农业机械学报

作者：孙壮壮，朱亚东，陈加琦，吕宁，汤方平，陈松山

单位：扬州职业技术大学,扬州职业技术大学;扬州大学,扬州大学,扬州职业技术大学,扬州大学,扬州大学,

关键词：双向轴流泵;叶轮优化设计;可逆翼型;优化拉丁超立方设计;序列二次规划法

基金：江苏省自然科学基金项目(SBK2023042972)、中国博士后科学基金项目(2023M741499)、江苏省高效节能大型轴流泵站工程研究中心开放课题(ECHEAP022)、扬州市绿杨金凤计划项目(2023)和扬州市自然科学基金项目(YZ2024193)

为提高城市应对复杂气候的能力、满足城市双向抽水的需要，针对广泛应用的双向轴流泵开展优化研究，以提高双向轴流泵的水力性能、减小水泵能耗。首先基于工作面为前凹后凸、前凸后凹的S翼型与平板翼型，采用组合优化策略与数值模拟相结合的方法，对一比转数为1200的双向泵叶轮进行优化设计，并对比3种翼型叶轮优化设计结果，从中选择性能最优的翼型方案展开全参数优化。研究结果表明：由前凹后凸的S翼型设计得到的叶轮综合性能最优，内部流态最为平稳，平板翼型次之，前凸后凹的S翼型最差。前凹后凸的S翼型可作为双向泵设计的优选方案，而前凸后凹的S翼型叶轮为空化性能约束所需的盘面比较大，叶轮效率明显低于其它方案，不适宜作水力机械设计使用。同时适当减小轮缘和轮毂处翼型拱度、增大叶片中部翼型拱度，有利于双向泵性能的提升。经过叶片参数优化，0.8、1.0、1.2倍正向设计流量工况下叶轮效率上升1.7、1.8、5.2个百分点，研究结果可为可逆式旋转机械的优化设计提供参考。

来源：2025年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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