低比转数离心泵的多目标优化设计

• 作者: 冒杰云 张金凤 王文杰 袁寿其 裴吉
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 泵 模型 算法 多目标优化 试验设计 数值模拟
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 页码范围: 46-52
• 页数: 7页
• 分类号: TH311
• 字数: 3868字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2015.05.007

摘要

为了提高IS50-32-160低比转数离心泵在设计工况下的扬程和效率，采用数值模拟、试验设计、近似模型和遗传算法相结合的优化方法，选取了泵叶轮的叶片出口宽度、叶片出口安放角和叶片包角3个参数作为设计变量，采用最优拉丁超立方试验设计方法进行20组方案设计，应用ANSYS CFX 14.5软件对各方案进行定常数值计算，得到设计工况下的效率和扬程，并将效率和扬程作为设计目标，根据Kriging近似模型建立了设计目标与设计变量之间的近似函数，采用遗传算法对近似函数进行求解，得到最优的叶轮参数组合。研究结果表明：原始方案的外特性数值模拟结果与试验结果吻合程度较好，设计工况下预测扬程偏差为3.3%；优化后的泵水力效率提高了4.18%，而且近似模型在预测性能的准确性高；通过对比原始方案和优化方案的内流场特性，优化方案内部流动得到改善，优化的叶轮的漩涡区域比原始方案的较小；优化使得效率在主频和次频下的脉动幅值分别下降了1.52和0.84，叶轮内的较大压力脉动强度区域减小，隔舌附近监测点在主频下的压力脉动系数幅值下降了0.02。非定常压力脉动强度降低，从而泵的运行稳定性提高。提出的优化设计方法对低比转数离心泵高效以及无过载特性的优化具有一定的参考意义。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	袁寿其	江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心	427	7550	41.0	59.0
2	张金凤	江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心	64	1244	21.0	32.0
3	裴吉	江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心	32	574	12.0	23.0
4	王文杰	江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心	18	209	8.0	14.0
5	冒杰云	江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心	7	107	7.0	7.0