小于１８°，可以保证计算精度．１．２．２　边界条件设置基于定常计算离心泵的扬程与效率，基于非定常分析内流规律．将２５℃的纯水以及空气混合作为流体介质，入口边界设定气相体积分数，入口压力为１０１．３２５ｋＰａ，出口设置为质量流量．ＭＵＳＩＧ模型设置：气相离散流体，入口气泡组分组设置为１２组，最小粒径为０．１ｍｍ，最大粒径为１．０ｍｍ．粒子分组过少，导致计算不符合实际情况，分组过多，计算耗时较长且不易收敛［９］．欧拉－欧拉非均相流模型设置：气相为离散流体，平均粒径设置为０．１ｍｍ．非定常设置：非定常计算时设为ＴｒａｎｓｉｅｎｔＲｏｔｏｒＳｔａｔｏｒ，并且以定常计算结果作为非定常计算的初始条件，取叶轮每转３°计算１次，则时间步长Δｔ＝１．７２４×１０－４ｓ，总时间为０．２０６９ｓ，对最后稳定的５周数据进行处理．１．３　ＭＵＳＩＧ模型气液两相流泵内部两相流模型是选择了基于欧拉－欧拉双流体模型的一种新型拓展模型，即ＭＵＳＩＧ模型．该模型与欧拉－欧拉双流体非均相流模型不同的是，考虑离散相粒子直径的变化，以及气相之间的聚合作用与破碎作用．其基本原理是，将所有粒子划分为粒径不同的Ｎ组，每一组粒子拥有各自独立的连续性方程，但却拥有同一套动量方程，最终去求解Ｎ＋１组方程．连续性方程为ｔ（αｋρｋ）＋ ·（αｋρｋωｋ）＝０，（１）动量方程为ｔ（αｋρｋωｋ）＋ ·（αｋρｋωｋ ωｋ）＝－αｋ ｐｋ＋ ·｛αｋμｋ［ ωｋ＋（ ωｋ）Ｔ］｝＋Ｍｋ＋αｋρｋｆｋ，（２）式中：ｋ为任意相；ρｋ为ｋ相密度；ｐｋ为ｋ相压力；αｋ为ｋ相体积分数；μｋ为ｋ相动力黏度；ωｋ为ｋ相流体相对速度；Ｍｋ为ｋ相所受相间作用力；ｆｋ为与叶轮旋转有关的质量力．ＭＵＳＩＧ模型中采用的气泡粒子破碎模型来源于ＬＵＯ等［１０］针对湍流场中的粒子破碎行为的研究，气体粒子的合并模型来源于ＰＲＩＮＣＥ等［１１］的研究．２　外特性试验验证２．１　气液两相流泵实验台及试验过程介绍试验采用开式实验台，由开式储水箱和进出口管路等组成纯水试验回路，纯水试验完成后，加入压缩机、气液混合器和输气管等组成气体输送回路［１２］，实验台示意图如图３所示．图３　试验示意图Ｆｉｇ．３　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｃｈｅｍａｔｉｃ２．２　气液两相流数值模拟与试验验证图４为额定工况下，普通两相流模型与ＭＵＳＩＧ模型的扬程与效率随入口含气率（ＩＧＶＦ）变化曲线对比．额定工况下，纯水扬程为３５ｍ，随着入口含气率增加扬程有明显的下降趋势．其中，入口含气率未超过３％时，扬程无明显波动，２种模型计算结果与试验结果都较为接近，说明这时内流相对较为稳定，气相并未造成明显的水力损失．当入口含气率到达５％时，试验扬程出现了骤降，试验过程中，通过调节气体阀门增加入口含气率，同时调节液体阀门使得液体质量流量不变，这个过程入口质量流量出现波动，但是最终维持稳定状态．试验结果显示扬程从３５ｍ降至２６ｍ左右，ＭＵＳＩＧ模型结果也出现了骤降，从３５ｍ降至３１ｍ左右，较试验略有偏高，普通模型结果只出现略微下降趋势．入口含气率继续增加，ＭＵＳＩＧ模拟结果与试验结果都出现了更剧烈的骤降．当含气率到达１０％时，模拟扬程与试验扬程都下降至２０ｍ以下．整体比较发现，普通气液两相流模型在含气率超过３％时，与实际扬程误差增大，不能模拟出试验中扬程骤降，而ＭＵＳＩＧ模型能够较好地与试验扬程相匹配．３２７图４　额定流量下的扬程与效率随入口含气率（ＩＧＶＦ）变化曲线Ｆｉｇ．４　Ｈｅａｄａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｉｎｌｅｔｇａｓｃｏｎｔｅｎｔ（ＩＧＶＦ）ｕｎｄｅｒｔｈｅｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ ｐｈａｓｅｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒＱ＝Ｑｄ随着含气率增加，离心泵的效率也逐步下降，含气率为５％时，试验效率从７９％骤降至４８％，效率骤降说明含气率到达５％时，输水能力急剧下降．最终效率在含气率为１０％时下降至３５％左右，离心泵输水能力损失较严重．当含气率在５％左右时，ＭＵＳＩＧ模型计算得到的外特性曲线与试验结果有少量偏差，扬程相差３ｍ左右，效率相差８％左右，而在含气率较小时则均有非常好的一致性．因为少量的气体并不能形成严重的水利损失，流场稳定程度接近于纯水工况，但是ＭＵＳＩＧ模型整体趋势的符合度非常好．入口含气率超过５％时，普通两相流模型没有将气相粒子的形变考虑在计算过程中，计算结果与实际情况差距较大，入口含气率增加至７％时，误差达到最大值．３　内流分析３．１　流线分布图５为纯水工况下，叶轮内液体流线分布（额定工况）．流体流过高速旋转的叶轮时，流线排列越顺畅，造成的水力损失就越小．额定流量，纯水工况下，液体流线均匀有序地充满整个流道，并没有出现剧烈的速度波动，也没有出现由流场不稳定引起的流动行为，例如回流等．所以，纯水工况离心泵几乎可以达到稳定状态，流场中没有多余的能量损耗以及水力损失，扬程和效率都较高．图５　额定流量下入口含气率为０时流线分布Ｆｉｇ．５　ＳｔｒｅａｍｌｉｎｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｏｒＱ＝Ｑｄ，ＩＧＶＦ＝０图６为ＩＧＶＦ＝３％时，离心泵内液体流线分布．入口含气率为３％时，流线沿着流道排列顺畅，未发现回流等流动行为．３％的含气率并没有对液体流线造成明显干扰，和纯水工况相比，流线排列与速度大小无明显波动．速度流线显示，叶轮出口到蜗壳部位速度较高，蜗壳部位整体速度略高于叶轮内的流体速度，蜗壳出口部位速度有所减小．图６　额定流量下入口含气率为３％时流线分布Ｆｉｇ．６　ＳｔｒｅａｍｌｉｎｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｏｒＱ＝Ｑｄ，ＩＧＶＦ＝３％图７为ＩＧＶＦ＝５％时，离心泵内液体流线分布．入口含气率为５％时，在叶轮出口处，紧贴叶片吸力面一侧的流线速度有明显下降，大约从１７ｍ下降至２ｍ左右，并且这一部分液体无法顺利流至流道出口．液体流速下降剧烈甚至有向低压区倒流的趋势，说明水体的内能被消耗，导致流体没有充足的能量流至出口．含气率为５％时，相比较含气率为３％，水力损失加剧，所以入口的含气率与形成的水力损失成正比，这一点与许多研究成果相符．图７　额定流量下入口含气率为５％时流线分布Ｆｉｇ．７　ＳｔｒｅａｍｌｉｎｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｏｒＱ＝Ｑｄ，ＩＧＶＦ＝５％３２８图８为ＩＧＶＦ＝７％时，在额定流量下离心泵内液体流线分布．入口含气率为７％时会造成较为严重的水力损失，因为流道中２／３的流体流线速度下降至２ｍ左右，随着液体速度骤降，输水能力随之减弱．个别流道中部位置出现明显回流，回流区域堵塞了一部分流道，使得流道的利用率降低．同时回流造成流体能量损耗，速度波动形成新的回流，加剧了水力损失．图８　额定流量下入口含气率为７％时流线分布Ｆｉｇ．８　ＳｔｒｅａｍｌｉｎｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｏｒＱ＝Ｑｄ，ＩＧＶＦ＝７％整体看来，气液两相流必然会影响离心泵的内流与外特性，并且随着含气率增加，这种不良影响会加剧，扬程与效率会出现骤降，流线速度骤降并且出现回流等流动行为．３．２　局部含气率分布图９为随入口含气率增加，叶轮内部局部含气率α分布情况．局部含气率可以直接反映气相在流道中的聚集情况．可视化试验研究发现气相聚集现象会引发气囊流流型（气相在流道中逐渐合并，形成气袋），由于气囊占用一部分流道，消耗流体内能，从而输水性能骤降．图９　不同入口含气率下叶轮内局部含气率分布Ｆｉｇ．９　ＬｏｃａｌｇａｓｆｒａｃｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｉｎｉｍｐｅｌｌｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＩＧＶＦ入口含气率从３％依次递增至７％，前盖板气相聚集越来越明显．最初含气率为３％时，流道整体气体含率在１０％以下，因为气体流动状态整齐有序，粒子分布松散，相互聚合碰撞的概率很小．含气率达到５％之后，流道中部局部含气率超过８０％，并且紧贴叶片吸力面的含气率有所上升；最终可以在入口含气率为７％时明显观察到气囊，并可发现个别流道很大一部分面积局部含气率超过８０％．观察后盖板，局部的气体含量较低，从侧面说明了气囊更易发生在贴近前盖板的位置．入口含气率达到７％时，后盖板贴近叶轮的极小部位含气率有所上升．３种入口含气率条件下，后盖板的局部含气率均维持在１０％以下，说明含气率的增加对后盖板附近部位的流场并没有明显影响．３．３　压力分布图１０所示为随入口含气率增加叶轮内部压力分布情况．由于扬程代表了离心泵的加压能力，如果离心泵内部的水力损失造成压降，会直接引起扬程的骤降．由于叶轮为主要的加压部位，所以流道的压力分布变化可以说明气液两相流对叶轮加压能力的影响．图１０　不同入口含气率下叶轮压力分布Ｆｉｇ．１０　ＰｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｉｎｉｍｐｅｌｌｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＩＧＶＦ　叶轮是主要离心部件，通过将水体加压赋予水体能量，流体在出口与进口的压差越大，离心泵的扬程就越高．纯水工况下，流体正常加压，离心泵运转正常．流体在流道中部压力迅速升高，叶片工作面中部与叶片吸力面尾部压力急剧升高．当含气率逐步增加时，叶轮的加压能力显著减弱，由于叶片工作面与背面的高压区依次减少．含气率为３％时，相比较纯水工况，压力有微小损失，叶片压力面中部偏下部位，压力达到３００ｋＰａ，到叶片末尾压力逐步增加．含气率超过５％时，叶片压力面的压降十分明显，直到叶片尾部压力才升至３００ｋＰａ，叶片背面尾部的最大压力下降至２７０ｋＰａ左右．３２９４　气相形变规律图１１为额定流量下，气泡直径ｄｂ随入口含气率的变化规律．ＭＵＳＩＧ模型与普通的欧拉－欧拉双流体模型相比较，引入了气相气泡粒子聚合与破碎的模型．图１１　额定流量下不同含气率下气泡直径分布Ｆｉｇ．１１　ＢｕｂｂｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｉｎｉｍｐｅｌｌｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＩＧＶＦｆｏｒＱ＝Ｑｄ入口含气率为３％时，扬程与效率没有剧烈波动，因此推测此时流态为均匀泡状流，整个流道中的粒子直径几乎均大于０．３ｍｍ，叶轮出口边缘部位气泡粒子直径小于０．２ｍｍ，入口部位至流道中部的气泡直径为０．８ｍｍ左右．含气率增加至５％，这时出现性能骤降，推断入口部位有气囊初生．流道中的气体粒子直径跨度较明显，叶片吸力面靠近出口处为直径小于０．２ｍｍ的粒子，入口部位紧贴压力面的小部分流道粒子直径超过了０．８ｍｍ，说明较大的气泡在入口处合并为气囊，只有较小的气泡流至出口部位；入口含气率增加至７％，整体流道中的气泡明显变大，直径增加至０．５ｍｍ左右，流道入口沿着压力面的部位气相聚集成为气囊，所以显示气泡直径超过１ｍｍ．通过多次计算发现，持续增加最大气泡粒子直径对最终气泡直径分布没有明显影响，因为粒子聚合与分裂模型并不仅仅作用于最大直径的粒子．５　结　论１）外特性结果显示整体试验与ＭＵＳＩＧ模拟结果匹配度较高，尤其当入口含气率小于３％时．入口含气率大于５％时，普通两相流模型计算准确性低于ＭＵＳＩＧ模型．２）通过ＭＵＳＩＧ模型非定常计算，分别研究了含气率为３％，５％，７％这３种情况时的内流规律．随着含气率增大，液体流线紊乱程度与回流程度加剧；紧贴前盖板位置的气相聚集逐渐严峻（但是后盖板部位没有气体聚集），逐渐从泡状流转变为气囊流；叶轮的加压能力急剧减弱．