1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
{title}文 献 综 述1.选题背景及意义水泵是一种用于提供给流体能量的典型水力机械，其广泛应用于水利、农业、化工、航天等工业生产和日常生活[1]。
据统计，我国水泵耗电量占全国电能消耗的20%以上，水泵机组数量和总装机功率均居世界第一，其中离心泵的数量占80%以上 [2-3]。
随着离心泵研究成果的丰富，其研究重点逐渐扩展到瞬态过程等非定常流动[4]。
离心泵的瞬态流动分为稳定工况（恒速定流下的非定常流动）和非稳定工况（开机、关机、节流调节、变速调节等瞬态过程)，其中非稳定工况瞬态过程历时极短，过程中离心泵的水力性能变化剧烈且内部流动十分紊乱，具有强烈的瞬态特性[5-6]。
从理论研究角度，大多数离心泵的瞬态过程研究集中于启动和停机过程，对于离心泵机组在运行过程中从一种工况转换到另一种工况的瞬态过程相关研究较少，尤其是对于离心泵在节流调节和变速调节等变工况瞬态过程中内部流动特性的研究非常缺乏，对于此过程中离心泵的瞬态性能和流场演变规律了解不深入。
从工程实际角度，节流与变速调节是离心泵常用的工况转换手段，但工程中对于变速调节保持节能与稳定运行时的内部流场与压力脉动响应认识不足，导致离心泵在选择合适的工况调节方式时缺乏有效的支撑。
同时，对于节流调节中调阀时间和调阀方式，变速调节中变速时间和变速方式的合理确定缺乏指导。
为满足离心泵灵活、节能、稳定运行的要求，应深入研究离心泵节流调节与变速调节等变工况过程中的瞬态性能和内部流动机理。
综上所述，研究离心泵变工况过程对离心泵的稳定、柔性、节能运行具有重要意义。
2.国内外研究现状(1）离心泵变工况瞬态过程中水力性能研究现状此类研究多借助一维和三维软件，或通过试验模拟，探究变工况瞬态过程中离心泵的水力性能表现，所选取的研究过程多集中于启动和停机过程，水力性能的表现多借助无量纲参数揭示离心泵的瞬态特性。
例如: Tsukamoto [7]开展了离心泵机组开机和停机瞬态过程的试验，分析了瞬态过程中离心泵的水力性能，发现与稳态过程相比，瞬态过程中机组性能具有明显差别。
王福军等[8]使用Fluent软件仿真了某泵站的瞬态过渡过程，解决了断电工况倒流和启动工况负压问题。
Elaoud et al[9]依据所建的离心泵管路系统模型，分析了启动加速度对于管路系统中液流特性的影响。
Zuo Q et al[10]开发了基于特征线法的水锤计算程序，试验验证了Fluent 软件的计算结果，提出水泵阀门的调控策略。
吴绍科等[11]搭建了离心泵运行模型并模拟了离心泵的开机过程，指出电机特性对于开机过程中流量的上升具有重要作用。
(2）离心泵变工况瞬态过程中内部流场研究现状许多学者利用试验或CFD数值模拟的方法研究离心泵机组在瞬态过程中的内流机理。
如吴大转[12]对离心泵的开机过程进行数值模拟，并从外部特性和内部流场对其进行分析。
分析结果表明：基于非定常流动分析的瞬态外特性预测结果与实验结果能较好吻合,所采用的计算方法和得到的结果为瞬态操作条件下离心泵内部流动的诊断和优化建立基础。
付强等[13]数值模拟了离心泵气液混输过程，探究了该过程中叶轮内部的压力和速度变化规律。
结果表明:离心泵发生含气量连续增大的气液混输过渡过程时,在离心力和惯性力共同作用下,叶轮进口的气泡相偏向叶片压力面的运动。
王秀礼[14]模拟了离心泵变流量工况瞬态过程，分析了过程中离心泵的水力性能和内部流场。
研究结果表明:变流量过渡时,核主泵的压力脉动沿圆周方向分布并不均匀,其变化趋势是逐渐上升到最大值后又降低,基本呈正弦变化规律,瞬态压力波动变化次数等于叶片与导叶片数之间的动静干涉次数。
朱荣生[15]模拟了核主泵排气过渡工况下的气液两相流瞬态过程，分析了排气过渡过程中泵内流动规律。
研究结果表明:气液两相工况下,叶轮各流道内气相,液相的不均匀分布及两相之间的滑移作用,导致叶轮径向力产生大幅度波动。
郭义航[16]试验研究了离心泵转速瞬变特性，研究表明随着流量上升，转速波动程度逐渐增强。
Zhang Y et al[17]试验研究了水泵在快、慢启动状态下的瞬态水力性能，详细分析了离心泵快、慢启动的异同。
结果显示了启动过程中的三个段演变特征的总体流量曲线。
入口静压在快速启动状态下表现出三滴和两次上升，在慢启动状态下表现出两次下降和两次上升。
