多級井用潛水泵的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、井用潛水泵是提取地下水的重要設(shè)備,在農(nóng)村、工廠、礦山、自來水公司、地?zé)衢_發(fā)和油田等地或領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。針對潛水泵中最重要的兩個過流部件—葉輪和導(dǎo)葉進行優(yōu)化設(shè)計對潛水泵的節(jié)能降耗有重要意義。本文針對采用后傾式葉輪和空間導(dǎo)葉的潛水泵模型,以效率為目標(biāo)函數(shù),引進諸如遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進的優(yōu)化設(shè)計算法進行優(yōu)化設(shè)計,在以葉輪和導(dǎo)葉的進出口角作為控制參數(shù)并在原模型基礎(chǔ)上增加±20°作為優(yōu)化范圍的前提下提出最優(yōu)葉輪模型,并對優(yōu)化前后的潛水

2、泵進行數(shù)值模擬和性能預(yù)測。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹了本文中進行數(shù)值計算和優(yōu)化設(shè)計所采取的方法,利用Pro/E三維造型軟件對過流部件:后傾式葉輪和空間導(dǎo)葉進行了建模。利用NUMECA軟件中的AutoGrid5模塊,采用全六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進行了網(wǎng)格劃分,采用雷諾時均Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型,對原模型泵的外特性進行了預(yù)測;
　　 (2)對采用后傾斜式葉輪和空間導(dǎo)葉的井用潛

3、水泵在轉(zhuǎn)速為2850r/min進行了實驗研究,得到了原型井用潛水泵的流量揚程Q-H曲線以及流量效率Q-η曲線,并和數(shù)值模擬結(jié)果進行了對比分析。
　　 (3)對后傾式葉輪和空間導(dǎo)葉進行了參數(shù)化造型,以后傾式葉輪進口角β1、出口角β2和空間導(dǎo)葉進口角β3、出口角β4四個參數(shù)為優(yōu)化變量,采用基于近似函數(shù)技術(shù)的優(yōu)化策略,以效率為優(yōu)化目標(biāo)進行了優(yōu)化設(shè)計研究;
　　 (4)對優(yōu)化前后潛水泵的內(nèi)部流動特性及外特性進行了對比分析,驗證了