３）ＭＵＳＩＧ模型非定常计算显示，含气率的增大同时引起流体回流与局部含气率的升高，气囊的出现会占据一部分流道空间，使得叶轮出现一定程度的空转；流体能量被损耗和叶轮加压能力减弱是导致扬程和效率下降的主要原因．ＭＵＳＩＧ模型考虑了气相粒子之间的聚合以及破碎作用，较传统的欧拉－欧拉两相流模型更接近实际观测结果，说明性能骤降与气相的聚合与破碎有密切关系．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］　王东伟，刘在伦，曾继来．离心泵非定常空化流场及空泡特征分析［Ｊ］．流体机械，２０２０，４８（１２）：２８－３５．ＷＡＮＧＤｏｎｇｗｅｉ，ＬＩＵＺａｉｌｕｎ，ＺＥＮＧＪｉｌａｉ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｕｎｓｔｅａｄｙｃａｖｉｔａｔｉｏｎｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｎｄｃａｖｉｔａｔｉｏｎｂｕｂｂｌｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｏｒａｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ［Ｊ］．Ｆｌｕｉｄｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２０２０，４８（１２）：２８－３５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［２］　刘宇宁，王秀勇，刘志远，等．多级离心泵水力性能数值模拟精度影响因素研究［Ｊ］．流体机械，２０２０，４８（１０）：４１－４７．ＬＩＵＹｕｎｉｎｇ，ＷＡＮＧＸｉｕｙｏｎｇ，ＬＩＵＺｈｉｙｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｆｏｒｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｓｔａｇｅｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ［Ｊ］．Ｆｌｕｉｄｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２０２０，４８（１０）：４１－４７．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［３］　袁建平，张克玉，司乔瑞，等．基于非均相流模型的离心泵气液两相流动数值研究［Ｊ］．农业机械学报，２０１７，４８（１）：８９－９５．ＹＵＡＮＪｉａｎｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＫｅｙｕ，ＳＩＱｉａｏｒｕｉ，ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ ｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｎｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｓｂａｓｅｄｏｎｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣＳＡＭ，２０１７，４８（１）：８９－９５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［４］　唐苑峰，袁建平，司乔瑞，等．基于Ｅｕｌｅｒｉａｎ－Ｅｕｌｅｒｉａｎ模型的轴流泵气液两相流动数值分析［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１８，３６（６）：４７２－４７８．ＴＡＮＧＹｕａｎｆｅｎｇ，ＹＵＡＮＪｉａｎｐｉｎｇ，ＳＩＱｉａｏｒｕｉ，ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｔｗｏ ｐｈａｓｅｆｌｏｗ（ｌｉｑｕｉｄ／ｇａｓ）ｉｎａｘｉａｌｐｕｍｐｂａｓｅｄｏｎＥｕｌｅｒｉａｎ－Ｅｕｌｅｒｉａｎｆｌｏｗｍｏｄｅｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８，３６（６）：４７２－４７８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［５］　ＳＨＡＯＣＬ，ＬＩＣＱ，ＺＨＯＵＪＦ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎ ｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｔｈａｔｔｒａｎｓｐｏｒｔｓｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ ｐｈａｓｅｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｊｏｕｒｎａｌｏｆｈｅａｔ＆ｆｌｕｉｄｆｌｏｗ，２０１８，７１：４６０－４６９．（下转第３３７页）３３０ｄｏｕｂｌｅｓｕｃｔｉｏｎｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａｒｕｒａｌｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ，２０１７（１０）：２１８－２２２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１０］　周晓红，刘国营，胡永金，等．叶片交错布置对水泵蜗壳内部流动影响［Ｊ］．水电与抽水蓄能，２０１８，４（２）：８２－８５．ＺＨＯＵＸｉａｏｈｏｎｇ，ＬＩＵＧｕｏｙｉｎｇ，ＨＵＹｏｎｇｊｉｎ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｔａｇｇｅｒｅｄｂｌａｄｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｎｉｎｔｅｒｎａｌｆｌｏｗｏｆｐｕｍｐｖｏｌｕｔｅ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒａｎｄｐｕｍｐｅｄｓｔｏｒａｇｅ，２０１８，４（２）：８２－８５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１１］　张金凤，黄茜，袁寿其，等．基于ＰＩＶ的低比转数离心泵网格无关性［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１６，３４（７）：５６７－５７２．ＺＨＡＮＧＪｉｎｆｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＸｉ，ＹＵＡＮＳｈｏｕｑｉ，ｅｔａｌ．Ｇｒｉｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｌｏｗｓｐｅｃｉｆｉｃｓｐｅｅｄｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｂａｓｅｄｏｎＰＩＶ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６，３４（７）：５６７－５７２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１２］　李晓俊，袁寿其，潘中永，等．离心泵边界层网格的实现及应用评价［Ｊ］．农业工程学报，２０１２，２８（２０）：６７－７２．ＬＩＸｉａｏｊｕｎ，ＹＵＡＮＳｈｏｕｑｉ，ＰＡＮＺｈｏｎｇｙｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒｇｒｉｄｏｆｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣＳＡＥ，２０１２，２８（２０）：６７－７２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１３］　丁成伟．离心泵与轴流泵［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９８１．［１４］　赵万勇，张亮，雒军．双吸离心泵径向力数值分析［Ｊ］．排灌机械，２００９，２７（４）：２０５－２０９．ＺＨＡＯＷａｎｙｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｉａｎｇ，ＬＵＯＪｕｎ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒａｄｉａｌｆｏｒｃｅｏｆｄｏｕｂｌｅｓｕｃｔｉｏｎｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ［Ｊ］．Ｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２００９，２７（４）：２０５－２０９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１５］　ＧＯＮＺ ＬＥＳＪ，ＳＡＮＴＯＬＡＲＩＡＣ，ＰＡＲＲＯＮＤＯＪＬ，ｅｔａｌ．Ｕｎｓｔｅａｄｙｒａｄｉａｌｆｏｒｃｅｓｏｎｔｈｅｉｍｐｅｌｌｅｒｏｆａｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｗｉｔｈｒａｄｉａｌｇａｐｖａｒｉａｔｉｏｎ［Ｃ］／／ＡＳＭＥ／ＪＳＭＥ２００３４ｔｈＪｏｉｎｔＦｌｕｉｄｓＳｕｍｍｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００３：１１７３－１１８１．　［１６］　张霞，袁寿其，张金凤，等．不同叶片包角对螺旋形单蜗壳离心泵叶轮径向力特性的影响［Ｊ］．流体机械，２０１７，４５（１）：４３－４７．ＺＨＡＮＧＸｉａ，ＹＵＡＮＳｈｏｕｑｉ，ＺＨＡＮＧＪｉｎｆｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｌａｄｅｗｒａｐａｎｇｌｅｓｏｎｒａｄｉａｌｆｏｒｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｐｉｒａｌｓｉｎｇｌｅｖｏｌｕｔｅｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｉｍｐｅｌｌｅｒ［Ｊ］．Ｆｌｕｉｄｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１７，４５（１）：４３－４７．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）（责任编辑　盛杰）檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨（上接第３３０页）［６］　ＳＩＱ，ＣＵＩＱ，ＺＨＡＮＧＫ，ｅｔａｌ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｃｅｎｔｒｉ ｆｕｇａｌｐｕｍｐｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｕｎｄｅｒａｉｒ－ｗａｔｅｒｉｎｌｅｔｔｗｏ 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集团总占地面积51.6万平方米，建筑面积43.8万平方米，综合实力位居中国泵行业前列。

