排灌机械工程学报

作者：邓莎, 赖喜德, 陈小明, 逯广平, 刘升波

单位：1. 西华大学能源与动力工程学院, 四川 成都610039;2. 成都成发科能动力工程有限公司, 四川 成都 610052

关键词：高速离心泵,一体式叶轮,优化设计,响应面法,NSGA-Ⅱ算法

基金：四川省科技计划项目(2022JDZH001,2023ZHCG0031)

为提高高速离心泵的水力性能并保证结构紧凑和可靠性要求,在其他过流部件不变的条件下,需设计一种具有传统高速离心泵的诱导轮和叶轮功能的一体式叶轮.结合某实际工程运行参数要求,设计了3个长叶片和3个分流叶片的一体式叶轮初始模型.以提高高速离心泵的效率和降低必需空化余量为优化目标,采用Box-Behnken设计对一体式叶轮的几何参数进行显著性分析来确定叶轮优化变量.利用响应面方法建立目标函数与优化变量的代理模型,并采用NSGA-Ⅱ算法求解得到最优叶轮设计参数.结果表明:在额定流量工况下,优化设计后的叶轮高速离心泵水力效率比采用初始叶轮时提高6.23%,必需空化余量降低2.01%.同时,优化一体化叶轮不仅能有效抑制分流叶片进口吸力面侧附近的低压区,改善叶轮内部流场流态,还能减小空泡体积,将空泡体积分数最大的区域位置前移,表明本文所提的一体化叶轮多目标优化设计方法可行.

来源：2025年第3期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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