张钊豪

针对低比转速半开式叶轮离心泵在小流量工况下效率偏低、关键结构参数相互影响难以快速判别敏感参数的问题，基于设计工况Q=0.5 kg/s、H=3 m、n=1000 rpm建立基准水力模型并选取叶轮进口直径Dj、出口直径D2、出口宽度b2、叶片进出口角β1/β2及叶顶间隙δ，6个因素开展优化研究。采用L18(3^6)正交表构建18组方案。正交结果显示，18组方案扬程分布为1.5149～2.8137 m，水力效率为53.37%～64.37%。研究结果表明，叶顶间隙对两项指标影响最为显著(效率R=7.38、扬程R=0.67)，出口直径D2对扬程影响次之(R=0.41)，叶片进口角β1对效率影响较突出(R=1.25)；据此确定综合最优组合为Dj=39 mm、D2=144 mm、b2=4 mm、β1=25°、β2=38°、叶顶间隙0.5 mm。在0.2～0.7 kg/s范围内对优化模型与原模型进行外特性对比，低流量段效率平均提升约2.98%，中高流量段在峰值附近及0.5～0.6 kg/s处平均提升约5.05%，同时扬程曲线整体上移并拓宽高效区。 研究可为低比转速半开式离心泵叶轮关键参数选取与快速优化提供可复用的试验设计—仿真评估路径与参数搭配参考。

低比转速离心泵；正交试验；数值模拟；叶轮优化；半开式叶轮

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