北京京龙汽车泵业有限公司先后获得"国家免检产品"、"济南名牌"、济南市"民营科技企业100强"、中国机械企业500强等称号，被评为济南市守合同重信用企业、济南市A类纳税企业及AAA级资信企业。

在排灌事业中书写梦想人生--记江苏大学校长、博士生导师袁寿其佚名【期刊名称】《世界农业》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P212-214)【正文语种】中文袁寿其，研究员，博士生导师，江苏大学校长，第十二届全国人大代表。

长期从事排灌机械工程和流体机械及工程领域的科研工作，主持完成国家杰出青年基金、国家“863”项目等课题30余项。

目前主持国家“863”项目、国家自然基金重点项目等课题4项。

在《农业工程学报》、《机械工程学报》等杂志和美国机械工程师协会（ASME）学术讨论会等发表论文358篇，被SCI和EI收录245篇。

出版专著3部。

获国家科技进步奖二等奖1项，国家教学成果奖二等奖1项，省部级科技进步奖一等奖3项、二等奖13项。

申报发明专利15项。

1995年被中国家机械工业部评为高校跨世纪学科带头人；1998年获江苏省青年科技奖；2001年被评为江苏省有突出贡献的中青年专家；2005年被中共中央组织部列为中央联系专家；2006年被评为新世纪百千万人才工程国家级人选；2007年被列为江苏省“333工程”中青年首席科学家；2010年获何梁何利基金科学与技术创新奖；2010年获中国农业机械发展贡献奖；2012年被评为全国优秀科技工作者；2013年被列为国家高层次人才特殊支持计划百千万工程领军人才。

现为国家重点学科流体机械及工程学科带头人、国家水泵及系统工程技术研究中心主任、教育部重点实验室现代农业装备与技术学术带头人，享受国务院政府特殊津贴。

兼任中国农业工程学会副理事长、中国农业机械学会常务理事兼排灌机械分会理事长、教育部能源动力类专业教学指导委员会副主任、中国机械工程学会流体工程分会副理事长兼泵专业委员会副主任、《排灌机械工程学报》主编、《江苏大学学报》（自然版）主编、《农业机械学报》副主编、《农业工程学报》编委会副主任、International Journalof Agricultural and Biological Engineering编委会副主任、Journal of Hydrodynamics编委等。

