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4月初，春耕備耕時(shí)節(jié)，安徽池州市石臺(tái)縣橫渡鎮(zhèn)鄉(xiāng)村田間，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)師生團(tuán)隊(duì)圍著一款雙向潛水貫流泵開(kāi)展調(diào)試，該校機(jī)械與車(chē)輛工程學(xué)院教師謝傳流俯身指向泵體核心部件說(shuō)：“這款泵最大的特點(diǎn)就是雙向出水無(wú)需換向，灌溉、排澇一鍵切換，而且體積小、安裝便捷，特別適配農(nóng)田的小型水利工況。”
學(xué)生們湊近觀察。有學(xué)生指著泵體接口處問(wèn)：“老師，它在水下長(zhǎng)期運(yùn)行，防水密封和抗腐蝕性能是怎么保障的？”另一名學(xué)生問(wèn)：“在農(nóng)田使用時(shí)，該怎么根據(jù)水量調(diào)整它的運(yùn)行功率呢？”謝傳流一邊耐心解答，一邊指導(dǎo)學(xué)生操作設(shè)備、觀測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)。
連日來(lái)，在安徽阜陽(yáng)潁州區(qū)、阜南縣和池州市石臺(tái)縣等地的農(nóng)業(yè)水利工程現(xiàn)場(chǎng)，一臺(tái)臺(tái)雙向潛水貫流泵機(jī)組高效穩(wěn)定運(yùn)行，泵體整體呈梭形，長(zhǎng)1.5米、寬1.4米、高1.4米，體內(nèi)“雙向?qū)ΨQ(chēng)式葉輪”高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)正向引水、反向排水。
這款看似不起眼的泵，是安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與車(chē)輛工程學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)“十年磨一劍”的創(chuàng)新成果。近年來(lái)，該成果及衍生產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外一些農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目中應(yīng)用。團(tuán)隊(duì)師生在《海洋工程》《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)》《農(nóng)學(xué)》等水利和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域權(quán)威期刊發(fā)表10余篇論文，獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利20余項(xiàng)。
“泵是動(dòng)力裝備的‘心臟’，是農(nóng)業(yè)水利、農(nóng)業(yè)排灌、河道治理項(xiàng)目中的核心裝備，它的每一次跳動(dòng)都輸出強(qiáng)勁而清潔的動(dòng)力。雙向潛水貫流泵等一系列技術(shù)，凝結(jié)了團(tuán)隊(duì)20余名青年師生的智慧?！敝x傳流說(shuō)。
謝傳流團(tuán)隊(duì)在辣椒種植基地試驗(yàn)智能泵應(yīng)用。受訪團(tuán)隊(duì)供圖
“特種兵”泵是如何打造的
可以將泵想象成“液體的搬運(yùn)工”或“超級(jí)吸管”，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)把液體從低處抽到高處，或者從壓力小的地方推送到壓力大的地方，從而達(dá)到抽送液體的目的。
“家里的自來(lái)水加壓、汽車(chē)油箱供油、魚(yú)缸循環(huán)系統(tǒng)，都是這個(gè)原理。我們研發(fā)的雙向潛水貫流泵，可不是普通泵，是要求極高的‘特種兵’?！敝x傳流說(shuō)。
研發(fā)的初衷是解決行業(yè)痛點(diǎn)。謝傳流介紹，普通軸流泵站可以通過(guò)單向軸流泵反轉(zhuǎn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)行，正向運(yùn)行效率可以達(dá)到83%左右，反向運(yùn)行效率僅有65%左右，或通過(guò)切換河道和泵站流道的方式實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)行，此時(shí)機(jī)組正反運(yùn)行效率僅有72%左右。二者均存在運(yùn)行效率低下、噪聲大以及振動(dòng)大的問(wèn)題。
