大型箱涵式泵装置优化设计与试验

• 作者: 刘雪芹 宋希杰 张文鹏 汤方平 石丽建 谢荣盛
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 工学
• 关键词: 箱涵式泵装置 优化设计 数值计算 试验
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 农业装备与机械化工程
• 页码范围: 96-103
• 分类号: TH312
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2017.01.013

摘要

为了研究箱涵式泵装置进、出水流道的水力性能,采用了基于CFD数值模拟计算和模型试验的DOE正交设计试验方法.对进、出水流道进行三维参数化建模,以进水流道出口断面速度均匀度和水力损失为目标函数,针对进水喇叭管、导水锥和出水喇叭管、出水导流墩控制尺寸进行五因素四水平的正交试验设计.通过CFD数值模拟手段,针对设计流量工况点,分别对进水流道和出水流道各16个设计方案进行数值模拟计算,分析不同控制尺寸对进、出水流道水力性能的影响.最后通过模型试验对优化方案数值计算结果进行可靠性验证.数值模拟和试验结果表明,通过DOE正交设计方法进行进水流道优化设计,可以得到各控制参数对进水流道水力损失和出口断面均匀度的主次影响,进水流道最大水力损失达到8.56 cm,最小水力损失为3.91 cm,优化方案水力损失为3.65 cm,出口速度均匀度达到93.07％,较初始方案水力损失降低了1.31 cm,出口速度均匀度提高了1.17个百分点;出水流道最大水力损失为46.07 cm,最优组合出水流道水力损失为32.53 cm,较原始方案水力损失减小了7.96 cm.根据泵装置全特性曲线可知,该泵装置出水流道水力损失在设计工况下最小,最高运行效率达到70.04％,最高运行扬程为4.0 m,在设计扬程1.36 m时,效率为66.82％,对应流量为34.31 m3/s.模型试验最高运行效率达到71.5％,在设计扬程1.36 m时,试验运行效率在64％左右,与数值模拟结果吻合较好.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	汤方平	扬州大学水利与能源动力工程学院	140	1826	26.0	34.0
2	刘雪芹		15	26	4.0	5.0
3	谢荣盛	扬州大学水利与能源动力工程学院	19	197	10.0	13.0
4	石丽建	扬州大学水利与能源动力工程学院	31	206	10.0	13.0
5	宋希杰	扬州大学水利与能源动力工程学院	9	39	4.0	6.0
6	张文鹏	扬州大学水利与能源动力工程学院	10	42	4.0	5.0