基于CFX正交试验的深井离心泵导叶的优化设计.pdf

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1、22FLUIDMACHINERYVo1．43，No．9，2015文章编号：1005—0329(2015)09—0022—04基于CFX正交试验的深井离心泵导叶的优化设计丛小青，周日。韩泳涛，袁丹青(江苏大学，江苏镇江212013)摘要：为提高深井离心泵的水力性能，针对100QJ16型深井泵，按照L。(3)正交表，选取空间导叶的进口冲角、包角、叶片出口安放角和叶片数等4个因素，每个因素取3个水平，设计出9个导叶模型，并分别与同一个叶轮装配。基于CFX软件，对两级模型泵进行了全流场数值模拟，获得9组方案在额定工况下的扬程和

2、效率。采用极差分析法分析了各几何参数对扬程和效率的影响规律以及影响空间导叶性能的主要因素和次要因素。空间导叶进口冲角和叶片包角对两级泵的扬程和效率的影响较大。将优化方案进行了样机试验，其效率达到了设计要求。关键词：空间导叶；深井离心泵；正交试验；数值模拟中图分类号：TH3文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．09．005OptimizationDesignofDeep—wellCentrifugalPumpbasedonCFXOrthogonalTestCONGXiao—qi

3、ng，ZHOURi，HANYong—tao，YUANDan—qing(JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Inordertoimprovetheperformanceofdeep—wellcentrifugalpump，selecteddeep·wellpump100QJ16asresearchobject，anL9(3)orthogonalexperimentwasperformedwithfourfactorsandthreevaluesincludin

4、gbladeincidenceangle，bladewrapangleofspaceguidevane，bladeoutletangle，etc．9differentguidevanesmodelweredesignedandwerecoupledwiththesameimpeller．BasedonCFX，thefolwfieldoftwo—stagemodelpumpwassimulated，theefficiencyandheadofoperatingpointfordesignwereobtained．Bywa

5、ysofvarianceanalysis，theeffectsofgeometricalparametersonheadandefficiencywerestudied，theprimaryandsecondaryfactorsofthedesignparameterswereanalyzed．Bladeincidenceangleandbladewrapanglehasagreaterimpactondeep—wellpumpperformance．Theoptimumprogramwasmanufacturedan

6、dtested，theefficiencywassignificantlyim·provedcomparewithsimilarproductsandnationalstandards．Keywords：spaceguidevane；deep·wellcentrifugalpump；orthogonaltest；numericalsimulation1引言时，不能轻视对导叶的设计。正交试验法是一种比较成熟的多因素多水平筛选法，在水泵的设计深井离心泵是提取地下水的主要设备，在农中广泛应用。袁寿其等用(2)正交表研究了业、

7、工厂、铁路和油田等领域应用广泛¨J。导叶叶轮几何参数及喉部面积对无过载泵性能的影是涡轮、压缩机、水泵等旋转机械的重要过流部响，并提出了一套无过载泵理论及设计方法；件“，主要作用是将从叶轮中流出的液体输送袁丹青等用正交试验法研究了各几何参数对无过到下一级叶轮进口或泵出口，并将高速液体的部载排污泵水力效率、最大轴功率值及其位置的影分动能转化为压能，同时消除液体的旋转速响规律；高雄发等应用正交试验方法，研究了度。导叶设计的好坏对离心泵性能有很大影影响旋流泵性能的主要因素和次要因素。响，有专家指出导叶的水力损失约占泵水力总损本

8、文采用正交试验对100QJ16型深井离心泵失的40％～50％。。。因此，在注重叶轮设计的同空间导叶进行优化设计，结合比较成熟的数值模收稿日期：2015—01—20修稿日期：2015—03—23基金项目：国家火炬计划产业化示范项目(2012GH0506932)24FLUIDMACHINERYVo1．43，No．9，2015表3不同网