2015年開(kāi)始，研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)軸流泵及其葉輪，花了大量時(shí)間畫(huà)圖紙，建模型，經(jīng)歷數(shù)十次設(shè)計(jì)升級(jí)和技術(shù)革新，在2020年形成雙向潛水貫流泵產(chǎn)品，進(jìn)行批量生產(chǎn)制造和應(yīng)用。
謝傳流形容道，不斷優(yōu)化泵體內(nèi)部構(gòu)造，就像雕琢一件藝術(shù)品，光是優(yōu)化水力模型就推倒重來(lái)了幾十次。
團(tuán)隊(duì)成員陶靖康回憶：“在水力模型設(shè)計(jì)階段，仿真數(shù)據(jù)完美，但樣機(jī)測(cè)試卻出現(xiàn)了劇烈的振動(dòng)和噪音，性能也不達(dá)標(biāo)?！睘榇耍瑘F(tuán)隊(duì)通過(guò)高頻壓力傳感器和流體仿真分析，發(fā)現(xiàn)罪魁禍?zhǔn)资侨~片入口處發(fā)生了嚴(yán)重的空化，導(dǎo)致液體因壓力過(guò)低而產(chǎn)生大量氣泡。氣泡內(nèi)爆，就像無(wú)數(shù)把小錘子在敲打葉輪。
團(tuán)隊(duì)沒(méi)有立刻動(dòng)手加工新零件，而是先用三維建模調(diào)整葉片進(jìn)口的安放角和葉片曲面形狀，經(jīng)過(guò)幾十輪仿真優(yōu)化，找到了最佳方案?！斑@次經(jīng)歷讓我們把‘在設(shè)計(jì)前期用仿真掃除空化風(fēng)險(xiǎn)’融進(jìn)了研發(fā)習(xí)慣?！碧站缚嫡f(shuō)。
謝傳流說(shuō)，近3年來(lái)，針對(duì)水泵的流量、揚(yáng)程和效率等因素增加運(yùn)行和管理維護(hù)成本等痛點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)又在設(shè)計(jì)方向上不斷創(chuàng)新，采用對(duì)稱(chēng)形式的翼型設(shè)計(jì)雙向葉輪，使得泵的正反向性能兼優(yōu)，正向運(yùn)行效率可以達(dá)到83%左右，反向運(yùn)行效率可以達(dá)到75%左右，節(jié)能效果顯著。
謝傳流（左）在實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生講解泵組件。受訪團(tuán)隊(duì)供圖
把成果送到農(nóng)場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)、糧倉(cāng)
“謝老師，你看這兩塊地，差別太明顯了！”2025年7月的一天，安徽安慶望江縣長(zhǎng)嶺鎮(zhèn)板橋村，00后“新農(nóng)人”張偉蹲在田埂上指著兩片相鄰的辣椒地說(shuō)?！白筮呥@塊，用的是新裝的智能灌溉施肥泵，也就是能連著手機(jī)和土壤傳感器的這套設(shè)備。右邊那塊，用的還是老辦法，僅憑觀察土色、看天澆水施肥?！?/p>
“先說(shuō)操作，以前施肥得在地頭守著，一袋尿素倒進(jìn)大水漫灌的渠里，累不說(shuō)，還沖得到處都是?，F(xiàn)在點(diǎn)開(kāi)手機(jī)，數(shù)據(jù)顯示土壤含水量22%，EC值（反映肥力的數(shù)值）稍微欠點(diǎn)火候。設(shè)個(gè)‘水肥同步’程序，把配好的水溶肥吸到管道里，剩下的全交給泵?！敝x傳流說(shuō)。
這泵不是傻乎乎地一直澆水，它根據(jù)管子另一頭的壓力傳感器和流量計(jì)實(shí)時(shí)調(diào)整。高溫時(shí)，探頭一報(bào)警，泵自動(dòng)啟動(dòng)了微噴，灌溉均勻度從過(guò)去的60%提高至90%以上?！斑@套滴灌水肥一體化系統(tǒng)，通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)土壤濕度，水肥直接送到土壤根部，不跑不漏，節(jié)水大概40%，肥料利用率提高了30%?！敝x傳流說(shuō)。
“以前施的肥，一半揮發(fā)了，一半沖走了，現(xiàn)在是根據(jù)辣椒‘餓了就吃’的節(jié)奏，少量多次地喂。今年辣椒地預(yù)計(jì)增產(chǎn)15%以上。比靠感覺(jué)種地，心里踏實(shí)多了。”張偉說(shuō)。
這款歷時(shí)兩年打造的農(nóng)業(yè)水利智慧灌溉平臺(tái)，是謝傳流團(tuán)隊(duì)與中水三立數(shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司聯(lián)合搭建的，其中“作物需水模型和泵智能控制”等技術(shù)獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)。
