低比轉速離心泵具有流量小，揚程高等特點，在石油、化工等多個領域有著廣泛的應用。離心泵葉輪作為能量轉換的關鍵過流部件，對其進行優(yōu)化設計具有重要的節(jié)能降耗的意義。本文結合低比轉速離心泵的結構特點，針對離心葉輪的主葉片和分流葉片，以效率為目標，選擇分流葉片的起始直徑和周向位置、葉輪葉片出口偏置程度作為控制參數(shù)，并在原型泵基礎上設定優(yōu)化范圍，結合遺傳算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行優(yōu)化設計，獲得最優(yōu)葉輪模型。并對優(yōu)化前后葉輪的離心泵進行數(shù)值模擬，對比分析泵內流場和性能，并通過外特性實驗對性能進行驗證分析。 (1)利用UG三維建模軟件對模型泵主要過流部件進行實體造型，包括誘導輪、具有分流葉片的離心葉輪和蝸殼。利用NUMECA軟件，采用六面體結構化網(wǎng)格對過流部件進行網(wǎng)格劃分； (2)將葉輪原始幾何進行參數(shù)化擬合，以效率為目標，提出兩種優(yōu)化方案，方案一以分流葉片起始直徑D2為優(yōu)化變量，方案二以分流葉片周向位置θ、葉片(主葉片和分流葉片)出口偏置程度H兩個參數(shù)作為優(yōu)化變量，對離心泵葉輪進行優(yōu)化設計；獲得兩種優(yōu)化方案下的葉輪優(yōu)化幾何模型； (3)基于雷諾時均Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型，對優(yōu)化前后葉輪離心泵(共3組)進行整機定常數(shù)值模擬，對比優(yōu)化前后泵內流場的變化，總結分析優(yōu)化后離心泵性能提高的原因； (4)將優(yōu)化前后的離心泵(2組)進行實驗研究，獲得泵的外特性曲線，驗證數(shù)值模擬方法的準確性和優(yōu)化的可靠性。
【學位單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TH311
【部分圖文】：

葉輪和蝸殼流道三維造型

過流部件三維造型

(a) 幾何曲面數(shù) (b) 空間離散坐標點圖 2.3 葉輪葉片離散坐標與幾何曲面esign3D 中的 AUTOBLADE 模塊對原始幾何葉輪進行參理階段非常重要的一環(huán)，對參數(shù)化造型方式的選擇將決
【參考文獻】

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1 劉亮;葉輪出口參數(shù)對離心泵性能的影響[J];長沙電力學院學報(自然科學版);1995年04期

2 林汝長,瞿倫富,陳乃祥,曹樹良;混流式水輪機轉輪二元理論設計中葉片微分方程的數(shù)值積分[J];大電機技術;1988年04期

3 葛宰林;呂斌;于馨;;基于速度系數(shù)法的離心泵葉輪優(yōu)化設計[J];大連鐵道學院學報;2006年03期

4 寧方飛,徐力平;Spalart—Allmaras湍流模型在內流流場數(shù)值模擬中的應用[J];工程熱物理學報;2001年03期

5 敏政;朱登魁;戴雪兵;馬薇;張忠華;;基于速度系數(shù)法和型線方程相結合的螺旋離心泵葉輪設計方法[J];蘭州理工大學學報;2012年04期

6 劉成勝,李仁年;螺旋離心泵的外特性試驗與流場數(shù)值分析[J];火箭推進;2005年05期

7 ;PIV measurement on internal instantaneous flows of a centrifugal pump[J];Science China Technological Sciences;2011年02期

8 陳松山;周正富;何鐘寧;聞建龍;羅惕乾;;離心泵偏置短葉片葉輪內部流動的粒子圖像速度測量[J];機械工程學報;2008年01期

9 李海鋒,吳玉林,趙志妹;利用三維紊流數(shù)值模擬進行離心葉輪設計比較[J];流體機械;2001年09期

10 徐偉幸;袁壽其;;低比速離心泵葉輪優(yōu)化設計進展[J];流體機械;2006年02期

本文編號：2883510