无量纲排放系数与稳流条件密切相关。
无量纲扬程系数与稳流条件相关性不大。
无量纲功率系数几乎与稳流条件无关。
近年来国内外学者针对离心泵的瞬态过程开展了大量研究，研究对象也多集中于水泵机组的开、关机过程。
相较于稳定工况，瞬态过程中泵的动态行为更为复杂，时间更为短暂，机组所受冲击更大，同时，由于瞬态过程研究开始较晚，相关研究依然不够丰富。
随着当前国家对水泵的灵活稳定性和节能运行标准的提高，水泵在不同工况之间的快速转换瞬态过程逐渐成为众多学者关注的焦点。
例如水泵采用节流调节时，通过控制阀门开度大小和开闭规律调节水泵流量使之处于所需流量工况;采用变速调节时，通过控制电机转速的变化方式和变化时间调节水泵至所需流量工况。
目前对于离心泵节流调节和变速调节瞬态过程的研究较为缺乏，对于过程中离心泵的瞬态特性、内部流动机理等都有待更加深入细致的研究。
同时，离心泵调节方式的确定及节流和变速调节过程中调控方式和调控时间的选择缺乏有效的工程指导。
所以应全面地探究离心泵机组在节流与变速调节等变工况瞬态过程中的内部流动机理和瞬态特性，为离心泵及泵站机组稳定、高效、柔性运行和变工况瞬态过程调控策略的制定提供更多参考。
3.展望(1）离心泵不同调控运行方式综合评价指标体系研究未来将从节能性、操作简便性、运行稳定性以及设备维修及使用寿命等方面确定相对合理的综合评价指标体系，为离心泵及泵站的运行调控提供参考。
(2）离心泵节流与变速调节运行时内部能量损失的机理研究离心泵在运行时伴随着内部能量的耗散损失。
未来将结合熵产对离心泵变工况瞬态过程的内流特性开展更为深入的研究。
(3）离心泵变工况瞬态过程数值模拟优化及试验研究从运行侧角度对比离心泵不同运行调控节方式下，内部流动表现和变工况瞬态过程的整体过程探索，故选择了被认可和广泛应用的标准k-s模型。
未来将优化试验条件，从数值模拟和试验角度综合研究离心泵变工况瞬态过程。
参考文献：[1] 关醒凡. 现代泵理论与设计[M]. 中国宇航出版社, 2011.[2] 邹志超. 离心泵装置启动过程瞬态特性研究[D]. 中国农业大学, 2018.[3] Wen X ,Xin Y ,Shao-Li W , et al. Gene Expression Profiling in the Thiamethoxam Resistant and Susceptible B-biotype Sweetpotato Whitefly, Bemisia tabaci[J]. Journal of Insect Science(1):46.[4] Zhang T J ,Deng L J ,Huang T Z , et al. A Triple-Double Convolutional Neural Network for Panchromatic Sharpening[J].2021.[5] 方杰. 不同启动阶段低比转速多级离心泵水动力瞬态特性分析[D]. 江苏大学, 2019.[6] 郭广强, 张人会, 赵万勇,等. 浮潜式消防泵启动过程瞬态特性的数值模拟[J]. 排灌机械工程学报, 2019, 37(2):6.[7] RE Henderson. Discussion: 鈥淭ransient Characteristics of a Centrifugal Pump During Starting Period鈥(Tsukamoto, H.and Ohashi, H.1982, ASME J. Fluids Eng.104, pp. 6鈥.1982.[8] 王福军. 水泵与水泵站[M]. 中国农业出版社, 2011.[9] Elaoud S ,Hadj-Taieeb E . Influence of pump starting times on transient flows in pipes[J]. Nuclear Engineering 建设与运行并重理念指导下,对离心泵的安全、稳定、高效运行提出更新、更高的新时代要求。
因此，应深入研究离心泵运行调节原理,探究不同调节方式下离心泵在稳定工况运行时的内部流动特性，揭示离心泵节流调节和变速调节过程中的瞬态性能和内部流动机理，为离心泵机组的运行调控提供工程指导。
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