為了提高低比轉(zhuǎn)速離心泵的水力效率和揚(yáng)程,選取比轉(zhuǎn)速為30的某一低比轉(zhuǎn)速離心泵為研究對(duì)象,以離心泵的揚(yáng)程和水力效率最大值作為優(yōu)化目標(biāo),采用離心泵基本方程與Plackeet-Burman試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行參數(shù)篩選,最終選取離心泵葉輪的葉片出口安放角、葉片包角和葉片出口寬度作為優(yōu)化變量.在優(yōu)化過(guò)程中,采用最優(yōu)拉丁超立方設(shè)計(jì)方法安排了30組試驗(yàn),利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型擬合出優(yōu)化目標(biāo)與變量之間的近似模型,并運(yùn)用基于NSGA-Ⅱ遺傳算法進(jìn)行多目標(biāo)尋優(yōu).優(yōu)化結(jié)果表明:優(yōu)化后的葉輪揚(yáng)程基本沒(méi)有變化,水力效率提高了5.82%,消除了流量-揚(yáng)程曲線的駝峰現(xiàn)象,使離心泵的運(yùn)行更加穩(wěn)定;優(yōu)化后葉輪流道內(nèi)的壓力梯度減小,漩渦的發(fā)生區(qū)域及大小也有不同程度的改善;葉輪流道內(nèi)湍流區(qū)域分布均勻,葉片做功能力增強(qiáng),水力效率得到提高.

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1模型泵三維造型

本文選取的模型為單級(jí)單吸旋臂式低比轉(zhuǎn)速離心泵，其設(shè)計(jì)參數(shù)為：設(shè)計(jì)流量qV=8.6m3/h，揚(yáng)程H=4.0m，轉(zhuǎn)速n=500r/min，比轉(zhuǎn)速ns=30．葉輪和蝸殼的主要幾何參數(shù)為：葉輪進(jìn)口直徑Dj=80mm，葉輪出口直徑D2=310mm，葉片進(jìn)口安放角β1=32°，葉片出口安放角....

圖2模型泵網(wǎng)格劃分

采用ICEM軟件對(duì)計(jì)算域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，因?yàn)槿~輪為離心泵內(nèi)最重要的過(guò)流部件，因此對(duì)其采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，如圖2a所示．對(duì)進(jìn)出口段和蝸殼進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，并且對(duì)交界面的網(wǎng)格進(jìn)行局部加密，確保其尺寸一致，提高數(shù)值傳遞的精度，計(jì)算域整體網(wǎng)格如圖2b所示．網(wǎng)格的數(shù)目會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的精度，但....

圖3網(wǎng)格方案計(jì)算結(jié)果

網(wǎng)格的數(shù)目會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的精度，但是網(wǎng)格數(shù)目過(guò)多則會(huì)浪費(fèi)計(jì)算資源和時(shí)間，因此有必要對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行無(wú)關(guān)性分析．本文選取了5種網(wǎng)格數(shù)目，見(jiàn)表1，利用Fluent軟件進(jìn)行計(jì)算，以揚(yáng)程和水力效率作為比較值，其結(jié)果如圖3所示．通過(guò)比較圖3發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)格3～5的揚(yáng)程及水力效率值相差不大，網(wǎng)格3已經(jīng)可....

圖4模型泵試驗(yàn)裝置

為了驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算結(jié)果的可靠性，試驗(yàn)測(cè)試了0.2～1.6倍工況下模型泵的外特性．試驗(yàn)在甘肅省流體重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室閉式性能試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，其試驗(yàn)裝置如圖4所示．采用LDCK型電磁流量計(jì)測(cè)量流量，測(cè)量精度為±0.5%,3351DP7E型差壓變送器測(cè)量揚(yáng)程，測(cè)量精度為±0.25%，選用NJ1型轉(zhuǎn)....

本文編號(hào)：3972335