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一种基于遗传算法的轴流泵叶轮水力优化设计方法技术

技术编号:16038352 阅读:49 留言:0更新日期:2017-08-19 20:11
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...
一种基于遗传算法的轴流泵叶轮水力优化设计方法

【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

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