序号中心名称1国家靶向药物工程技术研究中心2国家板带生产先进装备工程技术研究中心3国家半导体泵浦激光工程技术研究中心4国家半导体照明应用系统工程技术研究中心5国家半干旱农业工程技术研究中心6国家北方山区农业工程技术研究中心7国家并行计算机工程技术研究中心8国家玻璃深加工工程技术研究开发中心9国家玻璃纤维及制品工程技术研究中心10国家草原畜牧业装备工程技术研究中心11国家测绘工程技术研究中心12国家茶产业工程技术研究中心13国家昌平综合农业工程技术研究中心14国家超精密机床工程技术研究中心15国家超硬材料及制品工程技术研究中心16国家车辆驾驶安全工程技术研究中心17国家城市环境污染控制工程技术研究中心18国家城市污水处理及资源化工程技术研究中19国家传感网工程技术研究中心心20国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中21国家磁浮交通工程技术研究中心心22国家磁性材料工程技术研究中心23国家催化工程技术研究中心24国家大坝安全工程技术研究中心25国家大豆工程技术研究中心26国家大豆工程技术研究中心吉林分中心27国家大容量注射剂工程技术研究中心28国家大型轴承工程技术研究中心29国家单糖化学合成工程技术研究中心30国家淡水渔业工程技术研究中心北京中心31国家淡水渔业工程技术研究中心武汉中心32国家蛋品安全生产与加工工程技术研究中心33国家道路交通管理工程技术研究中心34国家地球物理探测仪器工程技术研究中心35国家电动客车整车系统集成工程技术研究中36国家电力自动化工程技术研究中心心37国家电液控制工程技术研究中心38国家电站燃烧工程技术研究中心39国家电子电路基材工程技术研究中心40国家动物用品保健品工程技术研究中心41国家多媒体软件工程技术研究中心42国家反应注射成型工程技术研究中心43国家防爆电机工程技术研究中心44国家防伪工程技术研究中心45国家仿真控制工程技术研究中心46国家非金属矿深加工工程技术研究中心47国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中48国家非晶微晶合金工程技术研究中心心49国家非粮生物质能源工程技术研究中心50国家非织造材料工程技术研究中心51国家风电传动及控制工程技术研究中心52国家风力发电工程技术研究中心53国家氟材料工程技术研究中心54国家辅助生殖与优生工程技术研究中心55国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心56国家干细胞工程技术研究中心57国家干燥技术及装备工程技术研究中心58国家柑桔工程技术研究中心59国家感光材料工程技术研究中心60国家钢结构工程技术研究中心61国家钢铁生产能效优化工程技术研究中心62国家钢铁冶炼装备系统集成工程技术研究中63国家高速动车组总成工程技术研究中心心64国家高效磨削工程技术研究中心65国家高性能计算机工程技术研究中心66国家高压超高压电缆工程技术研究中心67国家高压直流输变电设备工程技术研究中心68国家给水排水工程技术研究中心69国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心70国家工业结晶工程技术研究中心71国家工业控制机及系统工程技术研究中心72国家工业水处理工程技术研究中心73国家工业陶瓷材料工程技术研究中心74国家工业烟气除尘工程技术研究中心75国家枸杞工程技术研究中心76国家古代壁画保护工程技术研究中心77国家固态生物转化工程技术研究中心78国家固体激光工程技术研究中心79国家瓜类工程技术研究中心80国家光电子晶体材料工程技术研究中心81国家光伏工程技术研究中心82国家光伏装备工程技术研究中心83国家光刻设备工程技术研究中心84国家光学仪器工程技术研究中心85国家光栅制造与应用工程技术研究中心86国家广播电视网工程技术研究中心87国家硅钢工程技术研究中心88国家硅基LED工程技术研究中心89国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究90国家贵金属材料工程技术研究中心中心91国家果蔬加工工程技术研究中心92国家海产贝类工程技术研究中心93国家海上风力发电工程技术研究中心94国家海上起重铺管核心装备工程技术研究中95国家海水利用工程技术研究中心心96国家海洋腐蚀防护工程技术研究中心97国家海洋监测设备工程技术研究中心98国家海洋设施养殖工程技术研究中心99国家海洋药物工程技术研究中心100国家海藻工程技术研究中心101国家合成纤维工程技术研究中心102国家核电厂安全及可靠性工程技术研究中心103国家核技术工业应用工程技术研究中心104国家红壤改良工程技术研究中心105国家花卉工程技术研究中心106国家花生工程技术研究中心107国家环境光催化工程技术研究中心108国家环境光学监测仪器工程技术研究中心109国家缓控释肥工程技术研究中心110国家荒漠－绿洲生态建设工程技术研究中心111国家黄酒工程技术研究中心112国家混凝土机械工程技术研究中心113国家火力发电工程技术研究中心114国家计算机集成制造系统工程技术研究中心115国家家电模具工程技术研究中心116国家家禽工程技术研究中心117国家家畜工程技术研究中心118国家建筑工程技术研究中心119国家胶类中药工程技术研究中心120国家胶体材料工程技术研究中心121国家节能环保汽车工程技术研究中心122国家节能环保制冷设备工程技术研究中心123国家节水灌溉北京工程技术研究中心124国家节水灌溉新疆工程技术研究中心125国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心126国家金融机具工程技术研究中心127国家金属材料近净成型工程技术研究中心128国家金属采矿工程技术研究中心129国家金属腐蚀控制工程技术研究中心130国家金属矿产资源综合利用工程技术研究中心131国家金属矿产资源综合利用工程技术研究中心（北京）132国家金属矿山固体废物处理与处置工程技术研究中心133国家金属线材工程技术研究中心134国家经济林木种苗快繁工程技术研究中心135国家粳稻工程技术研究中心136国家精密工具工程技术研究中心137国家精密微特电机工程技术研究中心138国家救灾应急供油水电及抢修装备工程技术研究中心139国家聚氨酯工程技术研究中心140国家绝缘材料工程技术研究中心141国家菌草工程技术研究中心142国家科技信息资源综合利用与公共服务中心143国家空港地面设备工程技术研究中心144国家宽带网络与应用工程技术研究中心145国家宽带无线接入网工程技术研究中心146国家宽带移动核心网通信工程技术研究中心147国家联合疫苗工程技术研究中心148国家粮食加工装备工程技术研究中心149国家列车智能化工程技术研究中心150国家林产化学工程技术研究中心151国家磷资源开发利用工程技术研究中心152国家铝镁电解装备工程技术研究中心153国家铝冶炼工程技术研究中心154国家绿色镀膜技术与装备工程技术研究中心155国家轮胎工艺与控制工程技术研究中心156国家马铃薯工程技术研究中心157国家毛纺新材料工程技术研究中心158国家煤加工与洁净化工程技术研究中心159国家镁合金材料工程技术研究中心160国家棉花工程技术研究中心161国家棉花加工工程技术研究中心162国家免疫生物制品工程技术研究中心163国家木质资源综合利用工程技术研究中心164国家内河航道整治工程技术研究中心165国家纳米药物工程技术研究中心166国家奶牛胚胎工程技术研究中心167国家泥水平衡盾构工程技术研究中心168国家镍钴新材料工程技术研究中心169国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）170国家农产品保鲜工程技术研究中心（珠海）171国家农产品现代物流工程技术研究中心172国家农产品智能分选装备工程技术研究中心173国家农药创制工程技术研究中心174国家农业机械工程技术研究中心175国家农业机械工程技术研究中心南方分中心176国家农业信息化工程技术研究中心177国家农业智能装备工程技术研究中心178国家皮革及制品工程技术研究中心179国家平板显示工程技术研究中心180国家苹果工程技术研究中心181国家企业信息化应用支撑软件工程技术研究中心182国家企业信息化应用支撑软件工程技术研究中心武汉分中心183国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究184国家燃气汽车工程技术研究中心中心185国家染整工程技术研究中心186国家人体组织功能重建工程技术研究中心187国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心188国家肉类加工工程技术研究中心189国家肉品质量安全控制工程技术研究中心190国家乳业工程技术研究中心191国家桑蚕茧丝产业工程技术研究中心192国家山区公路工程技术研究中心193国家商用飞机制造工程技术研究中心194国家商用汽车动力系统总成工程技术研究中195国家烧结球团装备系统工程技术研究中心心196国家设施农业工程技术研究中心197国家射频识别（RFID）系统工程技术研究中198国家生化工程技术研究中心心199国家生化工程技术研究中心(北京)200国家生化工程技术研究中心(上海)201国家生化工程技术研究中心（深圳）202国家生物防护装备工程技术研究中心203国家生物农药工程技术研究中心204国家生物医学材料工程技术研究中心205国家石油天然气管材工程技术研究中心206国家食用菌工程技术研究中心207国家手性制药工程技术研究中心208国家受力结构工程塑料工程技术研究中心209国家兽用生物制品工程技术研究中心210国家兽用生物制品工程技术研究中心211国家兽用药品工程技术研究中心212国家蔬菜工程技术研究中心213国家树脂基复合材料工程技术研究中心214国家数据广播工程技术研究中心215国家数据通信工程技术研究中心216国家数控系统工程技术研究中心217国家数码喷印工程技术研究中心218国家数字化学习工程技术研究中心219国家数字化医学影像设备工程技术研究中心220国家数字家庭工程技术研究中心221国家数字交换系统工程技术研究中心222国家水泵及系统工程技术研究中心223国家水力发电工程技术研究中心224国家水煤浆工程技术研究中心225国家饲料工程技术研究中心226国家太阳能热利用工程技术研究中心227国家钛及稀有金属粉末冶金工程技术研究中228国家钽、铌特种金属材料工程技术研究中心心229国家炭黑材料工程技术研究中心230国家碳纤维工程技术研究中心231国家碳一化学工程技术研究中心232国家糖工程技术研究中心233国家特种泵阀工程技术研究中心234国家特种超细粉体工程技术研究中心235国家特种分离膜工程技术研究中心236国家特种矿物材料工程技术研究中心237国家特种显示工程技术研究中心238国家体育用品工程技术研究中心239国家天然药物工程技术研究中心240国家铁路智能运输系统工程技术研究中心241国家通用工程塑料工程技术研究中心242国家同位素工程技术研究中心243国家铜冶炼及加工工程技术研究中心244国家涂料工程技术研究中心245国家土方机械工程技术研究中心246国家网络新媒体工程技术研究中心247国家微检测工程技术研究中心248国家卫星定位系统工程技术研究中心249国家钨材料工程技术研究中心250国家稀土永磁电机工程技术研究中心251国家纤维增强模塑料工程技术研究中心252国家现代地质勘查工程技术研究中心253国家橡胶助剂工程技术研究中心254国家橡塑密封工程技术研究中心255国家消防工程技术研究中心256国家消耗臭氧层物质替代品工程技术研究中257国家小麦工程技术研究中心心258国家新能源工程技术研究中心259国家新型电子元器件工程技术研究中心260国家新药开发工程技术研究中心261国家信息安全工程技术研究中心262国家信息存储工程技术研究中心263国家压力容器与管道安全工程技术研究中心264国家烟气脱硫工程技术研究中心265国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心266国家眼科诊断与治疗设备工程技术研究中心267国家羊绒制品工程技术研究中心268国家杨凌农业综合试验工程技术研究中心269国家遥感应用工程技术研究中心270国家冶金自动化工程技术研究中心271国家冶金自动化工程技术研究中心沈阳分中272国家液体分离膜工程技术研究中心心273国家医疗保健器具工程技术研究中心274国家医用诊断仪器工程技术研究中心275国家仪表功能材料工程技术研究中心276国家移动卫星通信工程技术研究中心277国家应急防控药物工程技术研究中心278国家应急交通运输装备工程技术研究中心279国家油菜工程技术研究中心280国家油茶工程技术研究中心281国家有机毒物污染控制与资源化工程技术研究中心282国家有机硅工程技术研究中心283国家有色金属复合材料工程技术研究中心284国家玉米工程技术研究中心(吉林)285国家玉米工程技术研究中心(山东)286国家预应力工程技术研究中心287国家远洋渔业工程技术研究中心288国家杂交水稻工程技术研究中心289国家杂粮工程技术研究中心290国家造纸化学品工程技术研究中心291国家真空仪器装置工程技术研究中心292国家植物功能成分利用工程技术研究中心293国家植物航天育种工程技术研究中心294国家智能交通系统工程技术研究中心295国家中成药工程技术研究中心296国家中小型电机及系统工程技术研究中心297国家中药现代化工程技术研究中心298国家中药制药工程技术研究中心299国家重金属污染防治工程技术研究中心300国家重型汽车工程技术研究中心301国家重要热带作物工程技术研究中心302国家竹藤工程技术研究中心303国家住宅与居住环境工程技术研究中心304国家专用集成电路设计工程技术研究中心305国家专用集成电路系统工程技术研究中心306国家作物分子设计工程技术研究中心依托单位通过验收再建设江苏恒瑞医药股份有限公司北京科技大学、燕山大学北京国科世纪激光技术有限公司上海科学院河北省农林科学院河北农业大学中国科学院计算技术研究所,江南计算技术研究中国建筑材料科学研究总院中材科技股份有限公司中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院中国测绘科学研究院中国农业科学院茶叶研究所中国农业科学院北京市机床研究所郑州磨料磨具磨削研究所安徽三联科技股份有限公司北京市环境保护科学研究院中国工程物理研究院中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心厦门大学、养生堂有限公司上海磁悬浮交通发展有限公司北京矿冶研究总院-北矿磁材料科技股份有限公中国科学院大连化学物理研究所长江水利委员会长江勘测规划设计研究院长江水利委员会长江科学院黑龙江省大豆技术开发研究中心、东北农业大吉林省农业科学院四川科伦药业股份有限公司瓦房店轴承集团有限责任公司江西师范大学北京市水产科学研究所中国科学院水生生物研究所北京德青源农业科技股份有限公司公安部交通管理科学研究所吉林大学安徽江淮汽车集团有限公司国网电力科学研究院浙江大学辽宁省燃烧工程技术中心广东生益科技股份有限公司青岛康地恩药业有限公司武汉大学黎明化工研究院佳木斯电机股份有限公司、佳木斯防爆电机研华中科技大学广东省亚仿科技股份有限公司苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所中国钢研科技集团有限公司广西科学院海南欣龙无纺股份有限公司大连重工·起重集团有限公司新疆金风科技股份有限公司巨化集团公司山东大学贵州省材料技术创新基地中国医学科学院血液学研究所泰达生命科学技术研究中心天华化工机械及自动化研究设计院中国农业科学院柑桔研究所、重庆三峡建设集团有限公司中国乐凯胶片集团公司中冶建筑研究总院有限公司中冶南方工程技术有限公司中冶赛迪工程技术股份有限公司南车青岛四方机车车辆股份有限公司湖南大学天津曙光信息产业股份有限公司青岛汉缆股份有限公司许继集团有限公司中国市政工程华北设计研究总院中冶建筑研究总院有限公司天津大学中国空间技术研究院第五0二研究所天津正达科技有限责任公司山东工业陶瓷研究设计院中钢集团武汉安全环保研究院宁夏农林科学院敦煌研究院泸州老窖股份有限公司中国电子科技集团公司第十一研究所新疆西域种业股份有限公司中科院福建物质结构研究所江西赛维LDK太阳能高科技有限公司中国电子科技集团公司第四十八研究所上海微电子装备有限公司浙江大学中科院长春光学精密机械与物理研究所广播科学研究院武汉钢铁集团公司南昌大学西南交通大学昆明贵金属研究所中国农业大学寻山集团有限公司中船重工（重庆）海装风电设备有限公司上海振华重工（集团）股份有限公司国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所中国科学院海洋研究所山东省科学院海洋仪器仪表研究所浙江海洋大学中国海洋大学山东东方海洋科技股份有限公司中国纺织科学研究院苏州热工研究院有限公司中国工程物理研究院江西省农业科学院北京林业大学山东省花生研究所福州大学中国科学院合肥物质科学研究院山东金正大生态工程股份有限公司中科院新疆生态与地理研究所中国绍兴黄酒集团有限公司长沙中联重工科技发展股份有限公司华北电力大学清华大学青岛海尔模具有限公司上海家禽育种有限公司华中农业大学,湖北省农业科学院畜牧兽医研究中国建筑科学研究院山东东阿阿胶股份有限公司山东大学奇瑞汽车股份有限公司珠海格力电器股份有限公司中国水利水电科学研究院新疆天业（集团）有限公司,新疆农垦科学院,石河子大学西北农林科技大学辽宁聚龙金融设备股份有限公司华南理工大学长沙矿山研究院中国科学院金属研究所长沙矿冶研究院北京矿冶研究总院中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司江苏法尔胜泓昇集团有限公司宁夏林业研究所股份有限公司天津天隆农业科技有限公司成都工具研究所有限公司中国江南航天工业集团林泉电机厂中国人民解放军后勤工程学院烟台万华聚氨酯股份有限公司四川东材科技集团股份有限公司福建农林大学中国科学技术信息研究所威海广泰空港设备股份有限公司上海未来宽带技术及应用工程研究中心有限公中兴通讯股份有限公司华为技术有限公司武汉生物制品研究所开封市茂盛机械有限公司浙江大学、浙大网新集团中国林业科学研究院林产化学工业研究所云南磷化集团有限公司、武汉工程大学贵阳铝镁设计研究院有限公司中国铝业股份有限公司郑州研究院兰州交通大学兰州大成自动化工程有限公司青岛高校软控股份有限公司、青岛科技大学乐陵希森马铃薯产业集团有限公司江苏阳光股份有限公司中国矿业大学重庆大学新疆农业科学院,新疆农垦科学院中棉工业有限责任公司第三军医大学浙江林学院重庆交通大学共建单位：长江航道局华中科技大学北京三元集团公司上海隧道工程股份有限公司金川集团有限公司天津市农业科学院珠海真绿色技术有限公司山东省商业集团有限公司合肥美亚光电技术股份有限公司湖南化工研究院中国农业机械化科学研究院广东省农业机械研究所北京市农林科学院北京市农林科学院中国皮革和制鞋工业研究院中国电子科技集团公司第五十五研究所山东农业大学清华大学华中理工大学华中科技大学同济大学中国汽车工程研究院股份有限公司东华大学景德镇陶瓷学院中国肉类食品综合研究中心南京农业大学江苏雨润食品产业集团有限公司黑龙江省乳品工业技术开发中心、黑龙江乳业鑫缘茧丝绸集团股份有限公司重庆交通科研设计院中国商用飞机有限责任公司潍柴动力股份有限公司中冶长天国际工程有限责任公司上海都市绿色工程有限公司、同济大学南京三宝科技集团有限公司南京工业大学中国科学院过程工程研究所华东理工大学深圳大学军事医学科学院湖北省农业科学院四川大学宝鸡石油钢管有限责任公司上海市农业科学院鲁南制药集团股份有限公司中蓝晨光化工研究院有限公司洛阳惠中兽药有限公司江苏省农业科学院、南京天邦生物科技公司洛阳惠中兽药有限公司北京市农林科学院哈尔滨玻璃钢研究所西安交通大学，西安通视数据有限责任公司兴唐通信科技有限公司华中科技大学杭州宏华数码科技股份有限公司华中师范大学东软集团股份有限公司中山大学、TCL集团股份有限公司解放军信息工程大学江苏大学哈尔滨大电机研究所哈尔滨电机厂有限责任公煤炭科学研究总院中国农业科学院，中国农业大学皇明太阳能股份有限公司广州有色金属研究院中色（宁夏）东方集团有限公司中橡集团炭黑工业研究设计院北京化工大学、中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公司西南化工研究设计院山东大学北京航天动力研究所。

