[发明专利]一种用来降低离心泵内部压力脉动的离心泵改进方法

权利要求书

1.一种用来降低离心泵内部压力脉动的离心泵改进方法，包括如下步骤：

步骤一：用动态压力传感器测量样本离心泵在设计工况下的进出口压力，得到实验测量值；

步骤二：对样本离心泵进行三维造型，并对其进出口压力进行数值模拟，对比步骤一的实验测量值，使得数值模拟值与实验测量值吻合，并根据数值模拟结果分析离心泵内部压力脉动频域变换幅值最大值以及发生的位置，并以压力脉动频域变换幅值最大值作为改进设计目标；

步骤三：以离心泵的叶轮和蜗壳的几何参数为参量，采用全因子实验设计方法进行叶轮和蜗壳的多方案设计，并采用数值模拟方法得到各个方案的压力脉动频域变换幅值最大值；

步骤四：利用步骤三中得到的各个方案的数据，采用最小二乘法建立压力脉动频域变换幅值最大值与叶轮和蜗壳的几何参数之间的二阶近似函数；再采用梯度优化算法对二阶近似函数进行优化，得到压力脉动频域变换幅值最大值在最小情况下，叶轮和蜗壳的最优几何参数组合；

步骤五：根据叶轮和蜗壳最优几何参数组合，重新进行离心泵三维造型和数值模拟，并与样本离心泵内部压力脉动频域变换幅值最大值进行对比，确定改进方案降低了离心泵内部压力脉动。

2.根据权利要求1所述的一种用来降低离心泵内部压力脉动的离心泵改进方法，其特征在于，步骤三中离心泵的叶轮几何参数包括：叶轮进口直径Dj，叶轮出口直径D2，叶片出口宽度b2，叶片进口安放角β1，叶片出口安放角β2，叶片包角φ，叶片数z；离心泵的蜗壳几何参数包括：蜗壳基圆D3，隔舌安放角α3和蜗壳出口直径Dd。

3.根据权利要求1或2所述的一种用来降低离心泵内部压力脉动的离心泵改进方法，其特征在于，步骤二中，对样本离心泵进行三维造型时首先采用三维软件根据叶轮和蜗壳的几何参数进行计算域建模，接着应用网格划分软件ANSYS ICEM对计算域进行结构网格划分，然后导入ANSYS CFX数值计算软件进行边界条件设置。

4.根据权利要求3所述的一种用来降低离心泵内部压力脉动的离心泵改进方法，其特征在于，在对进出口压力进行数值模拟时，首先在蜗壳流道内设置监测点，得到离心泵的外特性曲线，然后采用傅里叶变换得到各个监测点的频域特性。

5.根据权利要求4所述的一种用来降低离心泵内部压力脉动的离心泵改进方法，其特征在于，监测点的压力采用无量纲压力系数，其中找出压力脉动幅值最大的监测点，并以压力脉动频域变换幅值最大值作为改进设计目标。