排灌机械工程学报

作者：王世成, , 杨军虎, 薛旺, 王鸣帅, 宋丹玉

单位：1. 兰州理工大学能源与动力工程学院, 甘肃 兰州 730050;2. 重庆三峡学院环境与化学工程学院, 重庆 404100

关键词：离心泵,叶片优化,三元反问题设计,Kriging模型,MIGA算法

基金：国家自然科学基金资助项目(52169019);重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202301206)

针对离心泵叶轮叶片三元反问题载荷优化,提出一种优化方法.选取某一中比转数离心泵为原型泵,在不改变其轴面流道形状、叶片厚度分布等条件的基础上,利用三元反问题设计方法设计了前盖板前加载、后盖板后加载的叶轮叶片.采用拉丁超立方抽样的方法,建立了80个离心泵叶轮模型样本空间,通过Fluent软件数值模拟得到离心泵性能.以叶片载荷参数为优化对象,离心泵设计工况点水力效率为优化目标,利用Kriging代理模型建立了叶片载荷参数与水力效率的关系.在扬程满足设计要求的条件下,使用MIGA算法得到水力效率最高的离心泵载荷参数.结果表明:在载荷曲线中,对水力效率影响程度较大的参数为后盖板直线段与抛物线的两交点NDh和NCh,以及前盖板直线段与抛物线交点NCs;影响较小的参数为后盖板前缘载荷LEh和前盖板直线与抛物线交点NDs;在设计工况点,优化泵的水力效率提升了1.35%且高效区较宽;叶片表面最低压力升高了38.41%,空化性能得到了提升;另外,功率减小了2.46%,扬程稍有提升.研究结果可对离心泵叶轮叶片的高效设计提供一定的参考.

来源：2025年第2期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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