Verkfræðingurinn sem helgaði dælutækni í 40 ár

Þegar fólk hugsar um mikilvægar vélar hugsar það oft um vélar, flugvélar eða byggingartæki.

Fáir hugsa um dælur.

Samt eru dælur alls staðar.

Þau flytja vatn fyrir landbúnað, sjá borgum fyrir vatnsveitu, styðja iðnaðarframleiðslu, vernda samfélög fyrir flóðum og gera kleift að byggja upp stórfellda vatnsinnviði.

Dæla getur starfað hljóðlega neðanjarðar eða inni í aðstöðu, en áhrif hennar ná til milljóna manna.

Að baki hverri áreiðanlegri dælu eru verkfræðingar sem eyða áratugum í að rannsaka hvernig hægt er að gera hana skilvirkari, öruggari og endingarbetri.

Einn þessara verkfræðinga er prófessorYuan Shouqi, leiðandi sérfræðingur í vökvavélum og frárennslis- og áveitubúnaði fyrir landbúnað.

Í meira en 40 ár hefur hann einbeitt sér að einni einfaldri en mikilvægri spurningu:

   

Frá sveitarótum til verkfræðirannsókna

Yuan Shouqi fæddist í Shanghai árið 1963 og ólst upp í sveitaforeldri.

Reynsla hans af fyrstu árum gaf honum djúpa skilning á landbúnaði og mikilvægi vatnsauðlinda.

Árið 1980 hóf hann nám í landbúnaðarvélaháskólanum í Zhenjiang þar sem hann hóf feril sinn í landbúnaðarvélafræði og vökvaverkfræði.

Á næstu áratugum þróaðist hann úr nemanda í rannsakanda, prófessor, fræðilegan leiðtoga og háskólarektor.

Hins vegar, óháð stöðu hans, var kjarnapersóna hans óbreytt:

Dæluverkfræðingur.

Hvers vegna dælur urðu ævilangt rannsóknarefni hans

Við fyrstu sýn virðist dæla einföld:

Snúningshjól flytur orku yfir í vatnið og skapar þannig flæði.

En raunveruleg verkfræði er aldrei svona einföld.

Dæla verður að halda áfram að virka við breytilegar aðstæður:

• · Mismunandi rennslishraði
• · Mismunandi vatnsborð
• · Mismunandi rekstrarumhverfi
• · Mismunandi kerfiskröfur

Verkfræðingar verða að leysa vandamál eins og:

• · Hvernig er hægt að bæta skilvirkni?
• · Hvernig er hægt að draga úr orkunotkun?
• · Hvernig á að koma í veg fyrir ofhleðslu?
• · Hvernig á að tryggja langtímaáreiðanleika?

Þessar áskoranir eru sérstaklega mikilvægar fyrir neðansjávardælur og miðflúgsdælur sem notaðar eru í landbúnaði, sveitarfélögum og iðnaði.

Að breyta kenningum í hagnýtar lausnir

Yuan Shouqi og rannsóknarteymi hans rannsökuðu innri flæðishegðun dælna og þróuðu betri aðferðir við hönnun vökvakerfisins.

Rannsóknir þeirra beindust að:

• · Hönnun miðflótta dælu með mikilli skilvirkni
• · Tækni til að dæla án ofhleðslu
• · Vökvafræðileg hagræðing
• · Áreiðanleg dæluvinnsla við breytilegar aðstæður

Lykilhugmyndin var skýr:

Góð dæla ætti ekki aðeins að virka vel á rannsóknarstofu.

Það verður að virka áreiðanlega á vettvangi.

Vegna þess að árangur í verkfræði er ekki eingöngu mældur með fræðilegum líkönum.

Það er mælt með árum stöðugs rekstrar.

Merking verkfræðinnar

Í fjóra áratugi lagði verk Yuan Shouqi sitt af mörkum til þróunar dælutækni í Kína.

En kannski er mesta framlag hans ekki bara tæknin sjálf.

Það er verkfræðiheimspekin á bak við það:

Dæla er ekki bara vél.

Það er tengsl milli vísinda og samfélags.

Frá áveitu á ræktarlandi til helstu innviða, hver einasta umbót í skilvirkni dælna skapar verðmæti fyrir orkusparnað, vatnsstjórnun og sjálfbæra þróun.

Frá áveitu á ræktarlandi til vatnsverkefna á landsvísu: Hvernig dælutækni mótar samfélagið

Dæla gerir meira en að færa vatn.

Það tengir náttúruauðlindir við þarfir mannsins.

Í landbúnaði flytja dælur vatn til uppskeru.

Fyrir borgir vernda dælur samfélög gegn flóðum.

Fyrir innviði þjóðarinnar hjálpa dælur til við að jafna vatnsauðlindir milli svæða.

Rannsóknarferill prófessors Yuan Shouqi endurspeglar þessi tengsl — frá litlum landbúnaðartækjum til stórra vatnsverkefna.

Að auka vatnsnýtingu í landbúnaði

Í landbúnaði er upptaka vatns aðeins fyrsta skrefið.

