一种基于遗传算法的轴流泵叶轮水力优化设计方法技术

本发明专利技术涉及一种轴流泵叶轮水力优化设计方法，特别是基于遗传算法的一种优化设计方法，既能保证轴流泵叶轮水力效率最大，又能同时保证抗汽蚀性能良好。基于遗传算法，优化叶轮中的主要设计参数叶轮轮毂比

【技术实现步骤摘要】
一种基于遗传算法的轴流泵叶轮水力优化设计方法
本专利技术涉及一种轴流泵叶轮水力优化设计方法,特别是一种基于遗传算法的轴流泵叶轮水力优化设计方法，既能保证轴流泵叶轮水力效率最大，又能同时保证抗汽蚀性能良好。
技术介绍
轴流泵属于低扬程泵，在农田灌溉、市政给排水、调水工程、电厂循环水工程等方面有着广泛的应用。近年来，在核电、喷水推进方面也得到了应用。对于这些大型低扬程泵，直接设计计算，性能很难保证，因此，现在的设计方法主要是基于相似模型进行设计。由于相似模型设计方法并非直接准确设计出叶轮的主要设计参数，而且许多重要参数也仅仅只能根据经验方法给出一定的范围，这就导致在轴流泵的设计过程中，轴流泵的效率和抗汽蚀性能不能同时达到最佳。但由于轴流泵叶轮参数优化问题性质较为复杂，用传统的方法很难求解。遗传算法以其优良的计算性能和显著的应用效果而引人注目，在工业工程、经济管理、交通运输、工业设计等许多领域里获得了广泛的应用。它是一种基于生物自然选择与遗传机理的随机搜索算法。和传统搜索算法不同，遗传算法从一组随机产生的初始解，称为“种群”，开始搜索过程。种群中的每个个体是问题的一个解，称为“染色体”。染本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于遗传算法的轴流泵叶轮水力优化设计方法，其特征在于，建立以设计工况下轴流泵叶轮水力效率最大，同时抗汽蚀性能良好的目标函数，叶轮中的主要设计参数叶轮轮毂比

【技术特征摘要】
1.一种基于遗传算法的轴流泵叶轮水力优化设计方法，其特征在于，建立以设计工况下轴流泵叶轮水力效率最大，同时抗汽蚀性能良好的目标函数，叶轮中的主要设计参数叶轮轮毂比轮缘侧的叶珊稠密度冲角系数kβ，，翼型厚度比kδ为设计变量，对叶轮的几何参数采用基于遗传算法进行优化，从而得到最优的设计参量，关于设计变量与总体目标函数适用于以下关系：G1(X)＝ηwηf(2)式中：G(X)—总体目标函数；Gi—分目标函数；Gi1—Gi分目标函数作单目标优化的最大值(i＝1,2)；G1—效率函数；G2—汽蚀函数；ζi—分目标函数的加权系数，取ζi＝[0.59780.4022]T(i＝1,2)；ηw—叶片水力效率；ηf—流道摩擦损失效率；υm—轴面速度，米/秒；u—圆周速度，米/秒；D0—叶轮外径，毫米；g—重力加速度，米/平方秒；λ—合力与升力的夹角，度；Cy—叶珊翼型升力系数；τ—摩擦损失阻力系数；dh—叶轮轮毂直径，毫米；β1—进口相对流动角，度；β2—出口相对流动角，度；t—栅距,毫米；kβ—冲角系数；NPSHr—泵的汽蚀余量，米；Q—设计工况下流量，立方米/秒；ξ—叶片进口绕流压降系数；F—以圆柱面流面半径R建立的函数名。2.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的轴流泵叶轮水力优化设计方法，其特征在于：以圆柱面流面半径R建立的函数F，叶片进口绕流压降系数ξ，与冲角系数kβ，翼型厚度比kδ之间适用于如下关系：并给出了无穷远来流的相对速度ω∞，出口轴面速度υm，出口圆周速度υu2，圆周速度u的设计公式：其中,ξ＝0.42tanβ1kδ+0.94tanβ1+0.08kδ-0.43(13)其中,式中：F—以圆柱面流面半径R建立的函数名；R—圆柱面流面半径，毫米；υm—出口轴面速度，米/秒；ω∞—无穷远来流的相对速度，米/秒；u—圆周速度，米/秒；β1—进口相对流动角，度；β2—出口相对流动角，度；kβ—冲角系数；kδ—翼型厚度比；δ0—叶片进口厚度，毫米；δmax—叶片最大厚度，毫米；△α—进口冲角；λ—合力与升力的夹角，度；ξ—叶片进口绕流压降系数；υu2—出口绝对速度圆周分量，米/秒；n—设计工况的转速，转/分；H...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣生，方杰，王秀礼，付强，康俊鋆，刘永，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32