第３８卷　第１２期Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．１２杨佳楠基于热致液晶弹性体的仿生心脏泵的设计杨佳楠１，陈思１，２，王芳群３，荆腾１，乔筱祺１（１．江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江２１２０１３；２．科罗拉多大学机械工程系，美国博尔德８０３０９；３．江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江２１２０１３）收稿日期：２０２０－０５－０５；修回日期：２０２０－０６－３０；网络出版时间：２０２０－１２－０３网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．１８１４．ＴＨ．２０２０１２０３．０８４５．００２．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学基金青年资助项目（５１８０５２１８）；江苏省自然科学基金青年资助项目（ＢＫ２０１７０５５２）；国家自然科学基金资助项目（５１６７７０８２）；中国博士后基金面上项目（２０１８Ｍ６３２２３９）；江苏省博士后基金资助项目（１７０１０６３Ｃ１７０１０６３Ｃ）；江苏大学高级人才科研启动基金资助项目（１６ＪＤＧ０６０）第一作者简介：杨佳楠（１９９５—），女，浙江乐清人，硕士研究生（７７６５６２０８７＠ｑｑ．ｃｏｍ），主要从事皮肤摩擦学与触觉认知研究．通信作者简介：陈思（１９８５—），女，山东兖州人，副研究员，博士（ｃｈｅｎｓｉ＠ｕｊｓ．ｅｄｕ．ｃｎ），主要从事皮肤摩擦学与触觉认知研究．摘要：为设计一款仿生心脏功能较佳的心室泵，采用柔性、热致伸缩的热致形变弹性体代替心肌，根据螺旋心室心肌带理论，选择心肌带的左心室段，并选取了Ｈｉｌｂｅｒｔ平面填充曲线作为热致导体在热致形变弹性体中的走行方式，设计出与真实心脏类似的心室泵结构．通过试验测量了所设计的心室泵的射血分数与心率，结果显示该心室泵的搏出量高于自然心脏，而其心率远低于自然心脏．相对于机械泵，所设计的心室泵结构与真实心脏类似，具有收缩能力强，射血分数高的优点，且不易破坏血细胞，生物相容性较好．不足之处在于，热致动液晶弹性体变形响应慢，暂时还未能达到正常心脏的心率．论证了构建双稳态结构提高仿生心室泵效率的可能性，以及对于心肌纤维走向较为复杂的其他心肌带段，双轴拉伸机械雕刻对其仿生的可能性．此研究可为容积心脏泵的研发提供新的思路，也可以对右心衰竭等心脏疾病起到辅助治疗的作用．关键词：心脏泵；液晶弹性体；螺旋心室心肌带；柔性材料；仿生中图分类号：Ｓ８１０．６　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０２０）１２－１２２１－０５Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．２０．０１２８ 杨佳楠，陈思，王芳群，等．基于热致液晶弹性体的仿生心脏泵的设计［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０２０，３８（１２）：１２２１－１２２５． ＹＡＮＧＪｉａｎａｎ，ＣＨＥＮＳｉ，ＷＡＮＧＦａｎｇｑｕｎ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｈｅａｒｔｐｕｍｐｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｍｏ ａｃｔｕａｔｅｄｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｅｌａｓｔｏｍｅｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０２０，３８（１２）：１２２１－１２２５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）Ｄｅｓｉｇｎｏｆｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｈｅａｒｔｐｕｍｐｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｍｏ ａｃｔｕａｔｅｄｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｅｌａｓｔｏｍｅｒＹＡＮＧＪｉａｎａｎ１，ＣＨＥＮＳｉ１，２，ＷＡＮＧＦａｎｇｑｕｎ３，ＪＩＮＧＴｅｎｇ１，ＱＩＡＯＸｉａｏｑｉ１（１．ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＰｕｍｐｓ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅ ｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｏｌｏｒａｄｏ，Ｂｏｕｌｄｅｒ，ＣＯ８０３０９，ＵＳＡ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｓｉｇｎａｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｐｕｍｐｗｉｔｈｂｅｔｔｅｒｂｉｏｎｉｃｈｅａｒｔｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｙｏｃａｒｄｉｕｍｗａｓｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｔｈｅｒｍｏ ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅｅｌａｓｔｏｍｅｒｗｈｉｃｈｉｓｏｆｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｒｍｏｓｔｒｉｃｔｉｏｎ．Ａｎｄａｂｉｏｎｉｃｈｅａｒｔｖｅｎｔｒｉｃｌｅｐｕｍｐｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｐｉｒａｌｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｍｙｏｃａｒｄｉａｌｂａｎｄｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｌｅｆｔｖｅｎ ｔｒｉｃｕｌａｒｓｅｇｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｙｏｃａｒｄｉａｌｂａｎｄａｎｄｔｈｅＨｉｌｂｅｒｔｐｌａｎｅｆｉｌｌｉｎｇｃｕｒｖｅｗｅｒｅｕｓｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｅｊｅｃｔｉｏｎｆｒａｃｔｉｏｎａｎｄｈｅａｒｔｒａｔｅｏｆｔｈｅｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｐｕｍｐ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｏｋｅｖｏｌｕｍｅｏｆｔｈｅｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｐｕｍｐｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｈｅａｒｔ，ａｎｄｉｔｓｈｅａｒｔｒａｔｅｉｓｍｕｃｈｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｈｅａｒｔ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｕｍｐ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｖｅｎ ｔｒｉｃｕｌａｒｐｕｍｐｄｅｓｉｇｎｅｄｉｓｍｏｒｅｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｅｒｅａｌｈｅａｒｔ，ｗｉｔｈｓｔｒｏｎｇｅｒｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｆｒａｃｔｉｏｎ，ａｎｄｂｅｔｔｅｒｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｉｓｔｈａｔｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｌｙａｃｔｕａｔｅｄｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｅｌａｓｔｏｍｅｒｒｅｓｐｏｎｓｅｓｔｏｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｌｏｗｌｙａｎｄｈａｓｎｏｔｙｅｔｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｎｏｒｍａｌｈｅａｒｔｒａｔｅ．Ｔｈｅｐｏｓｓｉ ｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇａｂｉｓｔａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｐｕｍｐｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｆｏｒｏｔｈｅｒｍｙｏｃａｒｄｉａｌｂａｎｄｓｅｇｍｅｎｔｓｗｉｔｈｍｏｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｍｙｏｃａｒｄｉａｌｆｉｂｅｒｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｂｉａｘｉａｌｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｇｒａｖｉｎｇｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｎｅｗｉｄｅａｓｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｈｅａｒｔｐｕｍｐｓ，ａｎｄａｌｓｏｐｌａｙａｒｏｌｅｉｎａｄｊｕｖａｎｔｔｈｅｒａｐｙｆｏｒｈｅａｒｔｄｉｓｅａｓｅｓｓｕｃｈａｓｒｉｇｈｔｈｅａｒｔｆａｉｌｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｈｅａｒｔ；ＬＣＥｓ；ｈｅｌｉｃａｌｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｍｙｏｃａｒｄｉａｌｂａｎｄ；ｓｏｆｔｍａｔｅｒｉａｌ；ｂｉｏｍｉｍｅｓｉｓ 人工心脏的研究方向主要有２个方面：叶轮泵和容积泵［１］．叶轮泵利用叶轮旋转产生的推动力或离心力达到供血的目的，这是心脏泵当前研究的主流，缺点是生物相容性不高，较重．容积泵是利用仿生学原理研制的人工心脏，主要通过容积变化达到供血目的．成熟的商品化容积泵有ＡｂｉｏｍｅｎｄＢＶＳ５０００，ＴｈｏｒａｔｅｃＶＡＤ，ＢｅｒｌｉｎＨｅａｒｔＶＡＤ，ＭｅｄｏｓＶＡＤ和ＮｏｖａｃｏｒＶＡＤ等．虽然容积泵工作原理和自然心脏类似，但具有体积大、结构复杂、工作寿命短、能耗高等缺点．２０１９年发表在心血管医学领域的一项研究［２］显示，利用新型功能材料光致变形液晶弹性体（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ，简称ＬＣＥｓ）来复制心肌的各项特性，实现了帮助心室收缩的功能，引起了极大的关注．自此，随着材料科学的发展，容积泵也有了更多的发展空间．文中便是采用热致动液晶弹性体对心室心肌进行仿生设计，使之具有自然心室的结构并兼具柔性的特点．１　设计依据１．１　螺旋心室心肌带心脏可以看作由心肌驱动的泵结构．若从仿生心肌角度进行心脏泵设计，使仿生心肌的方向模拟心脏天然的纤维形态，那么，了解心脏心室的三维空间结构和心肌纤维走行就非常重要．“心肌带理论”（ｈｅｌｉｃａｌｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｍｙｏｃａｒｄｉａｌｂａｎｄｔｈｅｏｒｙ，简称ＨＶＭＢ理论）是由ＴＯＲＲＥＮＴ－ＧＵＡＳＰ教授在１９５７年提出，螺旋心室心肌带解剖结构如图１所示［３］．该理论认为，心肌本质上是１个巨大的螺旋带，包裹着每个心室．这条心肌带起自肺动脉，止于主动脉，在空间结构上，心肌带的降段自基底部纵斜形向下走行，到达心尖部经螺旋形旋转后延续为升段，升段自心尖到基底部横斜形向上走行［４］．２０２０年１月，麻省理工学院开发了生物机械混合心脏［５］，他们先用化学方法保存除了心肌以外的活体心脏组织，再根据ＨＶＭＢ理论，制作人造心肌，替换了原有的心肌组织．论文中所用的人造心肌是一种柔性气动装置，研究人员可以远程充气，通过挤压心脏内部来模拟真实的心脏跳动方式和血液循环．此混合心脏可为离体心脏瓣膜试验提供更为廉价、接近真实心脏腔室的试验器材．但距离体内可应用心脏泵还有很大的距离．ＨＶＭＢ理论使得人们对心室空间结构的认识由３Ｄ转向２Ｄ、由多腔室转为心肌带，使仿生更为简单．