基于响应面法的双流道泵多目标优化设计研究

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1、基于响应面法的双流道泵多目标优化设计研究VI江苏大学硕士学位论文目录第一章绪论—————一11．1研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“11．2双流道泵的研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一21．3优化方法的研究进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一41．4研究内容及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”5第二章双流道泵的水力设计——～————72．1叶轮的水力设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一72．2蜗壳的水力设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”92．3水力设计结

2、果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯112．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12第三章叶轮流道结构对双流道泵性能的影响————133．1叶轮流道结构的类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯133．2计算区域及网格划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143．3边界条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯153．4计算结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯163．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19第四章隔舌间隙对双流道泵内流场及外特性的影响

3、——2l4．1隔舌间隙数的定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2l4．2计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯224．3对外特性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·234．4对内流场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯244．5对隔舌区压力脉动的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．6对径向力的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·424．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45第五章基于响应面法的双流道泵多目标优化设计——一465．1响应面法

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．2响应面分析的试验设计方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯485．3优化目标函数的设定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50Ⅵ1基于响应面法的双流道泵多目标优化设计研究第六章总结与展望786．1研究总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯786．2工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯79参考文献攻读硕士期间发表的论文及专利ⅥII钉卯酪％～一～

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32、～一～选析证

33、～筛分验一的化及一数优果结参面结小构应化章结响优本4567叉i爻江苏大学硕上学位论文1．1研究背景第一章绪论随着国家经济的快速发展，环境污染日益严重，国内外对环境保护问题愈发重视，对环境质量的要求越来越严格。国家出台了一系列环境保护政策及节能减排的要求，促使污水处理行业得到了迅速的发展。‘L卜二五”期间，国家针对环境卫生保护、饮水安全、城镇污水处理工程建设以及水利水电工程等领域投资将超过40000亿元，这给污水处理及相关行业带来无限机遇【1‘3】。双流道泵(见图1．1)是一种叶轮形式特殊的离心式污水泵，其叶轮结构对称、运行平稳且无堵塞性能好，可用于抽送生活污水、

34、工业废水及含固体颗粒和纤维物的液体等，广泛应用于市政、轻工、化工、建筑、矿山和冶金等行业【4割。鉴于双流道泵叶轮结构特殊、内部流动复杂且研发历史较短，已成为近年来国内外热门研究的前沿和重点研发的新产品。98、7lO61．悬架支撑部件2．后泵盖3．泵体4．前泵盖5．口环6．叶轮7．转速扭矩测量仪8．联轴器9．电机lO．底座图1．1双流道泵的系统简图Fig．1．1Systemdiagramofdouble-channelpump由于双流道泵用在抽送污水、污物的环境，不仅需要高效率，还需流道通畅。目前双流道泵的水力设计均是基于半经验、半理论的方法设计，通常得到泵效率低

35、、能耗大、存在严重的振动与噪声及使用寿命短等问剧¨21。据统计，与普通基于响应面法的双流道泵多目标优化设计研究叶片式离心泵相比，双流道泵的效率一般低3％～8％【13】，因此，改善双流道泵的性能，对其进行多目标优化设计，已成为进一步研究和发展双流道泵的必不可少的研究内容。1．2双流道泵的研究现状双流道泵诞生于20世纪50年代。1956年，瑞典的Sterbery-Flygt公司开始生产潜水排污泵，这大大降低了污水泵站的成本，使其在建筑、地铁、矿山、岩洞和隧道等工程领域得到广泛应用。20世纪60年代末，美国、德国和日本等也陆续生产潜水排污泵。目前，瑞典及日本生产的潜水

36、排污泵已经标准化、系统化