離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)與內(nèi)部流場(chǎng)分析.pdf

1、泵的應(yīng)用非常廣泛，是一種通用動(dòng)力機(jī)械，如應(yīng)用于采礦中坑道的排水、冶金冶煉爐中各種液體的輸送、農(nóng)業(yè)灌溉等各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)的離心泵主要存在效率低、性能不穩(wěn)定、抗汽蝕能力差、揚(yáng)程不達(dá)標(biāo)等方面的問(wèn)題。本文建立了效率、揚(yáng)程及汽蝕余量的數(shù)學(xué)模型，利用多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)離心泵葉輪的幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。并對(duì)優(yōu)化后的離心泵進(jìn)行三維建模及流場(chǎng)分析，最后對(duì)離心泵葉輪的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行研究，為優(yōu)化后的離心泵進(jìn)一步優(yōu)化提供參考。主要研究?jī)?nèi)容有:
　　1.分別對(duì)

2、離心泵葉輪的效率、揚(yáng)程、汽蝕余量以及駝峰曲線建立數(shù)學(xué)模型，將效率、揚(yáng)程、汽蝕余量數(shù)學(xué)模型組合成多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，確定了消除駝峰曲線的條件。
　　2.賦予各目標(biāo)函數(shù)相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，確定離心泵葉輪主要幾何參數(shù)的邊界條件，編寫好相關(guān)的遺傳算法程序。在MATALB中對(duì)程序進(jìn)行計(jì)算得葉輪最優(yōu)化幾何參數(shù)，對(duì)優(yōu)化后的離心泵和原離心泵數(shù)學(xué)模型進(jìn)行比較分析，得到性能優(yōu)秀離心泵的幾何參數(shù)。
　　3.運(yùn)用PRO/E軟件對(duì)離心泵葉輪和蝸殼流道分別

3、進(jìn)行三維建模。利用ANSYSICEM CFD軟件對(duì)離心泵葉輪和泵殼分別劃分非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，將葉輪和泵殼的流場(chǎng)網(wǎng)格進(jìn)行裝配并輸出為FLUENT可分析的文件。
　　4.確定離心泵的進(jìn)口邊界條件、出口邊界條件以及接觸面，采用RNGk-ε湍流模型。運(yùn)用FLUENT軟件對(duì)離心泵泵內(nèi)流場(chǎng)在不同工況下進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同工況下離心泵的內(nèi)流場(chǎng)速度、靜壓力和總壓力分布圖。
　　5.根據(jù)模擬結(jié)果預(yù)測(cè)了離心泵的性能曲線，并與離心泵優(yōu)化前后的計(jì)算結(jié)果