左心室因需泵血至体循环，工作时压力较大，心室壁厚．虽然重建难度大，但左室段心肌纤维走行方向却较为一致．因此，采用液晶弹性体代替心肌时，左心室段比心肌带的其他段更容易设计和实现．图１　螺旋心室心肌带解剖示意图［２］Ｆｉｇ．１　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆａｎａｔｏｍｙｏｆｈｅｌｉｃａｌｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｍｙｏｃａｒｄｉａｌｂａｎｄ１．２　液晶弹性体液晶弹性体（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ，ＬＣＥｓ）是由液晶相序（自组织）和弹性高分子量适度交联得到［６］，在热、光或电场的刺激下，可以表现出１２２２形状、软弹性、光学特性的改变，是目前高分子材料研究中十分活跃的领域．ＬＣＥｓ在人工肌肉、纳米机械、人工智能等方面显示出良好的应用前景［７－８］．肯特州立大学的液晶研究所曾利用有限元分析的方法论证了ＬＣＥｓ做成蠕动泵的可行性，如图２所示［９］．蠕动泵是容积泵的一种，也是靠容积的变化驱动流体流动．文中提出２种高度理想化蠕动泵概念设计，既可以单独用ＬＣＥｓ组成管状泵（见图２ａ），管体以蠕动运动起伏，驱动流体流动；也可以用ＬＣＥｓ薄膜覆盖刚性通道（见图２ｂ），达到传质的目的．因此，文中将液晶弹性体制作成管状泵的形式，代替心肌纤维，实现心室的泵血功能．图２　蠕动泵的２种典型形态有限元仿真［８］Ｆｉｇ．２　Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｗｏｔｙｐｉｃａｌｆｏｒｍｓｏｆｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｃｐｕｍｐ２　试验方法与设计２．１　ＬＣＥｓ制备方法文中采用的热致变形液晶弹性体是ＬＣＥｓ的一种，它可以通过改变温度调节液晶弹性体的状态、形状，比光致变形液晶弹性体更易操控．制备的方法参照科罗拉多大学ＹＡＫＡＣＫＩ课题组２０１６年发表在视频杂志Ｊｏｖｅ上的论文［９］．制备过程大致分为２个步骤［１０］，如图３所示：１）交联反应．将２种硫醇单体ＰＥＴＭＰ（ｐｅｎｔａｅ ｒｙｔｈｒｉｔｏｌｔｅｔｒａｋｉｓ（３－ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔ））和ＥＤＤＥＴ（２，２’－（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ）ｄｉｅｔｈａｎｅｔｈｉｏｌ）混合，与丙烯酸液晶元ＲＭ２５７（１，４－Ｂｉｓ－（４－（３－ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙｐｒｏｐｙ ｌｏｘｙ）－ｂｅｎｚ－ｏｙｌｏｘｙ）－２－ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ）一起溶解到甲苯溶液中，如图３ａ所示．经过迈克尔加成反应，即加入催化剂ＤＰＡ（Ｄｉｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｅ）和ＨＨＭＰ（ｐｈｏ ｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ（２－ｈｙｄｒ－ｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）－２－ｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐｉｏｐｈｅ ｎｏｎｅ），抽真空，成膜，放入８０℃烤箱１０ｈ，得到了如图３ｂ所示的多畴结构．２）ＬＣＥｓ需要机械雕刻以形成适当的形状并进行紫外光固化．文中制备过程中，主要采用拉伸的方式对制备好的ＬＣＥｓ进行机械雕刻，见图３ｃ，拉伸量为５０％～２００％．并经过光致聚合作用，用紫外光固化１５ｍｉｎ后制备完成，得到图３ｄ所示的单畴结构．图３　热致变形液晶弹性体合成反应的２个步骤及其分子构相Ｆｉｇ．３　Ｔｗｏｓｔｅｐｓａｎｄｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｍｏ ａｃｔｕａｔｅｄｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｅｌａｓｔｏｍｅｒｓＬＣＥｓ由交联的主链液晶单元和（或）侧链液晶单元组成．主链液晶聚合物是高性能的、非交联的大分子，能通过刚性的棒状分子构象和分子内的相互作用形成液晶相［８］．当ＬＣＥｓ受热超过一定温度时，形状发生改变．液态弹性体高分子链的网络存在２种状态，各向异相和各向同相，受热后，由图３ｄ的各向同相转变为图３ｂ的各向异相，形状变为机械雕刻前的状态．冷却后，各向异相重新恢复到各项同向，形状变为机械雕刻后的状态．２．２　热致动设计文中选用二氧化硅掺杂的液态金属镓做成热致动线圈，驱动ＬＣＥ变形．液态金属镓的属性：原子序数３１；原子量６９．７２３；熔点２９．７６℃；热膨胀系数１８μｍ／（ｍ·Ｋ）（２５℃）；热导率４０．６Ｗ／（ｍ·Ｋ）；电阻率２７０ｎΩ·ｍ（２０℃）．虽然液态金属较普通导线如铜导线有较低的导电性，但二氧化硅微粒可以进一步增大液态金属线圈的电阻，以产生更多的热量．ＲＯＧＥＲＳ课题组发表的论文比较了金属导线在柔性基底上分别采用Ｐｅａｎｏ，Ｇｒｅｅｋｃｒｏｓｓ，Ｖｉｃｓｅｋ等几种不同空间分形填充曲线作为走行路线时的优劣［１１］．而本设计利用液态金属镓作为热致导体．液态金属兼具金属特性和流动特性，因此文中简单地选取了Ｈｉｌｂｅｒｔ平面填充曲线作为液态金属在ＬＣＥｓ中的走行方式，既能保证一定的延展性，也可以保证１２２３ＬＣＥｓ平面加热时的均匀性．２．３　心室泵设计ＬＣＥｓ制备成功后，采用Ｅｃｏｆｌｅｘ（Ｅｃｏｆｌｅｘ－００－３０）对液态金属热致动线圈进行封装．Ｅｃｏｆｌｅｘ是铂催化的有机硅，用途广泛且易于使用．因ＰＤＭＳ与Ｅｃｏｆｌｅｘ透明、柔软、粘合性较好，都被经常用来作为封装材料．此处选择Ｅｃｏｆｌｅｘ是因为文中心室泵的设计形变量大，对封装材料的弹性模量有较高要求，而ＰＤＭＳ较硬、形变量较小．热致线圈封装完成后，ＬＣＥｓ两端固定连接，形成管状，如图４所示．３．２　热致变形方向心肌带左心室段心肌纤维走向较为一致，因此，在对ＬＣＥｓ进行机械雕刻时，单轴拉伸ＬＣＥｓ即可使之与自然心脏的心肌纤维走向类似．心室泵通电后，向中间凹陷变形，如图５箭头所示．这是因为，ＬＣＥｓ仅在拉伸方向上发生形状改变．在仿生整个心肌带时，其他几段的心肌纤维走向较为复杂，需要对ＬＣＥｓ的机械雕刻做出相应的调整．为此，文中以圆形ＬＣＥｓ薄膜为样本，测试了ＬＣＥｓ双轴拉伸的可能性，如图７所示．用热温枪对固化后的试样进行加热，试样形变成双轴拉伸前的圆形形状；冷却后，试样又恢复至双轴拉伸后的形状．所以，双轴拉伸是可行的．另外，机械雕刻也可以改变ＬＣＥｓ的形变量，是调节心脏泵工作效率的方法之一．图７　ＬＣＥｓ双轴拉伸Ｆｉｇ．７　ＢｉａｘｉａｌｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｏｆＬＣＥｓ４　结　论文中选取了螺旋心室心肌带的左心室段进行仿生，利用热致变形的液晶弹性体取代心室心肌，并将液态金属做成热致线圈，制作了左心室泵．心室泵的搏出量优于自然心脏，但心率却远远不及自然心脏．这为仿生心脏泵的研究提供了新的思路．在后续的研究中将集中以下几个方面的研究．１）研究心肌带的另外几段特征，以完整重建螺旋心室心肌带，制作仿生心脏泵．２）ＬＣＥｓ在生物学中的应用受限于缓慢的响应时间和在激活期间调节张力水平的困难．所以，将研究ＬＣＥｓ新配方，使之更接近心肌纤维特性．进一步设计仿生心脏泵双稳态结构也可改变这一缺陷．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］　ＴＥＮＧＪｉｎｇ，ＱＩＡＮＫｕｎｘｉ．Ｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｈｅａｒｔ：ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｌｅｖＬＶＡＤｏｒＴＡＨｕｎｄｅｒ１０ｋＵＳＤｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆａｄｖａｎｃｅｓｉｎｍｅｄｉｃｉｎｅａｎｄｍｅｄｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈ，２０１９，２９（６）：１－４．［２］　ＦＥＲＲＡＮＴＩＮＩＣ，ＰＩＯＮＥＲＪＭ，ＭＡＲＴＥＬＬＡＤ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｌｉｇｈｔ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｅｌａｓｔｏ ｍｅｒｓｔｏａｓｓｉｓｔｃａｒｄｉａｃｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｒｅ ｓｅａｒｃｈ，２０１９，１２４（８）：ｅ４４－ｅ５４．［３］　成楠．螺旋心肌带理论应用于心脏扭转运动的基础与临床研究［Ｍ］．北京：中国人民解放军医学院，２０１５．［４］　叶卫华，高长青，吕坤，等．人体心脏心室肌纤维三维结构的研究［Ｊ］．南方医科大学学报，２０１０，３０（２）：３５５－３５８．ＹＥＷｅｉｈｕａ，ＧＡＯＣｈａｎｇｑｉｎｇ，ＬＹＵＫｕｎ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｍｙｏ ｃａｒｄｉａｌｆｉｂｅｒｉｎｈｕｍａｎｈｅａｒｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｅｒｎＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１０，３０（２）：３５５－３５８．（ｉｎＣｈｉ ｎｅｓｅ）［５］　ＰＡＲＫ，Ｃ，ＦＡＮＹ，ＨＡＧＥＲＧ，ｅｔａｌ．Ａｎｏｒｇａｎｏｓｙｎ ｔｈｅｔｉｃｄｙｎａｍｉｃｈｅａｒｔｍｏｄｅｌｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｂｉｏｍｉｍｉｃｒｙｇｕｉｄｅｄｂｙｃａｒｄｉａｃｄｉｆｆｕｓｉｏｎｔｅｎｓｏｒｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅｒｏｂｏｔｉｃｓ，２０２０，３８（５）：１－１５．［６］　周其凤，王新久．液晶高分子［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９４：１６８－２１３．［７］　ＷＨＩＴＥＴＪ，ＢＲＯＥＲＤＪ．Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅａｎｄａｄａｐｔｉｖｅｍｅｃｈａｎｉｃｓｗｉｔｈｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｐｏｌｙｍｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０１５，１４（１１）：１０８７－１０９８．　［８］　凌有道，吕满庚．液晶弹性体的研究进展［Ｊ］．现代化工，２００５，２５（Ｓ１）：８４－８８．ＬＩＮＧＹｏｕｄａｏ，ＬＹＵＭａｎｇｅｎｇ．Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ［Ｊ］．Ｍｏｄｅｒｎｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００５，２５（Ｓ１）：８４－８８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［９］　ＲＯＢＩＮＬＢ，ＳＥＬＩＮＧＥＲ，ＢＡＤＥＬＬ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ：ａｃｔｕａｔｏｒｓ，ｐｕｍｐｓ，ａｎｄｒｏｂｏｔｓ［Ｊ］．ＰｒｏｃｏｆＳＰＩＥ，２００８，６９１１：１－５．［１０］　ＳＡＥＤＭＯ，ＴＯＲＢＡＴＩＡＨ，ＮＡＩＲＤＰ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｍａｉｎ ｃｈａｉｎｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｅｌａｓｔｏｍｅｒｓｕｓｉｎｇａｔｗｏ ｓｔａｇｅｔｈｉｏｌ－ａｃｒｙｌａｔｅｒｅａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｖｉｓｕａｌｉｚｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，２０１６，１０７：１－１０．［１１］　ＦＡＮＪＡ，ＹＥＯＷＨ，ＳＵＹ，ｅｔａｌ．Ｆｒａｃｔａｌｄｅｓｉｇｎｃｏｎｃｅｐｔｓｆｏｒｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅｃｏｍｍｕｎｉｃａ ｔｉｏｎｓ，２０１４，５（２）：３２－４０．（责任编辑　朱漪云）１２２５。

