排灌机械工程学报

作者：陆静， 汤跃， 程俊.

单位：江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心， 江苏 镇江 212013

关键词：斜击式水涡轮,正交试验,优化设计,数值模拟,优化分析

基金：<p>十三五&rdquo;国家重点研发计划（2016YFC0400202）</p>

参考斜击式水轮机结构设计方法，使用正交试验法对JP75卷盘喷灌机水涡轮的主要几何参数进行优化试验，并对优化结果进行相关系数及主成分分析，最后确定影响效率的主要因素及水涡轮最优参数组合.使用优化后的参数建立水涡轮最优模型，并采用CFD数值计算方法对流量为500～900 r/min、转速为18～40 m3/h下优化模型的性能进行计算及分析；在此基础上，分析了水涡轮外特性曲线，优化模型在非设计转速下具有较高的稳定性和高效性.在流量区间内，优化模型最高效率点提升了近31%；研究了水涡轮优化模型的内部流场分布, 相比于原有模型，内部流场更为合理流畅，进口管道内压力分布均匀，且能够形成有效射流，同时，水涡轮叶片的优化设计解决了存在的局部高压区和叶间涡问题；与原有模型进行能量转化率比较，验证了转轮处能量有效利用率明显提升了42.71%.

来源：2019年第1期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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