气液两相离心泵参数多目标优化设计

摘要

在气液两相工况下,通过优化型号Q5H26的高速离心泵,实现提升其扬程和效率的目标。对离心泵的主要部件进行三维实体建模后,通过试验验证数值模拟的可行性。针对10%含气率条件,基于多目标优化设计模型对离心泵的叶轮参数进行敏感性分析,并通过遗传算法实施优化设计,对优化后的模型进行数值模拟,计算并对比优化前后的离心泵运行效率和扬程,以评估优化效果。在气体含量为10%时,叶轮出口宽度、叶轮直径、叶片尾缘出口角及叶轮入口直径4个关键结构参数较显著影响泵的性能。在额定工况下,含气率为10%的情况时,通过优化叶轮结构参数后的模型泵的效率提高11.2%,扬程提高了1.45 m。通过这种方式,增强高速离心泵在处理含有气体的液体时的稳定性和可靠性。

关键词

气液两相 / 离心泵 / 多目标优化设计模型 / 多目标优化 / 遗传算法