基于不等扬程的离心式长轴泵的优化设计与试验-农业工程学报.PDF

第 31 卷 第 5 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.5 38 2015 年 3 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2015 基于不等扬程的离心式长轴泵的优化设计与试验 1,2 1 1 1 1 朱荣生 ，贺 博 ，付 强 ，王秀礼 ，张亮亮 （1. 江苏大学流体机械工程技术研究中心， 镇江 212013 ； 2. 江苏国泉泵业制造有限公司， 镇江 212009 ） 摘 要：为使离心式长轴泵能够在不同工况下高效运行，该文以 500GJC-32.3×3 型离心式长轴泵为例，对其进行优化， 首先根据传统方法估算离心式长轴泵叶轮参数，通过正交方法对离心式长轴泵叶轮进行优化设计，对正交试验结果进行 极差分析，得到了叶轮几何参数对离心式长轴泵扬程和效率影响的主次顺序。综合考虑各参数对离心式长轴泵性能的影 响，选取重要因素，基于不等扬程设计理论，采用控制变量法对叶轮进行多方案优化设计，对比不同方案计算结果可知： 基于不等扬程理论优化设计的叶轮具有较好的水力性能，选择合适的后盖板无穷叶片数理论扬程系数，可使叶轮水力性 能趋于最佳。对于该型离心式长轴泵，当后盖板无穷叶片数理论扬程系数取 1.1 时可获得较优的水力性能，对比较优方 案的试验与计算结果可知：二者变化趋势相同，扬程、效率、轴功率的最大误差分别为 4.02% 、5.58%、3.59%，在（0.8～ 1.2）倍设计流量工况下，扬程、效率、轴功率的误差小。同时由试验可知：该型离心式长轴泵在设计流量时扬程大于 97 m， 效率高于 82%，最高效率点出现在 1.1 倍设计工况附近为 83.22%，曲线具有较宽的高效区和无过载特性，能够满足设计 要求，在丰水期和枯水期均能高效稳定的运行，同时可降低电机的配套功率，减少一次成本投入。因此，该文的研究结 果对离心式长轴的优化设计有较好的参考价值。 关键词：泵；叶轮；数值分析；正交试验；优化设计；不等扬程；离心式长轴泵 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.05.006 中图分类号：TH311 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-05-0038-08 朱荣生，贺 博，付 强，等. 基于不等扬程的离心式长轴泵的优化设计与试验[J]. 农业工程学报，2015，31(5)：38 －45. Zhu Rongsheng, He Bo, Fu Qiang, et al. Optimal design and experiment of long axis centrifugal pump based on differ head[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(5): 38 －45. (in Chinese with English abstract) 载特性，在满足运行要求的情况下，可选择较小的电机， 0 引 言 以降低成本。 离心式长轴泵在农田排灌、城市排涝、防洪、污水 针对上述问题以及相关要求，对离心式长轴泵进行 处理等领域中起着十分重要的作用。由于目前大多数长 设计优化，该型离心式长轴泵采用多级结构，其水力部 轴泵高效区较窄，应用于恶劣环境时，其长期于非设计 件由进口喇叭管、多级