基于正交试验及CFD的多级离心泵叶轮优化设计

作     者：王伟 施卫东 蒋小平 冯琦 陆伟刚 张德胜 WANG Wei;SHI Weidong;JIANG Xiaoping;FENG Qi;LU Weigang;ZHANG Desheng

作者机构：江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51279069) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20141302) 江苏高校优势学科建设工程项目 现代农业装备与技术教育部重点实验室开放基金资助项目(NZ201305) 

出 版 物：《排灌机械工程学报》 (Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering)

年 卷 期：2016年第34卷第3期

页      码：191-197页

摘      要：以某一典型悬臂式多级离心泵为研究对象,在原模型的基础上,对叶轮进行优化设计以提高水泵的水力性能.选择叶片出口宽度、叶轮出口直径、叶片数、叶片出口角等4个参数为因素,每个因素取3个水平,基于正交试验和数值计算对叶轮进行优化,应用计算流体动力学软件CFX14.5对多级离心泵内三维定常流动进行数值计算.结果表明:不同工况下,多级离心泵原模型的外特性试验与数值计算结果相吻合,证明了数值预测水泵性能的正确性和可靠性.按照L9(34)正交表,计算9组叶轮设计方案的额定工况时的扬程和效率,利用极差分析研究几何参数对水泵性能的影响,最终得到优化模型.通过优化模型与原模型的数值计算结果对比,证明其扬程、效率性能得到提高,并从内部流动分析提高的原因,即泵体内部无旋涡和回流,静压梯度大,流动损失小,使得泵水力性能得到提升.

主 题 词：悬臂式多级离心泵 叶轮 优化设计 正交试验 数值模拟 

学科分类：082802[082802] 080704[080704] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 09[农学] 0807[工学-电子信息类] 0815[工学-矿业类] 0903[农学-动物生产类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-8530.15.0035

馆 藏 号：203188474...