节段式多级离心泵多工况水力模型节能优化研究

为提高节段式多级离心泵多工况水力模型节能优化效果,基于水力损失数学模型构建了四级节段式离心泵的水力损失数学模型,结合工业试验数据与Isight优化平台精确求解了泵内各项水力损失系数。以此为基础,设计了节段式多级离心泵多工况水力模型的节能优化流程,并以MD580-60型节段式多级离心泵为验证对象,将大流量、设计流量和小流量工况下的效率作为目标函数,且以各条件下泵扬程为约束条件,运用遗传算法对其水力模型的3个工况进行优化设计,获得叶轮与导叶关键几何参数的最优匹配关系。最后运用CFD数值模拟仿真软件验证了该多工况水力模型节能优化设计的科学性与准确性。

中开多级离心泵效率优化计算方法

对离心泵水力效率及高效区相对宽度的优化计算方法进行研究,在水力损失模型的基础上提出基于近似模型的多目标优化计算方法.以中开多级离心泵的优化设计为例,基于水力损失模型进行设计变量灵敏度分析,选出关键设计变量.分别利用水力损失、完全二次响应面(RSF)、径向基高斯响应面(RBF)和克里金响应面(KRG)4种近模型优化离心泵的关键设计变量,分析4种效率优化计算方法的精确性和有效性.结果表明:基于理论公式计算的第1种优化方法耗时少,但结果误差较大;后3种优化方法基于计算流体动力学(CFD)数值仿真分析,结果准确,其中RSF模型的结果最精确且计算时间较短.比较3种不同近似模型的计算精度,RSF的计算结果最精确, RBF结果次之, KRG结果最差.在设计流量下,基于RSF的Pareto最优解的扬程为83.77 m,效率为77.26%,基于RBF的Pareto最优解的扬程为83.09 m,效率为76.63%.