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国家水泵及系统工程技术研究中心简介国家水泵及系统工程技术研究中心依托江苏大学流体机械工程技术研究中心建立。

江苏大学流体机械工程技术研究中心创建于1962年的吉林工业大学排灌机械研究室，1963年成建制迁入镇江农业机械学院，1999年组建江苏省流体机械工程技术研究中心，2011年组建国家水泵及系统工程技术研究中心,2014年首批成立江苏省产业技术研究院流体工程装备技术研究所。

国内唯一以研究水泵和排灌机械为主的流体机械及工程国家重点学科，是一个独立的专职科研机构，已形成了良好的内部管理体制、多元化的用人机制、良性循环的自我发展机制，是中国水泵科学研究、技术开发、人才培养、成果转化、信息辐射的重要基地。

中心现有职工60余人，拥有特聘工程院院士、国家杰出青年基金奖获得者、国家万人计划、百千万人才工程国家级人选、国务院政府特殊津贴获得者等一大批高层次人才，拥有3个江苏省优秀学科梯队和科技创新团队,20余人次分别担任亚洲农业工程学会、中国农机学会等的理事长、副理事长等。

中心是全国小型潜水电泵、喷灌机械等行业技术归口单位，拥有国家认可实验室，设有机械工业排灌机械产品质量监督检测中心、江苏省质量技术监督泵类质量检验站等专职检测机构。

实验室总面积达13000廿,拥有国内一流、国际先进的流体机械及工程试验检测设备，在全国同类学科高校中处于领先地位。

中心自成立之日起，就奠定了为国家经济建设服务的方向，针对国家重点工程、重大装备用泵等关键性、基础性问题进行系统地工程化研究与开发，持续地向行业提供适应规模化生产的新技术、新产品和新工艺，在泵水力模型和特性研究、泵CAD/CFD软件、泵内部流动研究等方面具有国内外领先水平。

历年来，中心获国家科技进步奖6项,授权发明专利130余项，出版著作及标准80余部，80%以上的科研成果已成功转化为生产力，与1000多家企业进行了多种形式的技术合作，开发新产品400余种，在南水北调、三峡工程等工程上广泛应用。

.中国泵业前五十强公司企业排名山东博泵科技股份有限公司－公司始建于1929年,具有50多年专业生产水泵的历史,是国家重点高新技术企业、泵行业重点骨干企业．杭州碱泵有限公司－－杭州碱泵有限公司成立于1958年，总部位于中国杭州，是中国化学工业部化工流程泵的定点生产基地，是国内规模较大、技术先进、设备齐全的化工耐腐蚀泵专业生产企业．沈阳水泵制造厂－－成立于1986年，占地面积8000平方米；专业工程技术人员22人，高级工程师2人，技师5人。

生产制造14个系列50多个品种、300多个规格的泵类产品。

大耐泵业有限公司－－公司拥有五十多年的设计和制造各类泵的丰富经验，并获得了国家核安全局颁发的核二级、核三级泵设计、制造资格证书等多项资格认证安徽卧龙泵阀有限公司－安徽卧龙泵阀有限责任公司（原皖南氟塑料泵阀厂）创办于985年，坐落于震惊中外的“皖南事变”发生地――安徽泾县茂林镇。

公司是国内最早采用中科院上海有机化学研究所专利材料――“氟塑料合金”制造耐腐蚀泵阀、管道等系列产品的企业．安徽南方化工泵业有限责任公司－安徽南方化工泵业有限责任公司成立于1997年．座落于皖南泾县;占地面积36000平方米,专业工程技术人员20人，公司是国内规模最大，规格最全的衬氟离心泵生产企业．靖江市奥化泵业制造有限公司---公司是中国化工装备总公司泵阀指定生产厂家,中石化物装成员厂。

主要生产耐腐(耐热)耐磨系列化工...产品由本厂水泵设计所与江苏理工大学流体机械研究所联合设计制造．江苏江风氟合金泵阀制造有限公司－－公司系通过ISO9002质量体系认证、生产氟塑料合金泵、阀和管道的专业厂家，现有职工420人，公司占地面积2万平方米；建筑面积1.3万平方米，拥有固定资产890余万元，年实现产值6800万元，利税300万元。

安徽莱恩电泵有限公司－－中美合资安徽莱恩电泵有限公司位于宁国市，是中国泵行业骨干重点企业、全国双优企业、省重点出口创汇企业，公司现有员工620 余人，年销售收入 1.2 亿元，泵行业外贸出口全国第四位，中国泵行业骨干重点企业，公司分为宁国市城关工业开发区和河沥溪滨口工业开发区两大生产基地，总占地面积187000 平方米，资产总值超亿元。

工作总结在两年的市工程技术研究中心的建设过程中，我公司充分利用了内部技术、人力、财务等资源以及外部技术力量，在设施建设、研究开发、人才培养和团队建设等方面都取得了一定成就。

在设施建设方面，我公司在进行扩建后，已建成具有EPS和冷却风扇两个研发部门的研发中心、一个专业实验室以及一个计量室，车间总体占地面积已达到 2250平方米，其中我司在现在车间的基础上，已改建出一个中试车间，面积为700平方米，同时成立了中试基地，而且我公司车间也已建立起4条年产超过70万台汽车电器及其关联产品的成套生产线，其中风机和EPS各占两条。

另外，创新研发平台已建设完成，服务开放平台和工程验证平台也已在试运行中，建设基本接近尾声。

在研究开发方面，根据国家节能减排的总体要求以及新能源汽车的发展趋势，我公司已完成了360W大功率EPS有刷电机和密封冷却风扇的研发，且360W 大功率EPS有刷电机已进入了量产阶段，永磁无刷电机和新能源汽车发动机用冷却水泵已达到中试阶段，且我公司也在全力开发这两个产品的市场，和配套客户进行沟通后，配套客户也表示出购买意向，之后我公司也将和这些客户建立长期合作关系并进行批量生产。

同时我公司在研发新品过程中还申请了4项专利，提升了我公司的技术优势，增强了我公司的技术力量，力争中心的研究成果走向国际市场。

在人才培养和团队建设方面，我公司在市工程技术研究中心的建设过程中，曾邀请了日本电产本部的管理人员和研发人员到我公司进行管理和技术上的指导，使我公司在综合管理水平和技术水平上有了较大程度的提高。

同时，我公司与北京理工大学达成合作协议，由北京理工大学提供技术人员和技术支持，协助我公司进行新产品的设计、试制和测试工作。

另外，我公司还组织内部优秀的研发人员到日本电产本部进行学习，取长补短。

通过以上措施，我公司已经形成了一支50人以上的专业研发团队，其中培养了具有中级职称的人员5人，具有高级职称的人员3人，实验技术人员5人，同时我公司还吸纳了北京理工大学的两名博士作为我公司的兼职研究人员来参与我公司的新品研制。

全国水泵厂家十大品牌企业排行榜1.上海阳光泵业制造有限公司上海阳光泵业制造有限公司是专业生产各类水泵的生产厂家，生产设备先进，检测手段完善，拥有一批高素质的科技人员，同时引进了国际最先进的生产工艺及现代化的管理经验。

生产的产品种类繁多、规格齐全、科技含量高、品质卓越，广泛应用于大型污水排放系统、水利工程及高层建筑增压送水、暖通空调、化工、消防等领域，并为我国的给排水系统工程事业作出了巨大的贡献。

是国内久负盛名的生产水泵企业之一。

曾为宝钢、燕山石化、华北制药、大庆油田等许多国家重点工程提供了优质的产品。

2. 荏原：我们以客户需求为己任，多方位地为用户提供优化整体解决方案。

业务覆盖建筑、工业、市政水利、供热和水治理等多个领域，为客户提供优越的通用泵、定制泵、供水机组、水处理等产品和服务。

3. 耐驰：源于德国的水泵品牌，主要从事水泵的研发、生产、销售等业务，解决了国内在复杂系统中介质输送难的问题，产品涵盖单螺杆泵、转子泵、多螺杆泵、软管泵、切碎机等，可提供水泵相关解决方案和定制服务，产品畅销全球。

4. 重庆霞诺发电机制造有限公司重庆霞诺发电机制造有限公司经过几年的发展，已由单一生产发电机组（及配套设备）的公司发展成为了一家集燃气机组（及配套产品）生产、泵阀生产、变压器生产的一综合性公司。

公司位于重庆市梁平工业园A区，公司技术力量雄厚、工艺先进、设备齐全、质量控制严格，产品性能达到国内外先进水平，公司主要分为：1、燃气分公司：生产和销售燃气发电机组及燃气管路设备；2、泵阀分公司：生产和销售各种阀门和水泵；3、电器分公司:生产和销售各种变压器。

公司主要生产的燃气发电机组有：瓦斯发电机组、沼气发电机组、天然气发电机组、生物质气发电机组、焦化气体机组、煤气发电机组组、页岩气发电机组等。

公司生产的燃气设备主要有：脱硫器（塔）、气水分离器、细水雾系统（模块）、除尘器、过滤器、止回阀、阻火器、全自动水封、自动阻爆装置、自动抑爆装置、减（增）压稳压系统、冷却塔、湿式放散阀、干式放散阀、脱雾装置、紧急切断电磁阀、减压稳压阀等。

余热排出泵压力脉动频谱特性数值和试验研究裴吉;王文杰;刘军;袁寿其【摘要】余热排出泵是核电站中的核二级泵,保证核电站安全停堆.采用导叶和环形蜗壳结合的结构形式以保证余热排出泵安全可靠运行.为研究余热排出泵内部压力脉动的分布和传播规律,采用非定常数值模拟和试验获得了泵内部动静干涉引起的压力脉动信号,并采用频谱法获得了压力脉动频谱特性.结果表明:数值模拟和试验同时捕捉到导叶离心泵内部由动静干涉引起压力脉动频率的两种基本频率(叶轮叶片通过频率和导叶叶片通过频率).在叶轮流道内导叶叶频及其谐频的压力脉动频谱幅值从叶轮进口到叶轮出口逐渐增强,幅值最大产生在叶片出口边的工作面.在导叶流道内叶轮叶频及谐频下的压力脉动频谱幅值最大发生在喉部.在环形蜗壳流道内叶轮叶频及谐频下的压力脉动频谱幅值分布与导叶叶片出口边位置有关.研究结果可为降低泵内部压力脉动提供一定的参考.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2018(052)011【总页数】10页(P1984-1993)【关键词】余热排出泵;动静干涉;非定常数值模拟;试验研究;叶轮叶频;导叶叶频【作者】裴吉;王文杰;刘军;袁寿其【作者单位】江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心,江苏镇江212013;江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心,江苏镇江212013;山东双轮股份有限公司,山东威海264205;江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TH311随着我国对新能源的大力支持和节能减排的倡导，核电项目不断发展。

