资源描述：
《离心泵叶轮流场数值模拟与优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、离心泵叶轮流场数值模拟与优化设计张涛1，林瑞全1，马巧丽1，2(1.福州大学电气工程与自动化学院，福州350108；2.福安电机工程研究院,福安355000)摘要：应用正交实验设计，针对影响复合叶轮离心泵性能的分流叶片直径比、周向偏置度、叶片包角、出水边厚度4个主要因素，制定一个4因素3水平的正交试验方案，研究各个因素水平对离心泵性能的影响.对叶轮进行数值模拟，通过对试验结果进行综合平衡分析和比较，得出了最优的参数组合．其最优参数组合不在原有设计方案中，根据分析结果对叶轮进行再设计，从而实现对叶轮的优化设计.关键词：复合式叶轮
2、正交试验优化设计中图分类号：TP391.99FlowFieldNumericalSimulationandOptimalDesignofCentrifugalPumpImpeller11,21ZHANGTao,LINRui-quan,MAQiao-li(1.ElectricalEngineeringandAutomationInstituteofFuzhouUniversity,FuzhouFujian350108,China;2.FuanElectricMachineEngineeringResearchInstitute,
3、Fuan355000,China)Abstract：Usingtheorthogonalexperimentaldesign,aimatsplitbladediameterratio，circumferentialoffsetting，wrappingangleofbladeandthicknessofbladeoutletedge,allofwhichaffectstheperformanceofcentrifugalpump.Orthogonalschemeoffourfactorsandthreelevelswasdes
4、igned,andtheinfluenceofgeometricalparametersonthecharacteristicswasstudied.Numericalsimulationontheimpeller,throughtestingtobalancecomprehensiveanalysisandcomparison,theoptimalcombinationofparametersobtained.Theoptimalparametercombinationisnotintheoriginaldesign,acc
5、ordingtoresultsoftheanalysisre-designtheimpeller,soastoachievetheimpelleroptimizationdesign.Keywords:compleximpeller;orthogonalexperiment;optimaldesign引言离心泵是和我们日常生活与生产关系紧密的一种水力机械.水泵的水力性能主要取决于叶轮.因此，进行叶轮内部的流场分析和研究对于提高离心泵的效率，改善离心泵性能具有特别重要的意义.目前超低比转速离心泵还没有成熟的设计方法，行业上通常采
6、用加大流量设计、面积比[1]原理、无过载设计等设计方法.随着计算机技术的飞速发展，叶轮机械的流动设计方法正从传统的一元流动设计方法发展成为二元或三元的设计方法.过去由实验手段获得的流体机[2]械性能参数与结果，现在可借助CFD的数值模拟手段来获得.数值模拟虽然尚不能完全替代试验，但可以很大程度上减少模型试验的次数和规模，为获得良好性能的水力模型提供一条省时省力的有利途径.对叶轮进行设计正交试验，应用CFD技术进行性能预测，分析不同结构几何参数对叶轮性能的影响，并根据流场分析结果，探寻其中的主次影响因素，设计性能优良的叶轮模型.
7、1泵基本参数与正交设计3设计工况点参数：流量Q=12.5m/h,H=32m,n=2900r/min,ns=48.7，η规定=53.5%.根据文献[3,4],设计原始叶轮相关参数为：直径20mm，出口宽度8mm,叶片数5片.[5][6]本文采用已经被大多数研究者证明了的长短叶片复合式叶轮.选取因素A分流叶片直径比、因素B周向偏置度、因素C叶片包角、因素D出水边厚度等参数作为此次试验的考察因素.为减少模拟次数，并在众多的因素中分清主次，以便通过对试验结果的计算、分析，找4出为达到优化方案.制定L9（3）的正交试验方案，因素水平表见
8、表1，模拟方案见表2.表1正交试验因素水平表Tab.1Factorleveloforthogonalexperiment因素水平ABCD10.550.585°2mm20.60.5590°3mm30.650.695°4mm表2试验方案Tab.2Experimentalschem
