基于CFD的离心泵优化设计与试验

• 作者: 宋启策 杨军虎 盛建萍 赵伟国
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 离心泵 优化 算法 叶轮 效率 参数化 神经网络
• 年，卷（期）: 2015,（21）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 125-131
• 页数: 7页
• 分类号: TH311
• 字数: 5688字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.21.016

摘要

为了提高离心泵的效率，以叶轮效率最大为优化目标进行优化设计。对叶轮进行参数化设计，以实现叶轮几何形状的自动控制以及为优化计算提供优化变量。选择控制叶片积叠线周向定位的2个参数作为优化变量，以?3°～3°作为优化变量的约束范围。利用人工神经网络的学习功能，建立了目标函数与优化变量之间的映射关系。采用遗传算法寻找目标函数的最优值，得到优化变量约束范围内的最优叶轮模型。数值计算结果表明：在设计流量点1200 m3/h时，优化后叶轮的效率较优化前提高了4.02个百分点，离心泵的效率提高了4.41个百分点，扬程提升了2.63 m。针对非设计工况点性能改善不明显这一问题，对原始蜗壳进行重新设计并与优化叶轮组合进行数值计算。在设计工况点效率提高了1.59%，在1.2倍设计工况点处效率提升了9.93%，在1.4倍设计工况点处效率提升了8.83%；较原始叶轮与原始蜗壳的组合，在设计工况点泵的效率提高了6%，在1.2倍设计工况点点效率提高了9.2%，在1.4倍设计工况点点效率提高了8.59%。优化拓宽了水泵运行的高效区，增强了泵的运行稳定性，离心泵的性能得到了优化，叶轮与蜗壳之间的匹配更合理。该研究对离心泵的优化设计提供了参考。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨军虎	兰州理工大学能源与动力工程学院	117	1304	20.0	28.0
3	赵伟国	兰州理工大学能源与动力工程学院	41	402	13.0	19.0
9	宋启策	兰州理工大学能源与动力工程学院	8	76	4.0	8.0
10	盛建萍	兰州理工大学能源与动力工程学院	4	68	4.0	4.0