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青岛农业大学毕业论文(设计)开题报告 题 目： 水泵供水系统性能优化 姓 名： 赵言科 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制10级2班 学 号： 20102712 指导教师： 杨然兵 2013年 6月 30 日说 明一、有关说明毕业论文(设计)题目确定后，学生应尽快征求导师意见，讨论题意与整个毕业论文(或设计)的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成：1.研究(或设计)的目的与意义。应说明此项研究(或设计)在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济、生态与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。2.国内外同类研究(或同类设计)的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究(或设计)已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。3.课题研究(或设计)的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。4.研究(或设计)方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究(或设计)方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业论文或完不成设计任务。5.实施计划。要在研究提纲中按研究(或设计)内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。二、注意事项1.开题报告的撰写完成，意味着毕业论文(设计)工作已经开始，学生已对整个毕业论文(设计)工作有了周密的思考，是完成毕业论文(设计)关键的环节。在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包办代替。2.无开题报告者，不准申请答辩。3.本表要用计算机填写，签字要手写，一式三份，本人、导师、所在学院(要原件)各一份。4学生可根据内容的多少调整表格的大小。一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义等) 依据：据统计，给水工程中能耗费占供水成本的3070，水泵的能耗费占总能耗费的90左右。实际运行中，水泵的效率大多数不足60，泵站的综合效率不足50，存在着较大的能源浪费。在能源供应紧张的今天，工程设计中运用水泵供水节能技术，正确地进行泵站设计，使水泵能经常高效运行，将具有重大经济意义。水泵把水从水源中取出送至用户或净水厂；把净化的水送至供水管网；在长距离输水中将水加压；在分压供水系统中增加管网的压力；在用水高峰季节调节管网供水量；在工业循环供水系统中提升冷却水和补充新鲜水等。按照功能划分，水泵在供水系统各环节中构成取水泵站（一级泵站）、配水泵站（二级泵站）、加压泵站、调节泵站、循环泵站等。对于水泵的选型、在系统中的运行情况与节约能源、降低成本、提高经济效益密切相关。 研究目的：利用水泵工作原理及传动方式给出水泵调速节能设备的转速、范围、台数和效果的有关计算方法，通过性能的比较试验结合市场实际的选配流程综合权衡系统的性能指标，给出水泵的高效调速方案，最终实现节能的目的。 意义：首先，水泵的批量化性能优化，有利于新技术的更新。第二，特定的调速节能研究，对节约能源与资源具有推进作用。第三，对泵体的变频电动调速控制具有先进性。变频调速器具有转差损失小，实现平滑无级调速，精度高，启动电流小，容易实现生产过程的自动控制，容易安装，操作简单，调试方便等优点。二、国内外同类研究或同类设计的概况综述(在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献)国外水泵系统的发展现状：泵系统节能是从系统的角度全面地衡量和评价节能效果，它不仅要求泵和电机（或其它原动机）有较高的效率，而且要求包括管路、阀门、变频器等在内的系统装置及控制元件有较小的能耗，同时要求泵与系统装置能很好的匹配，使泵工作在最优工作区。纵览全球，在节能方面做得比较成功的国家有德国、日本、英国、美国等，特别是日本和德国，在二次世界大战之后建成了世界上最发达的工业化国家，在工业节能方面取得了令人瞩目的成就。美国在泵系统节能方面走在了世界的前列，其不但设立了相关的行业管理与协调机构，实施了详细的泵系统节能教育计划（PSM），而且建立了合理的泵系统模型以及泵系统节能的能效评估体系。但一些精密化专门化高效化的水泵系统仍具有巨大的探索空间。国内水泵系统的发展现状：我国在国内，从上世纪90年代末开始，泵技术工作者王立对泵系统节能率先进行了研究，于2007年撰写了泵的寿命周期成本及其分析，文中通过对泵的寿命周期成本的剖析，说明泵的寿命周期成本是影响泵系统节能的重要因素。2012年，王立又在水泵技术发表了我国泵系统节能的现状及发展前景一文，从应用和技术方面概述了我国泵系统节能的现状和存在的问题，同时指出我国发展泵系统节能任重道远，前景看好。江苏大学流体机械工程技术研究中心对泵系统节能进行了研究，介绍了美国泵系统节能教育行动计划的背景、组织、目标、计划和取得的主要进展。根据全国第三次工业普查公布的统计数字，我国水泵的总装机容量约为1000万kW，在国民经济中举足轻重，节能潜力很大。据中国终端能效项目管理办公室提供资料，在我国泵的用电量约占全国用电量的20.9%。和国外相比，我国没有改造的泵类产品效率平均比国外低35%，而整个系统的效率同比低20%左右，具有非常大的节能潜力。国内大量研究和成功案例表明：应用系统方法，在对系统进行全面测试分析的基础上，应用最合适的手段对泵系统进行优化，可以达到30-50%的节能效果。由此可见，我国的泵系统节能市场空间巨大，有很大的开发潜力。随着我国泵系统节能市场的不断发展，将会催生出一大批泵节能服务公司，行业市场会出现急速发展的态势，同时会出现一些信誉良好的节能评估和认证的第三方机构，节能技术也会得到进一步的发展。参考文献：【1】 农业机械学 ,李宝筏 ,中国农业出版社,2003.2.【2】 黄维贤，邱富学，陆力，李铁友，王海安.循环水泵节能技术研究与实施J,水利水电技术,2007年09期.【3】 魏佳广,孙铁,周长茂,张素香,莫少明,张明乐.交汇管路离心泵系统优化运行分析和节能改造J,化工机械,2010年03期.【4】2012-2016年中国高楼供水泵行业发展趋势及投资规划分析报告.12-14569224.三、研究方案(研究内容、目标、研究方法、技术路线、拟解决的问题、特色或创新点等)研究内容: 在原有泵系结构及泵体基础上进行改进，通过调节水泵转速和变频无极调速及水泵内部结构的改进，结合水泵供水系统调速节能的原理，最终实现能量的高水平利用，实现最大经济性。研究方法：根据相应的参数分析和数学模型的计算，介绍以下几种调速方式。利用水泵工作原理及传动方式给出水泵调速节能设备的转速、范围、台数和效果的有关计算方法，通过性能的比较试验结合市场实际的选配流程综合权衡系统的性能指标，另外，结合控制变量的系统分析方法，给出水泵的高效调速方案。 拟解决的问题：通过改善水泵的特性及控制参数，阐述并评估水泵的最佳调速比，最终实现输入输出的最高性价比。 创新点：研究阀门的开启度，调节水泵叶片的安装角度，增加调速型液力偶合器实现多台水泵并联运行 。四、进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等) 第一部分： 搜集资料、查阅相关文献、完成开题报告。 （3周） 第二部分： 水泵优化总体方案的提出、选择、论证。 （2周） 第三部分： 各部分影响因素的整体分析，数学运算 （3周） 第四部分： 用示意图及曲线图表征系统的静态参数。 （2周） 第五部分： 撰写毕业设计说明书。 （2周） 评阅及答辩 （1周）五、导师评语 年 月 日
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