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作品名称：绿音先锋-面向工业应用的仿生叶轮离心泵节能降噪系统集成与优化
学校名称：巢湖学院
参赛队伍：知行队
队伍编号：214042
参赛学生：张佳俊唐博陈仔凡
指导老师：王玉勤李融
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

在工业生产中，传统离心泵运行时普遍存在高噪音、高能耗的问题，不仅不符合环保法规要求，还影响生产环境与设备寿命。“绿音先锋” 项目以仿生学为核心突破口，深度融合流体力学与材料科学，打造面向工业应用的仿生叶轮离心泵节能降噪系统，从结构设计根源解决噪音难题，同时实现能效跃升，为化工、钢铁、市政等领域提供绿色高效的流体输送方案。
项目的核心降噪优势源于仿生结构的深度优化，通过模拟自然界生物高效适应流体环境的形态与功能，从流场源头减少噪音产生。在叶轮设计上，团队摒弃传统对称叶片结构，借助 CFD（计算流体动力学）仿真技术，复刻鲨鱼鳍曲面减阻纹理与鲸鱼尾鳍推进轨迹，优化叶片角度、曲率及表面沟槽参数 —— 仿生叶轮表面的非对称曲面设计可降低流体湍流程度，减少流场中涡流、回流等不稳定流动现象，而仿生物形态的流道则能引导流体平稳过渡，避免因水流冲击泵壳、叶片产生的高频噪音。经国家计量认证实验室检测，仅通过仿生叶轮替换，离心泵运行噪音即可降低 8-10dB (A)，在标况下噪音频谱峰值较传统泵下降 20%-30%，完全符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》要求。
同时，项目在泵体结构与材料应用上进一步强化降噪效果：借鉴荷叶表面微纳疏水结构，在泵体内壁设计超疏水涂层与导流纹理，减少流体杂质附着导致的局部湍流噪音，使设备维护周期延长 30%-50%；采用仿贝壳抗腐蚀的纳米复合涂层（硬度达 HV2000 以上），提升泵体结构稳定性，避免因材料磨损、振动加剧产生的额外噪音。此外，项目创新引入智能机械臂精准装配技术作为辅助降噪手段 —— 机械臂通过激光测距与力反馈模块，将叶轮对中误差控制在 0.1mm 以内，消除人工安装间隙不均引发的流体扰动噪音，确保仿生结构的降噪效果稳定落地。