余热排出系统的设计有效地保证核电站的安全运行[1]。

余热排出泵为余热排出系统提供压力，其高效可靠性决定了反应堆正常停堆或紧急停堆时余热能否及时排出。

为保证余热排出泵的可靠运行，较常规离心泵多1个导叶，同时蜗壳是环形结构，可有效减小泵径向力，但其内部流动更加复杂，动静干涉作用下线性和非线性频率的压力脉动分量叠加作用显著，直接影响余热排出泵的运行稳定性。

UDC GB 中华人民共和国国家标准P GB50974－2014中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合发布前言本规范是根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）>的通知》（建标[2006]77号）的要求，由中国中元国际工程公司会同有关单位共同编制完成。

本规范在编制过程中，编制组遵照国家有关基本建设方针和“预防为主、防消结合”的消防工作方针，服务经济社会发展，进行了广泛的调查研究，总结了我国消防给水及消火栓系统研究、制造、设计和维护管理的科研成果及工程实践经验，广泛征求了有关设计、施工、研究、制造、教学、消防监督等部门和单位的意见，参考了国外先进标准，最后经审查定稿。

本规范共分14章和7个附录，主要内容包括：总则、术语和符号、基本参数、消防水源、供水设施、给水形式、消火栓系统、管网、消防排水、水力计算、控制与操作、施工、系统调试与验收、维护管理等。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，公安部负责日常管理，中国中元国际工程公司负责具体技术内容的解释。

请各单位在执行本规范过程中，注意总结经验、积累资料，并及时将意见和有关资料寄送中国中元国际工程公司《消防给水及消火栓系统技术规范》管理组（地址：北京西三环北路5号，邮编：100089），以供今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：主 编 单 位： 中国中元国际工程公司参 编 单 位： 公安部天津消防研究所上海市公安消防总队北京市公安消防总队辽宁省公安消防总队山西省公安消防总队中国建筑设计研究院四川省建筑设计院华东建筑设计研究院有限公司广州市设计院中国石化工程建设公司中国建筑西北设计研究院新疆维吾尔自治区建筑设计研究院中国建筑东北设计研究院南华大学北京利华消防工程公司广东东方管业有限公司上海瑞孚管路系统有限公司北京中科三正电气有限公司上海上龙阀门厂主要起草人： 黄晓家 马 恒 曾 杰 孙 巍 王宝伟 张 力 张亦静 谷训龙 关大巍 赵力增 赵世明 朱 勇 郝爱玲 方汝清 赵力军 冯旭东 王 研 张洪洲 刘德军 黄 琦 杨 欣 姜 宁 谢水波 吴 雪 林津强 孙青格 季能平 陶松岳主要审查人: 张学魁 赵克伟 倪照鹏 黄德祥 徐 凤 戚晓专 刘国祝 李向东 陈云玉 刘新生 高国瑜 涂正纯 周明潭 韩 玲 黄坚毅 刘 方目次1 总则................................................................................................ .. (1)2 术语和符号 (2)2.1 术语 (2)2.2 符号 (3)3 基本参数 (7)3.1一般规定 (7)3.2 市政消防给水设计流量............................................................ (7)3.3 建筑物室外消火栓设计流量............................................................ . (8)3.4 构筑物消防给水设计流量 (9)3.5 室内消火栓设计流量 (14)3.6 消防用水量 (15)4 消防水源 (18)4.1 一般规定 (18)4.2 市政给水 (18)4.3 消防水池 (18)4.4 天然水源 (20)5 供水设施 (22)5.1 消防水泵 (22)5.2高位消防水箱 (25)5.3稳压泵 (27)5.4 消防水泵接合器 (28)5.5 消防水泵房 (29)6 给水形式 (32)6.1一般规定 (32)6.2 分区供水 (33)7 消火栓系统 (36)7.1 系统选择 (36)7.2 市政消火栓 (36)7.3室外消火栓 (37)7.4室内消火栓 (38)8 管网................................................................................................... . (41)8.1一般规定........................................................................... ............. .. (41)8.2 管道设计………………………………………………………………………………… ..428.3 阀门及其他 (44)9 消防排水 (46)9.1 一般规定 (46)9.2 普通场所 (46)9.3 有毒有害危险场所 (47)10 水力计算 (48)10.1水力计算 (48)10.2消火栓 (51)10.3减压计算 (52)11 控制与操作 (54)12 施工 (56)12.1 一般规定 (56)12.2 进场检验 (57)12.3施工 (61)12.4 试压和冲洗 (73)13 系统调试与验收 (77)13.1 系统调试 (77)13.2 系统验收 (80)14 维护管理 (86)附录A 消防给水及消火栓系统分部、分项工程划分 (88)附录B 施工现场质量管理检查记录 (89)附录C 消防给水及消火栓系统施工过程质量检查记录 (90)附录D 消防给水及消火栓系统工程质量控制资料检查记录 (94)附录E 消防给水及消火栓系统工程验收记录 (95)附录F 消防给水及消火栓系统验收缺陷项目划分 (96)附录G 消防给水及消火栓系统维护管理工作检查项目 (97)本规范用词说明 (98)引用标准名录 (99)附：条文说明 (101)Contents1 General provisions (1)2 Terms and symbols (2)2.1 Terms (2)2.2 Symbols (3)3 Design parameter................................................................................. (7)3.1 General requirement (7)3.2 Fire flow rates of town (7)3.3 Fire flow rates of outdoor hydrant for building (8)3.4 Fire flow rates of outdoor for structures (9)3.5 Fire flow rates of indoor hydrant (14)3.6 Fire protection water demand (16)4 Fire water (18)4.1 General requirement (18)4.2 Water works system (18)4.3 Fire reservoir (18)4.4 natural water (20)5 Facilities of water supply (22)5.1 Fire pump (22)5.2 Elevated fire tank (25)5.3 Make up pump (27)5.4 Fire department connection (28)5.5 Fire pump room (29)6 Types of Fire protection water supply (32)6.1 General requirement (32)6.2 vertical zone of water supply (33)7 Hydrant systems (36)7.1 Types of system (36)7.2 Municipal hydrant (36)7.3 Outdoor hydrant (37)7.4 Indoor hydrant (38)8 Pipeline works (41)8.1 General requirement (41)8.2 Pipeline design (42)8.3 Valves and others (44)9 Fire protection drainage (46)9.1 General requirement (46)9.2 Ordinary area (46)9.3 Toxic and hazardous area (47)10 Hydraulic calculation (48)10.1 Hydraulic calculation (48)10.2 Hydrant (51)10.3 Pressure reduction (52)11 Control and operation (54)12 Installation (56)12.1 General requirement (56)12.2 Admission Inspection (57)12.3 Installation (61)12.4 System pressure Testing and flush washing (73)13 System commissioning and acceptance (77)。

国家水泵及系统工程技术研究中心简介国家水泵及系统工程技术研究中心依托江苏大学流体机械工程技术研究中心建立。

江苏大学流体机械 工程技术研究中心创建于1962年的吉林工业大学排灌机械研究室，1963年成建制迁入镇江农业机械学院， 1999年组建江苏省流体机械工程技术研究中心，2011年组建国家水泵及系统工程技术研究中心，2014年首 批成立江苏省产业技术研究院流体工程装备技术研究所。

国内唯一以研究水泵和排灌机械为主的流体机械及工程国家重点学科，是一个独立的专职科研机构， 已形成了良好的内部管理体制、多元化的用人机制、良性循环的自我发展机制，是中国水泵科学研究、技术 开发、人才培养、成果转化、信息辐射的重要基地。

中心现有职工60余人,拥有特聘工程院院士、国家杰出青年基金奖获得者、国家万人计划、百千万人才 工程国家级人选、国务院政府特殊津贴获得者等一大批高层次人才，拥有3个江苏省优秀学科梯队和科技 创新团队，0余人次分别担任亚洲农业工程学会、中国农机学会等的理事长、副理事长等。

中心是全国小型潜水电泵、喷灌机械等行业技术归口单位，拥有国家认可实验室,设有机械工业排灌机 械产品质量监督检测中心、江苏省质量技术监督泵类质量检验站等专职检测机构。

实验室总面积达13 000 s 2,拥有国内一流、国际先进的流体机械及工程试验检测设备，在全国同类学科高校中处于领先地位。

中心自成立之日起，就奠定了为国家经济建设服务的方向，针对国家重点工程、重大装备用泵等关键 性、基础性问题进行系统地工程化研究与开发，持续地向行业提供适应规模化生产的新技术、新产品和新工 艺，在泵水力模型和特性研究、泵CAD/CFD 软件、泵内部流动研究等方面具有国内外领先水平。

历年来，中心获国家科技进步奖6项,授权发明专利130余项，出版著作及标准80余部，80%以上的科 研成果已成功转化为生产力，与1 000多家企业进行了多种形式的技术合作，开发新产品400余种，在南水 北调、三峡工程等工程上广泛应用。

不锈钢自吸泵哪个牌子好自吸水泵十大名牌排名榜1、上海沈泉泵阀制造有限公司上海沈泉泵阀制造有限公司是一家专业生产，销售管道泵，排污泵，消防泵，化工泵等给排水设备的厂家，产品涉及工矿企业、农业、城市供水、石油化工、电站、船舶、冶金、高层建筑、消防供水、工业水处理和纯净水、食品、制药、锅炉、空调循环系统等行业领域。

上海沈泉泵阀制造有限公司是集研究、开发、生产、销售和服务为一体的泵阀生产企业。

产品涉及工矿企业、农业、城市供水、石油化工、电站、船舶、冶金、高层建筑、消防供水、工业水处理和纯净水、食品、制药、锅炉、空调循环系统等行业领域。

2、开平市开顺泵业制造有限公司开平市开顺泵业制造有限公司(原开平市水泵厂)品牌老厂家,始建于1956年，具有悠久的泵生产历史和丰富的研发制造经验，是一家集生产、科研、销售、服务于一体的泵类及通用设备生产的国内重点骨干企业。

是广东省机械设备进出口集团公司水泵主要生产基地之一。

1993年，由国家经贸委、对外贸易经济合作部批准为扩大机电产品出口生产企业。

公司坐落在广东省著名侨乡开平市325国道，水陆交通十分方便。

距广州市只有一小时车程。

厂房占地面积19000平方米，职工人数488人，拥有泵行业的高级工程师及泵业精选专业人才。

公司拥有先进的生产设备和检测设备。

固定资产8500多万元，年生产水泵19000多台(套)，机械非标设备1800吨。

并具有水泵生产许可证，产品质量免检证书，是中国通用机械协会、泵业协会会员。

3、浙江扬子江泵业有限公司浙江扬子江泵业有限公司(A级纳税人)是专业从事各类水泵及附属产品生产和销售的企业,公司落座于具有"泵阀之乡"美称的温州瓯北。

公司实力雄厚，注册资金2000万元，积国内水泵大企业的技术、人才、管理等资源优势，进行有效合理的整合，并辅以现代企业管理模式、科学高效的公司管理体制制度，通过近几年的快速发展，已成为国内大型水泵生产厂家之一。