基于离心泵参数优化设计及分析

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1、基于离心泵参数优化设计及分析摘要:为了解决离心泵扬程短、功率小的问题，文章对离心泵的参数进行了优化分析，其中包括：离心叶轮CAD参数优化设计、内流参数优化设计以及响应曲面参数优化设计。优化设计为得到高性能运行稳定的离心泵研发提供了保证，也将会创造不可估计的社会效益和经济效益。关键词：离心泵；优化设计；水断面；流体半径引言原有离心泵在设计结构上存有一定的缺陷因素，无论是在扬程方面还是在电机运行功率方面都难以达到实际要求。而现有模式中通过对离心泵参数的优化设计，不但解决了扬程短、功率小的缺陷，而且在离心泵叶轮设计结构上也有了一定的突破，提高了设备的运行效率。1离心泵

2、叶片设计优化近年来，国内针对离心泵叶片设计的研宄有了一定的突破，其中针对叶片安放角、叶片数量以及叶片出口宽度等进行了优化设计分析，叶片安放角指的是基于离心泵参数优化设计及分析摘要:为了解决离心泵扬程短、功率小的问题，文章对离心泵的参数进行了优化分析，其中包括：离心叶轮CAD参数优化设计、内流参数优化设计以及响应曲面参数优化设计。优化设计为得到高性能运行稳定的离心泵研发提供了保证，也将会创造不可估计的社会效益和经济效益。关键词：离心泵；优化设计；水断面；流体半径引言原有离心泵在设计结构上存有一定的缺陷因素，无论是在扬程方面还是在电机运行功率方面都难以达到实际要求。

3、而现有模式中通过对离心泵参数的优化设计，不但解决了扬程短、功率小的缺陷，而且在离心泵叶轮设计结构上也有了一定的突破，提高了设备的运行效率。1离心泵叶片设计优化近年来，国内针对离心泵叶片设计的研宄有了一定的突破，其中针对叶片安放角、叶片数量以及叶片出口宽度等进行了优化设计分析，叶片安放角指的是基于离心泵参数优化设计及分析摘要:为了解决离心泵扬程短、功率小的问题，文章对离心泵的参数进行了优化分析，其中包括：离心叶轮CAD参数优化设计、内流参数优化设计以及响应曲面参数优化设计。优化设计为得到高性能运行稳定的离心泵研发提供了保证，也将会创造不可估计的社会效益和经济效益。

4、关键词：离心泵；优化设计；水断面；流体半径引言原有离心泵在设计结构上存有一定的缺陷因素，无论是在扬程方面还是在电机运行功率方面都难以达到实际要求。而现有模式中通过对离心泵参数的优化设计，不但解决了扬程短、功率小的缺陷，而且在离心泵叶轮设计结构上也有了一定的突破，提高了设备的运行效率。1离心泵叶片设计优化近年来，国内针对离心泵叶片设计的研宄有了一定的突破，其中针对叶片安放角、叶片数量以及叶片出口宽度等进行了优化设计分析，叶片安放角指的是叶轮叶片进口与出口之间的夹角，若出口与进口的夹ZN越大，运行时产生的流体压强便越大；设计优化过程中对叶片安放角采用极限最大值算法，

5、数值取无穷大时，该极限值会趋于0;取0时，该极限值会趋于无穷大；取定某一值时，便会趋于一个特定的数值，该数值便为叶片安放角的角度，即。叶片数的优化设计需要根据叶轮的半径进行制定假设在模拟过程中，设定叶轮半径维数变量为n，则在优化设计过程中需要进行2n次的流场计算，才能得到较为合理的叶数值。针对叶片出口宽度方面的优化设计，叶片宽度根据叶片包角和叶片数量进行选定，设定叶片的包角为&、比转数为ns、z为叶片数，一般包角&的取值在90-120比转数固定，根据参数代换便可求出叶片出口宽度。这种方案在现如今离心泵优化设计中较为普遍，并取得了较好的试验成果。2离心泵参数优化设

6、计2.1离心叶轮CAD参数优化设计离心叶轮CAD设计采用的是三维模式，但是由于传统设定的设计参数较为复杂，所以给叶轮流动结构的设计加大了难度。如图1所示，在叶轮流体半径设计中，通过改变外侧半径Rc以及流道中线的长度增大离心叶轮过水断面的面积F，但是随着长度L的增加，该面积便会趋于一定峰值。因此，在现有技术中一般通过改变叶轮前后的轴面曲线实现流道中线长度参数的变化，以此控制过水断面的面积。作者对前后轴面制定了参数方程，其中i为轴面流线的曲率，曲率越小叶轮轴体运行的压强便越大。n为离心叶轮控制曲线的阶数，f为离心泵曲面向径、u为离心叶轮动态参数。在对动态方程进行求解

7、时，在求解过程中需要对动态方程进行导数进行分析，查看曲线的变化规律。求出一、二次变化方程为：Gm(m)m=O=n(ml-mO)，Gum(u)u=O=n(n-1)(m0-2ml+m2),得出一阶结果为Cl和C2，二阶结果Q1和Q2。在分析CAD变化曲线时，(0，Q1)为上升阶段，(Ql,Q2)为下降阶段，(Q2,+-)为上升阶段，便可得知在(0,Q1)与(Ql,Q2)曲线变化时，C1为曲线的最大值。(Ql，Q2)与(Q2，+oo)曲线变化时，C2为曲线的最小值。2.2离心泵内流参数优化设计该优化设计类型运用了流体力学的优化设计类型，涡壳内流道处于截面内部，具体分布

8、如图2所示，在优化内流参