低比速離心泵葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)展

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1、2006年第34卷第2期　　　　　　　　　　流　體　機(jī)　械　　　　　　　　　　　　　　　　39文章編號:1005—0329(2006)02—0039—03技術(shù)進(jìn)展低比速離心泵葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)展徐偉幸,袁壽其(江蘇大學(xué),江蘇鎮(zhèn)江212013)摘　要:介紹了低比速離心泵葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要方法和模型,分析其優(yōu)缺點(diǎn),并著重介紹了葉輪多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)、遺傳算法及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新的優(yōu)化技術(shù)在葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,指出了低比速離心泵葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞:低比速;離心泵;葉輪;優(yōu)化設(shè)計(jì)中圖分類號:TH311文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

2、AdvancesinOptimalDesignofLowSpecificSpeedCentrifugalPumpImpellersXUWei2xing,YUANShou2qi(JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,China)Abstract:Themainoptimalmethodsandmodelsoflowspecificspeedcentrifugalpumpimpellerswerepresentedandevaluatestheirmeritsandfaults.T

3、hen,theapplicationsofmultipleobjectivefunctionoptimaldesign,geneticalgorithmandneuralnetworkwereintro2duced.Atthesametime,thedevelopmenttrendwaspointedout.Keywords:lowspecificspeed;centrifugalpump;impeller;optimaldesign1　前言2　優(yōu)化設(shè)計(jì)方法低比速離心泵一般是指比轉(zhuǎn)速ns=30～80r/對于

4、低比速離心泵,目前主要有以下4種優(yōu)min的離心泵,它與中、高比速離心泵相比,具有化設(shè)計(jì)方法:速度系數(shù)法優(yōu)化設(shè)計(jì)、損失極值法優(yōu)流量小、揚(yáng)程高的特點(diǎn),由此而導(dǎo)致其葉片出口寬化設(shè)計(jì)、準(zhǔn)則篩選法優(yōu)化設(shè)計(jì)及基于流場研究的[1～4]度較小、葉輪外徑較大、軸面流道窄而長。由于葉優(yōu)化設(shè)計(jì)。輪的圓盤摩擦損失約與葉輪直徑的5次方成正211　速度系數(shù)法優(yōu)化設(shè)計(jì)比,因此較大的圓盤直徑造成了過大的機(jī)械損失,速度系數(shù)法實(shí)際上是一種建立在對大量優(yōu)秀致使這類泵的效率普遍較低。同時(shí),低比速泵的水力模型統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的相似換算法,其優(yōu)化設(shè)計(jì)輸入功

5、率隨流量增大而快速上升,最大軸功率與也就是對已有的水力模型和速度系數(shù)進(jìn)行修正、設(shè)計(jì)點(diǎn)功率之比可達(dá)1.6以上,遠(yuǎn)大于一般離心完善。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為人們建立優(yōu)秀泵的相應(yīng)值,使其容易過載,燒毀電動(dòng)機(jī)。目前,的水力模型庫、隨時(shí)吸收先進(jìn)模型以及及時(shí)優(yōu)化為有效提高低比速離心泵的效率和可靠性,通常各種系數(shù)提供了便利條件。該方法相對成熟、快采用加大流量設(shè)計(jì)法、無過載設(shè)計(jì)法、短葉片偏置捷實(shí)用,但受到現(xiàn)有模型和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的限制,很難[1]設(shè)計(jì)法和面積比設(shè)計(jì)法等。本文對低比速離心取得突破性進(jìn)展。泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、模型作

6、簡要分析,并指出212　損失極值法優(yōu)化設(shè)計(jì)其發(fā)展趨勢?！　∪绾翁岣弑玫男?一直是水泵研究者們的收稿日期:2005—06—06?1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net40FLUIDMACHINERYVol134,No12,2006重要課題,而效率與損失是密切相關(guān)的,它們緊密由損失極值法可知,最高效率對應(yīng)著最小損聯(lián)系,相互對立,最高效率對應(yīng)著最小損失。因失,為了提高

7、泵的效率,理論上應(yīng)使泵的水力損此,損失極值法優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本思路就是建立各失、機(jī)械損失和容積損失三者之和最小,但由于影種損失Δhi與泵的幾何形狀xj之間的關(guān)系,即:響泵效率的因素比較復(fù)雜,目前尚未能準(zhǔn)確建立Δhi=f(x1,x2,?,xj?,xn)泵的總功率損失與葉輪參數(shù)之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式。(i=1,2,?,m;j=1,2,?,n)而容積損失所占總損失的比例較小,填料函與軸離心泵的總損失為:承的機(jī)械損失和葉輪水力損失基本保持不變,因mm此葉輪圓盤摩擦損失與壓水室內(nèi)的水力損失之和∑Δhi=∑fi(x1,x2,?,

8、xj?,xn)是影響葉輪效率的主要因素[5～8]。i=1i=1這種優(yōu)化方法是在保證設(shè)計(jì)工況點(diǎn)要求的揚(yáng)(1)優(yōu)化模型一———減小葉輪圓盤摩擦損失程和流量條件下,通過各幾何參數(shù)x1,x2,?,xn因?yàn)榈捅人匐x心泵效率較低的主要原因是圓的不同組合,使泵的總損失為最小值,從而取得最盤摩擦損失過大,又因圓盤摩擦損失與葉輪直徑佳的性能指標(biāo)。該方法以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論為基的5次方成正比,所以要使圓盤摩擦損失最小就礎(chǔ),只需求出各損失