基于析因试验的喷滴灌两用自吸泵设计.pdf

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1、第30卷第15期农业工程学报V_01_30NO．152014年8月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringAug．201493基于析因试验的喷滴灌两用自吸泵设计李红，杨兴标，李磊，陈超(江苏大学流体机械工程技术研究中心，镇江212013)摘要：为了使自吸泵能够同时满足喷灌系统在流量12m／h、扬程30m、滴灌系统在流量18m0／h、扬程20m时2个工况点的设计要求，该文采用试验设计(designofexperiment，DOE)~I]数值模拟相结合的方法，对

2、1台50ZB一30C自吸泵的叶轮进行多工况设计改进。重点分析了叶轮几何参数对泵扬程的影响规律，建立了不同工况点的扬程与叶轮主要几何参数之间的回归方程，并对该方程的参数进行赋值计算，得到满足设计要求的叶轮几何参数值。样机试验结果表明：安装了新叶轮的喷滴灌两用自吸泵在流量为12m／h时扬程达30_3m，流量为18m／h时扬程达21m，达到了设计要求。证明通过DOE方法能够建立数学模型来描述不同工况点的扬程与叶轮几何参数之间的关系。随着叶片包角的增大和叶片出口安放角的减小，扬程曲线会更加陡峭。研究为泵的多工况设计提供参考。关键词：泵；

3、叶轮；设计；多工况设计；试验设计；数值模拟；自吸泵doi：10．3969~．issn．1002—6819．2014．15．013中图分类号：TH317文献标志码：A文章编号：1o02—6819(20141—15-0093—05李红，杨兴标，李磊，等．基于析因试验的喷滴灌两用自吸泵设计[J]．农业工程学报，2014，30(15)：93—97．LiHong，YangXingbiao，LiLei，eta1．Designofsprinkler—dripdual—purposeself-primingpumpbasedondesignof

4、experiment[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(15)：93—97．(inChinesewithEnglishabstract)在设计过程中对于一些几何参数的选取过度依赖0引言设计者的经验。农用白吸泵作为一种重要的提水设备，在喷灌试验设计(designofexperiment，DOE)tH是系统和滴灌系统中得到广泛应用。在喷、滴灌两用一种安排试验和分析试验数据的数理统计方法，

5、已系统中，需要一种能兼作喷灌系统和滴灌系统。J被用于多目标的优化设计。采用DOE进行泵优化的泵，即在流量相差不大、扬程相差较大的2个工设计已有很多的应用，如Krueger等【l8J采用多目标况下都能满足高效运行。常用的离心泵设计方法【4J优化软件平台modeFR0lNTIER联立计算流体动力(速度系数法、相似换算法)只能对单个工况点进学(computationalfluiddynamics)、试验设计(design行设计，不能进行多工况、多目标设计J。目前针ofexperiment，DOE)、遗传算法(geneticalgori

6、thm)对泵的多工况设计方法很多，且这些方法在求解具体等技术开发出了泵叶轮自动优化程序。VanDen的问题中取得了一定的效果，也存在一些缺陷。如袁Braembussche[~9]介绍了DOE在涡轮机械优化设计寿其等【1UJ在核电站离心式上充泵的设计中采用了多系统中的应用。种水力模型结合的方法来调整泵在多个工况点的本文通过DOE方法，研究了泵叶轮几何参数性能。但对于单级泵的设计，这种方法就不具有可对扬程的影响规律，建立叶轮几何参数与2个设计行性。王凯等】基于全局优化算法和各项损失的要求下扬程的回归方程。根据影响规律，对回归方计算，

7、建立了一种多工况性能优化设计方法。但是程中的几何参数进行赋值计算，直到得到满足2个对于各项损失的计算是基于各种经验公式，因此计设计要求的扬程值。根据满足设计要求的几何参数算的结果与真实值有时误差较大。袁寿其等¨1应用进行叶轮的重新设计，并进行试验验证。加大流量设计法对离心泵叶轮进行多工况设计。但1试验设计设计原理1．1计划实施阶段收稿日期：2014．03—25修订日期：2014—06．30根据多工况设计目标，选择泵在多个工况点的基金项目：国家高新技术研究发展(863计划)项目(2011AA100506)：国家自然科学基金项目(5

8、1279068)效率、扬程、轴功率等指标作为DOE的设计要求；作者简介：李红(1967一)，女，江苏兴化人，博士，博士生导师，选择叶轮水力几何参数作为DOE的白变量因子，主要从事离心泵及灌溉设备的研发工作。镇江江苏大学流体机械工程设置自变量因子的水平。技术研究中