农业机械学报

作者：王梦成，焦海峰，周正富，袁建平，夏鹤鹏，陈松山

单位：扬州大学,扬州大学,扬州大学,江苏大学,江苏省水利工程科技咨询股份有限公司,扬州大学,

关键词：混流泵叶轮;环量法;变环量设计;多工况优化;能量特性;参数分析

基金：国家重点研发计划项目(2018YFB0606103)

由于外部运行条件频繁变化，混流泵常于非设计工况运行，导致其运行效率偏低。针对混流泵开展多工况优化以扩大其高效区范围具有重要意义。采用环量法，以轮毂及轮缘处流线方向环量的偏导数(载荷)、叶轮出口处翼展方向环量控制参数以及叶片尾缘倾角为设计参数，以设计点扬程为约束条件，以0.8、1.2倍设计点处效率为优化目标，结合实验设计、近似模型和优化算法对一导叶式混流泵叶轮进行变环量优化与分析。研究结果表明：变环量设计在混流泵叶轮的多工况优化中是有效的；轮毂处流线方向前加载，轮缘处流线方向后加载，叶轮出口处环量从轮毂到轮缘递增分布均有利于混流泵性能的提升；优化后混流泵模型在0.8、1.0、1.2倍设计流量处泵段效率分别为81.11%、88.38%和80.56%，在设计流量处扬程为12.33m，相比于原始模型，效率分别提升0.63、3.18、6.72个百分点，而扬程变化小于2%。因此，所提出的基于变环量设计的混流泵叶轮多工况优化方法是有效的，可以为同类型叶轮机械的设计优化提供参考。

来源：2023年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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