“泵真正的價(jià)值不在圖紙上，也不在仿真軟件里，而在于它晝夜不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。泵的學(xué)習(xí)不能只停留在‘怎么設(shè)計(jì)’，更要懂得‘用在哪兒’和‘怎樣好用’。”這是研發(fā)歷程中，謝傳流經(jīng)常和學(xué)生交流的話。
眼下，風(fēng)電作為清潔能源的重要組成部分，正迎來(lái)高速發(fā)展期。我國(guó)可開(kāi)發(fā)風(fēng)電資源多分布于海上、戈壁，運(yùn)維難度大、開(kāi)發(fā)成本高，對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的可靠性與長(zhǎng)效性提出了極高要求。
風(fēng)電液冷系統(tǒng)是保證設(shè)備機(jī)組長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的“生命線”，而循環(huán)水泵是其中唯一高速運(yùn)動(dòng)部件，其效率、振動(dòng)、噪聲等性能指標(biāo)決定系統(tǒng)壽命。謝傳流團(tuán)隊(duì)與合肥新滬屏蔽泵有限公司攜手構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新平臺(tái)，研制出新一代高效節(jié)能長(zhǎng)壽命屏蔽電泵，降低風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中的損壞概率。
對(duì)此，國(guó)機(jī)集團(tuán)合肥通用院一位專(zhuān)家評(píng)價(jià)道：“通過(guò)攻克‘零泄漏’核心技術(shù)、建立完整產(chǎn)業(yè)鏈，校企在高端屏蔽泵領(lǐng)域取得突破，是一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的國(guó)產(chǎn)化替代成果?！?/p>
經(jīng)運(yùn)行驗(yàn)證，該屏蔽泵無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間已超4萬(wàn)小時(shí)，整機(jī)效率提升至65%以上，在甘肅定西、廣東陽(yáng)江、福建莆田、浙江臺(tái)州等地的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，以及塞爾維亞、巴西、智利等國(guó)的海上風(fēng)電場(chǎng)批量應(yīng)用。
“科技的價(jià)值不在于替代經(jīng)驗(yàn)，而在于讓科技成果從實(shí)驗(yàn)室走上田間地頭，使耕作更省力、收成更豐盈?！敝x傳流說(shuō)，泵作為水動(dòng)力核心裝備，在智慧灌溉、風(fēng)電液冷系統(tǒng)、智能農(nóng)機(jī)三大場(chǎng)景的實(shí)際應(yīng)用，既解決產(chǎn)業(yè)“卡脖子”難題，又培養(yǎng)一批產(chǎn)業(yè)化高層次工科人才。
近日，在德邦大為（蕪湖）農(nóng)機(jī)有限公司，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)研究生范陽(yáng)正在熟悉大型自走平移式噴灌機(jī)的生產(chǎn)制造流程，她參與“大型自走平移式噴灌機(jī)”技術(shù)手冊(cè)的編制，用通俗語(yǔ)言普及節(jié)水灌溉、精準(zhǔn)施肥、智能農(nóng)機(jī)操作等知識(shí)。
手冊(cè)中的“變量灌溉控制模型及智能灌溉施肥泵”源自謝傳流團(tuán)隊(duì)與該公司共同承擔(dān)的安徽省科技特派員農(nóng)業(yè)物質(zhì)技術(shù)裝備領(lǐng)域“揭榜掛帥”項(xiàng)目課題，模型在該公司完成工程化移植后，再嵌入北斗導(dǎo)航技術(shù)。
2025年，相較于未進(jìn)行智能升級(jí)的傳統(tǒng)噴灌產(chǎn)品，校企開(kāi)發(fā)的智能變量灌溉施肥大型自走式噴灌機(jī)訂單量同比增長(zhǎng)20%，遠(yuǎn)銷(xiāo)美國(guó)、新西蘭、津巴布韋等15個(gè)國(guó)家。上述企業(yè)每售出一臺(tái)噴灌機(jī)，會(huì)提取一定比例的銷(xiāo)售額用于持續(xù)迭代硬件、算法和人才。
風(fēng)電屏蔽泵在海上項(xiàng)目應(yīng)用。受訪團(tuán)隊(duì)供圖
農(nóng)業(yè)科技唯有扎進(jìn)泥土才能發(fā)揮價(jià)值
