目前我國大部分企業(yè)采用的是一元流理論設計的泵型。這種水泵的效率會受到設計水平與制造工藝的限制效率普遍偏低。在實際生產(chǎn)中水泵憋壓的問題比較嚴重，這種情況導致用戶使用的水泵出現(xiàn)大量的能源浪費。這時需要對循環(huán)水泵使用葉輪車削的方法、更換高效節(jié)能水泵、安裝變頻器的方法就能解決這一問題。但是這些方法都有一定的局限性，不可以從根本上解決水泵能耗高效率低的問題。

國內(nèi)生產(chǎn)的水泵假如使用三元流理論進行設計，重新優(yōu)化設計出高效節(jié)能水泵葉輪，可以在不更改泵體、電機和管路的情況下進行改造，這種水泵節(jié)能的方法被稱為三元流技術。

三元流技術原理和計算方法

三元流技術是指通過使用優(yōu)秀的模型對一元流葉輪進行改造，通過設計軟件射流-尾跡三元流動理論計算方法，并且結合生產(chǎn)現(xiàn)場實際的工況，重新對循環(huán)水泵的水力部件葉輪進行優(yōu)化設計。具體方法是根據(jù)客戶的使用情況對原有的水泵流量、壓力、電機耗功進行測試，并且提出常年運行參數(shù)的要求，作為水泵的設計參數(shù)。在使用CFD容積重新設計出節(jié)能泵葉輪，確保能和原來的泵型進行更換，在不動管路、電路、泵體等條件下實現(xiàn)水泵的節(jié)能目的。

一元流、三元流動的基本概念

下圖1左邊是水泵葉輪局部視圖，右邊是將葉輪內(nèi)兩個相鄰葉片與前后蓋板形成的流道作為一個計算分析研究。傳統(tǒng)的一元流理論是指將葉輪內(nèi)的曲形流道視為一個截面變化的彎曲流管，沿著流線的流速大小會隨著截面積的大小而變化，在流體力學計算中流動速度就直說流線長度坐標的一元函數(shù)。這種簡化會使水泵內(nèi)部流體力學的計算能用手工算法得到實現(xiàn)。國內(nèi)電廠經(jīng)常使用的單級雙吸離心泵就是使用這種理論進行設計的。

由于葉輪流道的三元曲線形狀是高速旋轉的，流速不會沿著流線變化。使用CFD優(yōu)化設計的水力模型，再使用快速成型試驗優(yōu)選來調(diào)整葉片的扭曲度，可以保證流面更加平滑，可以達到較佳的流體泵送要求，利用高精度加工中心直接三維造型，大大降低了模具曲面變形與局部渦流情況，進而提升了泵的整體運行效率。不銹鋼或者銅制葉輪使用全硅溶膠中溫蠟熔模鑄造工藝，鑄鐵的使用覆膜砂鑄造工藝，進而可以保證節(jié)能水泵的高效率。

三元流技術在循環(huán)水泵節(jié)能改造中的應用有循環(huán)泵廠家總結。