[發(fā)明專利]一種用來降低離心泵內(nèi)部壓力脈動的離心泵改進(jìn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610254581.0
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105889136B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文杰;裴吉;袁壽其;袁建平;張金鳳;顧延?xùn)|
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用來降低離心泵內(nèi)部壓力脈動的離心泵改進(jìn)方法，包括如下步驟：

步驟一：用動態(tài)壓力傳感器測量樣本離心泵在設(shè)計工況下的進(jìn)出口壓力，得到實驗測量值；

步驟二：對樣本離心泵進(jìn)行三維造型，并對其進(jìn)出口壓力進(jìn)行數(shù)值模擬，對比步驟一的實驗測量值，使得數(shù)值模擬值與實驗測量值吻合，并根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果分析離心泵內(nèi)部壓力脈動頻域變換幅值最大值以及發(fā)生的位置，并以壓力脈動頻域變換幅值最大值作為改進(jìn)設(shè)計目標(biāo)；

步驟三：以離心泵的葉輪和蝸殼的幾何參數(shù)為參量，采用全因子實驗設(shè)計方法進(jìn)行葉輪和蝸殼的多方案設(shè)計，并采用數(shù)值模擬方法得到各個方案的壓力脈動頻域變換幅值最大值；

步驟四：利用步驟三中得到的各個方案的數(shù)據(jù)，采用最小二乘法建立壓力脈動頻域變換幅值最大值與葉輪和蝸殼的幾何參數(shù)之間的二階近似函數(shù)；再采用梯度優(yōu)化算法對二階近似函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到壓力脈動頻域變換幅值最大值在最小情況下，葉輪和蝸殼的最優(yōu)幾何參數(shù)組合；

步驟五：根據(jù)葉輪和蝸殼最優(yōu)幾何參數(shù)組合，重新進(jìn)行離心泵三維造型和數(shù)值模擬，并與樣本離心泵內(nèi)部壓力脈動頻域變換幅值最大值進(jìn)行對比，確定改進(jìn)方案降低了離心泵內(nèi)部壓力脈動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用來降低離心泵內(nèi)部壓力脈動的離心泵改進(jìn)方法，其特征在于，步驟三中離心泵的葉輪幾何參數(shù)包括：葉輪進(jìn)口直徑Dj，葉輪出口直徑D2，葉片出口寬度b2，葉片進(jìn)口安放角β1，葉片出口安放角β2，葉片包角φ，葉片數(shù)z；離心泵的蝸殼幾何參數(shù)包括：蝸殼基圓D3，隔舌安放角α3和蝸殼出口直徑Dd。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用來降低離心泵內(nèi)部壓力脈動的離心泵改進(jìn)方法，其特征在于，步驟二中，對樣本離心泵進(jìn)行三維造型時首先采用三維軟件根據(jù)葉輪和蝸殼的幾何參數(shù)進(jìn)行計算域建模，接著應(yīng)用網(wǎng)格劃分軟件ANSYS ICEM對計算域進(jìn)行結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，然后導(dǎo)入ANSYS CFX數(shù)值計算軟件進(jìn)行邊界條件設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用來降低離心泵內(nèi)部壓力脈動的離心泵改進(jìn)方法，其特征在于，在對進(jìn)出口壓力進(jìn)行數(shù)值模擬時，首先在蝸殼流道內(nèi)設(shè)置監(jiān)測點，得到離心泵的外特性曲線，然后采用傅里葉變換得到各個監(jiān)測點的頻域特性。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用來降低離心泵內(nèi)部壓力脈動的離心泵改進(jìn)方法，其特征在于，監(jiān)測點的壓力采用無量綱壓力系數(shù)，其中找出壓力脈動幅值最大的監(jiān)測點，并以壓力脈動頻域變換幅值最大值作為改進(jìn)設(shè)計目標(biāo)。