轴流泵多工况优化设计及效果分析-IngentaConnect.PDF

第 32 卷 第 8 期 农 业 工 程 学 报 Vol.32 No.8 2016 年 4 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2016 63 轴流泵多工况优化设计及效果分析 1 1※ 1 1 1 2 石丽建 ，汤方平 ，刘 超 ，谢荣盛 ，谢传流 ，孙丹丹 （1. 扬州大学水利与能源动力工程学院，扬州 225100 ； 2. 徐州市水利建筑设计研究院，徐州 221000 ） 摘 要：为了提高轴流泵非设计工况的运行效率，拓宽轴流泵高效区范围，对轴流泵进行多工况优化设计。结合轴流泵 段的模型试验，采用数值模拟手段和数值优化技术，改变叶轮的几何设计参数。对轴流泵叶片进行参数化建模，再对轴 流泵叶轮结果进行泵段数值模拟。最后以轴流泵段 3 个流量工况点的加权平均效率最高，扬程为约束条件，改变轴流泵 叶轮的设计参数，对轴流泵段进行多工况优化设计。研究结果表明：优化后轴流泵段效率曲线较初始泵段明显变宽，其 中小流量工况点效率提高约 2.6% ，设计工况点效率提高约 0.5%，大流量工况点效率提高最多，约 7.4%，而对于扬程变 化范围较小，各工况点扬程均能满足运行要求，大大降低了运行成本，缩短了优化设计的周期。同时采用 CFD 计算的学 科分析方式，结合试验研究的手段取代人工凭经验的优化方式，证实了轴流泵段多工况优化设计的可靠性、高效性。该 研究将为泵站的高效运行和轴流泵的多工况优化设计提供参考。 关键词：泵；优化；计算机仿真；轴流泵段；多工况；试验分析 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.08.009 中图分类号：TH312 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2016)-08-0063-07 石丽建，汤方平，刘 超，谢荣盛，谢传流，孙丹丹. 轴流泵多工况优化设计及效果分析[J]. 农业工程学报，2016，32(8)： 63－69. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.08.009 Shi Lijian, Tang Fangping, Liu Chao, Xie Rongsheng, Xie Chuanliu, Sun Dandan. Optimization design and effect analysis of multi-operation conditions of axial-flow pump device[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(8): 63 －69. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.08.009 下运行，相反大部分时间处于非设计工况运行，运行费 0 引 言 用大大增加。在设计轴流泵时，不仅应考虑设计工况下 轴流泵叶轮叶片设计质量高低很大程度上决定着水 的高效率，同时也应满足在非设计工况下使用时的可靠 泵的性能。目前轴流泵叶片设计通常采用升力法、圆弧法 性。故对轴流泵叶片进行多工况优化设计，提高非