[发明专利]一种轴流泵叶轮全工况设计方法

摘要

一种轴流泵叶轮全工况设计方法，包括以下步骤：（1）轴流泵叶轮参数化建模:选择轴流泵叶轮的k个翼型断面叶栅稠密度和翼型安放角值共计2k个设计参数；（2）全工况优化设计:第一，先确定该叶轮常规设计参数；接着对轴流泵叶轮设计工况进行数值计算，综合分析泵内各项损失，以总损失最小初步设计出设计工况下水力性能较优的一付轴流泵叶轮；第二，再针对该叶轮进行导叶、导水锥以及进出水流道的设计；第三，以泵装置全工况的加权平均效率最优为目标，扬程为约束条件，选用梯度优化算法的序列二次规划法，不断改变轴流泵叶轮设计参数，对泵装置进行迭代数值计算。本发明采用CFD数值计算，设计精度高，优化结果可靠。

主权项

一种轴流泵叶轮全工况设计方法，其特征是，包括以下步骤：(1)轴流泵叶轮参数化建模:选择轴流泵叶轮的k个翼型断面叶栅稠密度和翼型安放角值共计2k个设计参数；(2)全工况优化设计:第一，先确定该叶轮常规设计参数,设计流量Q，设计扬程H，转速n，叶顶单边间隙，单位为mm；叶轮叶片数、轴流泵叶轮轮毂比dd；接着对轴流泵叶轮设计工况进行数值计算，综合分析泵内各项损失，以总损失最小初步设计出设计工况下水力性能较优的一付轴流泵叶轮；第二，再针对该叶轮进行导叶、导水锥以及进出水流道的设计，确定导叶体扩散角度、导叶叶片数、导水锥及进出水流道的尺寸；第三，最后通过Isight数值优化平台集成CFX数值优化软件，将叶轮、导叶、导水锥及进出水流道整合成泵装置，以泵装置全工况的加权平均效率最优为目标，扬程为约束条件，选用梯度优化算法的序列二次规划法，不断改变轴流泵叶轮设计参数，对泵装置进行迭代数值计算，通过迭代，最终找到使泵装置综合效率最高的轴流泵叶轮的设计方案。