Stærri áskorunin er:

Hvernig getur vatn náð til uppskeru á skilvirkan hátt með sem minnstri sóun?

Yuan Shouqi og teymi hans einbeittu sér að:

• · Úðunarvökvakerfi
• · Tækni til að vökva dropa
• · Léttur áveitubúnaður
• · Spóluúðunarvélar

Þessar tæknilausnir þurftu til að leysa hagnýtar áskoranir:

• · Mismunandi aðstæður í ræktunarlandi
• · Takmarkaðar orkulindir
• · Kröfur um auðvelda notkun
• · Hagkvæmur kostnaður við búnað

Árangursrík landbúnaðartækni verður ekki aðeins að vera þróuð.

Það verður að vera praktískt.

Vegna þess að lokaprófið í landbúnaðarverkfræði er alltaf vettvangurinn.

Dælan sem „hjarta“ stórra vatnsverkefna

Auk landbúnaðar styðja dælur við nokkur mikilvægustu vatnskerfi heims.

Stór verkefni í vatnsflutningum krefjast öflugra dælustöðva sem geta flutt gríðarlegt magn af vatni yfir langar vegalengdir.

Þessi kerfi krefjast:

• · Mikil afköst
• · Langtímaáreiðanleiki
• · Ítarleg vökvahönnun
• · Stöðugur rekstur við flóknar aðstæður

Stórar lágþrýstingsdælur sem notaðar eru í stórum vatnsverkefnum eru eitt af krefjandi sviðum dæluverkfræði.

Líkan sem prófað er í rannsóknarstofu verður að lokum að vél sem starfar stöðugt í raunverulegum innviðum.

Frá rannsóknarstöð til raunverulegra verkefna

Í gegnum áratuga rannsóknir og samstarf þróuðu teymi Yuan Shouqi háþróaðar líkön fyrir vökvakerfi dælna og verkfræðilausnir.

Þessar tæknilausnir hafa stutt forrit, þar á meðal:

• · Vatnsflutningsverkefni
• · Flóðvarnakerfi
• · Áveita í landbúnaði
• · Stjórnun vatnsauðlinda

Afrekið var ekki skapað af einum einstaklingi.

Það var byggt upp með samstarfi milli:

Svona gerast verkfræðilegar framfarir.

Af hverju dælutækni skiptir máli

Margir líta á dælur sem venjulegan búnað.

En á bak við hverja dælu er stærri saga:

Að bæta dælu um aðeins nokkur prósentustig kann að virðast lítið.

En þegar milljónir dæla eru í gangi á hverjum degi skapa þessar umbætur gríðarlegt verðmæti.

3. hluti

Framtíð dælna: Frá vélrænum búnaði til snjallra vatnskerfa

Dæluiðnaðurinn er að ganga inn í nýja tíma.

Í meira en öld hafa dælur aðallega verið hannaðar sem vélrænar vélar.

Í dag eru þau að verða að gáfuðum kerfum.

Framtíðardælan snýst ekki bara um að flytja vatn.

Þetta snýst um:

• · Að skilja rekstrarskilyrði
• · Að spá fyrir um mistök
• · Hámarka orkunotkun
• · Að bæta áreiðanleika kerfisins

Frá vélrænni hönnun til snjallrar notkunar

Hefðbundin dæluverkfræði sem einbeitir sér að:

• · Vökvakerfisafköst
• · Skilvirkni
• · Vélrænn styrkur
• · Framleiðslugæði

Nútíma dælukerfi krefjast meira:

• · Skynjarar
• · Gagnaeftirlit
• · Stafræn greining
• · Snjallstýringarkerfi

Spurningin er að breytast.

Það er ekki lengur bara:

„Hversu mikið vatn getur dæla afhent?“

Það er líka:

„Hversu snjallt getur dæla starfað?“

Næsta kynslóð dæluverkfræðinga

Ferill prófessors Yuan Shouqi felur einnig í sér annað mikilvægt verkefni:

Að þróa verkfræðinga framtíðarinnar.

Tækniþróun fer fram vegna þess að þekking flyst frá einni kynslóð til þeirrar næstu.

Hann hvatti nemendur til að þróa:

Og það sem mikilvægast er:

Verkfræði handan véla

Dæla lyftir vatni úr lægri stöðu upp í hærri stöðu.

Frábærir verkfræðingar gera eitthvað svipað.

Þau lyfta:

• · Tækni á hærra stig
• · Atvinnugreinar til að styrkja samkeppnishæfni
• · Ungir verkfræðingar stefna að meiri möguleikum

Framtíð dælna mun ekki aðeins ráðast af betri vélum.

Það mun ráðast af betri hugmyndum, betri kerfum og betra fólki.

Áframhaldandi verkefni dælutækni

Frá litlum landbúnaðardælum til stórra vatnsinnviða, þá er grundvallarmarkmiðið óbreytt:

Saga dæluverkfræði snýst ekki bara um búnað.

Þetta snýst um að leysa vandamál sem skipta máli.

Því að á bak við hverja dælu er akur sem þarfnast vatns, borg sem þarfnast verndar og heimur sem þarfnast sjálfbærra lausna.