為了提高低比轉(zhuǎn)速離心泵的水力效率和揚程,選取比轉(zhuǎn)速為30的某一低比轉(zhuǎn)速離心泵為研究對象,以離心泵的揚程和水力效率最大值作為優(yōu)化目標,采用離心泵基本方程與Plackeet-Burman試驗相結(jié)合的方法進行參數(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)化過程中,采用最優(yōu)拉丁超立方設(shè)計方法安排了30組試驗,利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型擬合出優(yōu)化目標與變量之間的近似模型,并運用基于NSGA-Ⅱ遺傳算法進行多目標尋優(yōu).優(yōu)化結(jié)果表明:優(yōu)化后的葉輪揚程基本沒有變化,水力效率提高了5.82%,消除了流量-揚程曲線的駝峰現(xiàn)象,使離心泵的運行更加穩(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,水力效率得到提高.

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1模型泵三維造型

本文選取的模型為單級單吸旋臂式低比轉(zhuǎn)速離心泵，其設(shè)計參數(shù)為：設(shè)計流量qV=8.6m3/h，揚程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：葉輪進口直徑Dj=80mm，葉輪出口直徑D2=310mm，葉片進口安放角β1=32°，葉片出口安放角....

圖2模型泵網(wǎng)格劃分

采用ICEM軟件對計算域進行網(wǎng)格劃分，因為葉輪為離心泵內(nèi)最重要的過流部件，因此對其采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，如圖2a所示．對進出口段和蝸殼進行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，并且對交界面的網(wǎng)格進行局部加密，確保其尺寸一致，提高數(shù)值傳遞的精度，計算域整體網(wǎng)格如圖2b所示．網(wǎng)格的數(shù)目會影響計算結(jié)果的精度，但....

圖3網(wǎng)格方案計算結(jié)果

網(wǎng)格的數(shù)目會影響計算結(jié)果的精度，但是網(wǎng)格數(shù)目過多則會浪費計算資源和時間，因此有必要對網(wǎng)格進行無關(guān)性分析．本文選取了5種網(wǎng)格數(shù)目，見表1，利用Fluent軟件進行計算，以揚程和水力效率作為比較值，其結(jié)果如圖3所示．通過比較圖3發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)格3～5的揚程及水力效率值相差不大，網(wǎng)格3已經(jīng)可....

圖4模型泵試驗裝置

為了驗證數(shù)值計算結(jié)果的可靠性，試驗測試了0.2～1.6倍工況下模型泵的外特性．試驗在甘肅省流體重點實驗室閉式性能試驗臺上進行，其試驗裝置如圖4所示．采用LDCK型電磁流量計測量流量，測量精度為±0.5%,3351DP7E型差壓變送器測量揚程，測量精度為±0.25%，選用NJ1型轉(zhuǎn)....

本文編號：3972335