【摘要】：隨著國家對節(jié)能減排越來越重視,對于多級離心泵來說,其效率仍有提高的空間。導(dǎo)葉是多級泵中主要的過流部件之一,因此導(dǎo)葉的性能好壞很大程度上影響多級泵的性能。本文采用數(shù)值模擬計算和MATLAB優(yōu)化的方法探究了導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)參數(shù)對泵性能的影響。本文研究的主要內(nèi)容如下:(1)選取某多級離心泵的前兩級作為研究對象,采用PRO/E軟件分別對進出口、葉輪、導(dǎo)葉進行三維造型。通過ANSYS對該兩級離心泵進行多工況的定常數(shù)值模擬。模擬結(jié)果顯示導(dǎo)葉內(nèi)的損失主要發(fā)生在正導(dǎo)葉凸面、環(huán)流區(qū)以及反導(dǎo)葉的凸面處,損失的形式主要包括漩渦、碰撞以及環(huán)流。(2)采用數(shù)值模擬的方法,通過改變反導(dǎo)葉某一結(jié)構(gòu)參數(shù)固定其他參數(shù)來模擬該參數(shù)對泵導(dǎo)葉性能的影響。結(jié)果表明,在保證正、反導(dǎo)葉流道相互匹配的前提下,增大反導(dǎo)葉入口直徑有利于減小環(huán)流的損失,提高泵的水力性能。然后基于反導(dǎo)葉安放角控制方程和MATLAB數(shù)值計算推導(dǎo)出了反導(dǎo)葉半徑隨包角的變化關(guān)系�；诖岁P(guān)系,設(shè)計了三款不同反導(dǎo)葉包角的徑向?qū)~,進行數(shù)值模擬。結(jié)果發(fā)現(xiàn)增大包角有利于抑制流體在反導(dǎo)葉凸面處形成漩渦,在不考慮粗糙度的前提下較大的包角有利于提高泵的水力性能。(3)定性地探討了反導(dǎo)葉周向分布對導(dǎo)葉性能的影響。結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)闹芟蚍植加欣谝龑?dǎo)流體以較均勻的方式進入反導(dǎo)葉流道,減小導(dǎo)葉內(nèi)的損失。之后研究了反導(dǎo)葉出口與下級葉輪進口間的軸向距離對泵性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在設(shè)計工況附近,較大的軸向距離有利于提高下級葉輪進口的入流條件,但該優(yōu)點隨流量的變化衰減明顯。(4)在保持原有揚程以及汽蝕性能優(yōu)良的基礎(chǔ)上,應(yīng)用MTALAB遺傳算法工具箱,將葉輪與導(dǎo)葉當(dāng)做整體,對該整體進行多工況優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果用安德遜面積比原理進行驗證。結(jié)果表明,相比于優(yōu)化前,優(yōu)化后的結(jié)果位于面積比高效區(qū)內(nèi)。
【圖文】：

圖 1-1 水平中開式多級離心泵（左）和 節(jié)段式多級離心泵（右）Fig. 1-1 Horizontal open-type multi-stage centrifugal pump(left) and segmental multistagecentrifugal pump(right)水平中開式多級泵的泵殼由上下兩部分組成，上半部分可拆卸，內(nèi)部壓水室采用蝸殼結(jié)構(gòu)[2]。而節(jié)段式多級泵的是由每一級葉輪串聯(lián)而成，級與級之間采用導(dǎo)葉相連，僅在末端采用螺旋形壓水室。本文中采用的多級泵為節(jié)段式多級離心泵。多級泵的工作原理是在電動機的帶動下葉輪旋轉(zhuǎn)將液體從吸水室吸入葉輪，通過導(dǎo)葉繼而到達下個葉輪，如此反復(fù)，直到最后從蝸殼排出。由此可以看出有多個葉輪對液體做了功，所以多級泵可以在不改變流量的條件下提高泵的揚程。1.2.2 導(dǎo)葉概述導(dǎo)葉一般用于多級泵中的兩個相鄰葉輪之間，或泵出口處。與螺旋形壓水室工作原理相同，，導(dǎo)葉間的流道可以被看成葉輪外周多個小的螺旋形壓水室。按照結(jié)構(gòu)分，導(dǎo)葉可以分為徑向?qū)~、流道式導(dǎo)葉以及空間導(dǎo)葉。徑向?qū)~的流道由以下三部分組成：正導(dǎo)葉、環(huán)形空間以及反導(dǎo)葉。其中正、反導(dǎo)葉均起到壓水室的作用，即：降低速度并?

遺傳算法一般步驟
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH311

【參考文獻】

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本文編號：2708396