團(tuán)隊(duì)成員王碧清回憶，在研發(fā)道路上，初次接觸農(nóng)業(yè)灌溉模型時(shí)，面對(duì)拗口的專(zhuān)業(yè)公式、繁雜的參數(shù)設(shè)置、難以理解的變化曲線，她只是機(jī)械地按要求完成學(xué)習(xí)任務(wù)，始終沒(méi)能摸清這門(mén)技術(shù)與實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)。
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與車(chē)輛工程學(xué)院黨委書(shū)記張立付介紹，學(xué)院配備“高校導(dǎo)師+企業(yè)導(dǎo)師+田間導(dǎo)師”培養(yǎng)模式，把課堂教學(xué)搬到田間地頭、風(fēng)電基地和生產(chǎn)線，課程設(shè)計(jì)、科研訓(xùn)練、畢業(yè)課題等也均來(lái)源于真實(shí)生產(chǎn)場(chǎng)景，形成“育人-攻關(guān)-推廣”全鏈條實(shí)踐，持續(xù)打造“綠色能源+智慧農(nóng)業(yè)”交叉創(chuàng)新高地。
跟著導(dǎo)師參與模型的田間實(shí)地應(yīng)用，針對(duì)模型落地后暴露的缺陷與不足反復(fù)優(yōu)化，王碧清真切體會(huì)到農(nóng)業(yè)科技從不是懸于紙上、飄在天上的理論，唯有扎進(jìn)泥土田間，才能真正發(fā)揮價(jià)值。她對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉模型有了全新的認(rèn)知——它不再是一組組冷冰冰的數(shù)字，而是能精準(zhǔn)摸清農(nóng)田水體流動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)，更是能切實(shí)幫到種地人的“科技法寶”。
打那以后，她主動(dòng)思考讓模型更貼合不同地塊的種植需求?！皩⑺鶎W(xué)所用服務(wù)于實(shí)際的成就感，遠(yuǎn)比單純掌握一門(mén)技術(shù)更踏實(shí)、更有意義?！彼f(shuō)。
研發(fā)期間，團(tuán)隊(duì)成員陳思羽在電腦上照著機(jī)械圖紙描摹葉輪與泵殼的輪廓，對(duì)于其設(shè)計(jì)意義和原理并無(wú)深究。直到走進(jìn)工廠，看見(jiàn)圖紙上的微小零件被放大成應(yīng)用于大型場(chǎng)景的龐然鑄件時(shí)，她認(rèn)識(shí)到——水泵的意義遠(yuǎn)不止于輸送液體，化工廠的循環(huán)冷卻需要它維持恒定壓力，農(nóng)田灌溉輸水、城市自來(lái)水供應(yīng)更是一刻都離不開(kāi)它的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在和企業(yè)工程師交流時(shí)，她認(rèn)識(shí)到，葉輪進(jìn)口的微小沖角、葉片翼型曲線的一絲差異，都會(huì)深刻影響泵的關(guān)鍵性能參數(shù)和效率。“每一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)都必須精準(zhǔn)到極致，差一絲一毫，出來(lái)的結(jié)果就可能天差地別?！标愃加鹫f(shuō)。
團(tuán)隊(duì)成員葉書(shū)達(dá)則感慨道：“以前學(xué)泵相關(guān)知識(shí)，全靠死記硬背參數(shù)公式，到了現(xiàn)場(chǎng)更是徹底蒙了，雙手沾滿(mǎn)油污不說(shuō)，還分不清葉輪、蝸殼、屏蔽件和軸承的作用，覺(jué)得科研難如登天?！?/p>
每次經(jīng)歷反復(fù)調(diào)試失敗，都讓他的科研底氣多增一分。他說(shuō)，親手觸摸泵葉輪的流暢弧度，看著拆解后的零件在手中組合歸位，再到清晰聽(tīng)見(jiàn)泵平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的低沉聲響，那種從“看不懂”到“摸得透”的轉(zhuǎn)變，格外治愈又有力量。
經(jīng)過(guò)一屆屆學(xué)子接力科研，面對(duì)各類(lèi)泵體時(shí)，團(tuán)隊(duì)成員多了份熟稔與自信?！白x文獻(xiàn)、看頻譜圖，捕捉那些藏在密密麻麻數(shù)值里的秘密……當(dāng)我第一次認(rèn)出泵故障頻率時(shí)，有種‘原來(lái)你在這兒’的觸動(dòng)，就像推開(kāi)一條門(mén)縫，里面還有很長(zhǎng)的路。但我們這群年輕人，想快點(diǎn)走進(jìn)去，走得更遠(yuǎn)，將‘陌生’熬成‘熟練’，把‘忐忑’換成‘篤定’?！眻F(tuán)隊(duì)新成員紀(jì)夢(mèng)穎說(shuō)。
來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)
責(zé)任編輯：高靜 周潤(rùn)清
