排灌机械工程学报

作者：郭绘娟,汪昊蓝,郑源*,石俊峰,阚阚

单位：1. 河海大学能源与电气学院, 江苏 南京 211100; 2. 如皋市搬经镇水利服务站, 江苏 南通226500; 3. 河海大学创新研究院, 江苏 南京 210024;

关键词：微型管道水轮机,正交试验设计,优化,数值模拟,物理模型试验

基金：国家自然科学基金资助项目(51769035)

针对感应水龙头使用的干电池带来的环境污染问题,设计研发出了1种微型管道水轮机,初步确定其各过流部件的形状和尺寸,对该水轮机进行多目标优化正交试验,确定了最优试验方案,并进行物理模型试验研究.该微型管道水轮机通过水流和水轮机之间相互作用,将其旋转机械能传递给发电机,产生供水龙头使用的电能.基于正交试验优化理论,在设计流量下,水轮机出力为6.30 W,与初步设计方案相比提高了32.35%,效率为85.13%,提高了2.58%,优化后水轮机出力和效率均达到设计需求.极差分析结果表明:水轮机出力随着叶片数的增加先增大后减小,随着固定导叶数的增加而增大,随着固定导叶开度的增大而减小,对称导叶叶型出力最大;其效率随着叶片数的增加而增大,随着固定导叶数的增加而增大,随着固定导叶开度的增大先增大后减小,负曲度导叶叶型效率最高.研究结果为微型管道水轮机设计和优化提供一定的参考.

来源：2022年第9期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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