三元流理論概述
我們為用戶提供節能改造的理論基礎，是建立在吳仲華院士的“葉輪機械三元流動理論”上的，自七十年代電子計算機得到廣泛應用后，這一理論被廣泛地應用于航空燃氣輪機設計和發展。西方各大發動機制造公司和國際航空界稱之為“吳氏理論”或“吳氏方程”，在學術界,吳仲華院士被世界公認為葉輪機械三元流動理論的奠基人。1976年美國數十位泵專家合著的權威工具書《泵手冊》，把吳氏理論列為今后泵設計的最先進方法。我公司技術人員在吳氏理論的基礎上，提出了泵內含射流-尾跡模型的三元流動計算方法，通過我們的具體實踐，應用這一方法設計的泵葉輪運行效率比以前有明顯提高。
目前國內泵生產廠商的許多產品還停留在一元流動設計的理論基礎上，即他們把葉輪內部流體的流態簡單地看成流體在彎曲管內的勻速流動，通過這種方法對葉輪建立的數學模型無疑是很不真實的，對流體在葉輪內部運動的反映也是很不準確的。因此，通過這一方法計算、設計的葉輪，其效率是很低的。七十年代后出現了泵設計的二元理論，這一理論的出現使泵葉輪設計理論得到發展完善。這一理論通過在一個曲面上的分析，把葉輪流道及流體流態做為變量來看待，使泵的葉輪設計比以前有了改善。設計合理，所以泵的效率得到了提高。
我們應用的“射流-尾跡三元流動”理論，把葉輪內部的三元立體空間無限地分割,通過對葉輪流道內的各工作點的分析，建立起完整、真實的葉輪內流動的數學模型。通過這一方法，我們對葉輪流道分析可以做得最準確,反映流體的流場、壓力分布也最接近實際。葉輪出口為射流和尾跡(漩渦)的流動特征，在設計計算中得以體現。因此，我們設計的葉輪也就能更好地滿足工況要求，效率顯著提高，以下簡單介紹一下我們的計算方法：葉輪機械內的完全三元流動，應用吳仲華教授創立的S1、S2，兩流面理論可以用不同方法求解，一種是流函數方法，這一方法在數學上嚴謹，但物理上不太直觀。另一種是直接計算流體流動速度的流面(或流線)迭代法，這一方法物理上比較直觀，反映問題更接近實際，因此我們現在設計泵葉輪，用的就是這種方法。泵葉輪內部由兩個葉片、前后蓋板組成一個完整的空間流場，觀察者與葉輪同步旋轉看到的是與時間無關的定常相對流動，我們要求計算空間流場中任何一點的相對速度的大小及方向，從而建立我們的葉輪數學模型。在葉輪出口附近，我們還能計算出“尾跡”-脫離葉片表面的漩渦區的大小。在我們為用戶提供的改造服務中，葉輪前后蓋板是設計給定的，對于中間流道內的眾多S1流面而言，我們是先假定形狀，逐步迭代修正至計算收斂，從而得出最接近實際的準確設計，得到在用戶具體使用情況下，最合理的葉輪葉片曲線，滿足用戶對效率提升的要求。
圖1 葉輪葉片曲線圖
以上介紹了我們的技術基礎，通過這種設計方法，我們已為多個廠家提供了產品升級的設計，也為全國范圍內的許多泵、風機用戶提供了改造服務，均取得了十分理想的效果。
產品的技術優勢：
E·S流體三元流高效節能技術把葉輪內部的三元立體空間無限分割，通過對葉輪流道內的各工作點的分析，建立起完整、真實的葉輪內流動的數學模型，通過計算機CFD仿真設計出高效節能葉輪及水力模型。
高效節能泵顯著特點是葉片寬、輪轂少，阻尼系數低，流通量大。E·S流道
三元流葉輪直徑減少，出口寬度增大，葉片邊向來流進口伸展，減少了進口損失。
由兩個單吸葉輪組合而成的三元流葉輪，采用相鄰葉片相互交錯的結構，使水流脈沖下降到揚程的±4%以內，水流更加平穩，效率更高，汽蝕余量更低。
節電分析：
圖2
水泵工作曲線
曲線1為水泵轉速按N1工作時的特性曲線，曲線2為水泵轉速按N2工作時的特性曲線，曲線3、4分別為管道阻力曲線。Q為流量，H為揚程。
根據第一工況即曲線1，水泵自A點，流量為Q1，揚程為H1，若轉速不變，水泵通過閥門調節到B點，流量為Q2，揚程為H2，途中可知流量減少，揚程上升，管道阻力由3變4。
如果用閥門調節，則管阻力曲線保持3不變，改變調節水泵電機的轉速來減少流量，則水泵執行曲線2，轉速曲線為N2，即工作在C點，流量仍為Q2，揚程減少為H2，可以得出相對于B、C兩點，輸出功率減少，因此得出結論：減少閥門阻力帶來的功率減少量P=PB-PC。在中小型區域的電機冷卻水泵為這種類型，通過調節電機轉速，使閥門由30%開到100%可使輸出功率降低，因此該泵具有節能空間，并通過降低電機轉速，降低電機運行電流，改善電機的運行狀況。在高效節能水泵中，由于水泵流量大，阻力系數低，因此可以達到同樣的效果。
在管道阻力不變的前提下，水泵的流量Q壓力揚程H，軸功率P，轉速N，存在如下關系：Q∝N，I∝N2，P∝N3，因此通過葉片改變水泵流量流量下降50%，則水泵軸功率將下降87.5%，可以得出在滿足壓力的情況下，采用高效
節能水泵，降低電機轉速，即變頻調速，水泵的輸出功率隨之降低，從而達到 @MOVE水泵節能 。
該項目經濟效益好，社會效益同樣可觀，該項目促進節能減排的發展，符合兩型社會發展要求，具有很好的推廣價值，因此希望能得到各級政府職能部門的大力支持。
三元流與變頻的區別
三元流技術和變頻技術對
水泵都可達到節能目的，只是變頻技術是在針對電機，根據用水負載的變化，來調整電機輸出功率；而三元流技術是針對葉輪，目的是提高葉輪的實際工作效率。對于變負載的水泵機組，要想充分節能，最好是兩項節能技術都實施，對于相對恒定負載的水泵機組，變頻技術就沒有用武之地，只能采用三元流節能技術。
技術水平及創新要點
1）采用先進的流體力學計算方法及CAD設計的水力模型，量身定測定做使水泵能恰好處在最佳工況點運行。
2）效率曲線優越，高效區范圍寬，更能夠適應負荷變化。
3）水泵機械性能卓越，所有零部件經過高精度加工，水泵效率比常規高10%以上。
4）水泵電機壽命長、震動小、噪音低，電機效率比常規高2%以上。
5）產品性能穩定、節能效益顯著，綜合節電率可達到20%以上。 湖南安德理斯泵業有限公司制造
長沙天康泵業科技有限公司節能設計