[发明专利]一种基于GA优化理论公式的离心泵性能曲线预测方法

权利要求书

1.一种基于GA优化理论公式的离心泵性能曲线预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据对离心泵特性曲线的分析，分别对流量-扬程、流量-功率、流量-效率之间的关系进行建模，基于建模的理论公式和离心泵流量、扬程、效率之间的关系，得到实际扬程与流量关系式、实际功率与流量的关系式、实际效率与流量的关系式；建模时需考虑：

(1)有限叶片数导致的扬程与流量之间的影响；

(2)从离心泵进口到出口流道的摩擦损失，离心泵叶轮、导叶或涡轮内部流动扩散和弯曲损失，这两部分损失导致的扬程损失；

(3)离心泵叶轮、导叶的冲击造成的扬程损失；

(4)密封性所导致的容积损失；

(5)机械损失，表现为轴功率与输入功率之间的损失；

步骤二：针对建模的理论公式的局限性，在实际功率的表达式中引入修正项；

步骤三：将待测离心泵的额定工况的性能参数代入修正后的实际扬程、实际功率、实际效率的表达式中，并将得到的实际扬程与额定工况的扬程的差值最小、实际功率与额定工况的轴功率的差值最小、实际效率与额定工况的效率的差值最小作为目标函数，导入遗传算法进行优化，找出实际扬程与流量关系式、实际功率与流量的关系式、实际效率与流量的关系式的各项系数的值；

步骤四：根据步骤三得到的关系式，计算待测离心泵不同流量下的扬程、功率、效率，绘制待测离心泵性能曲线。

2.根据权利要求1所述的基于GA优化理论公式的离心泵性能曲线预测方法，其特征在于，所述步骤一中，考虑有限叶片数导致的扬程与流量之间的影响，构建理论扬程H_t与理论流量Q_t之间的关系：

H_t＝-k₁Q_t+b₁

其中，k₁为反应两者之间关系的系数，b₁为理论流量等于0时的理论扬程。

3.根据权利要求2所述的基于GA优化理论公式的离心泵性能曲线预测方法，其特征在于，考虑从离心泵进口到出口流道的摩擦损失；离心泵叶轮、导叶或涡轮内部流动扩散和弯曲损失，损失之和用Δh₁表示，损失与理论流量Q_t平方成正比，即：

其中，k₂表示损失系数。

4.根据权利要求3所述的基于GA优化理论公式的离心泵性能曲线预测方法，其特征在于，考虑离心泵叶轮、导叶的冲击造成的扬程损失，用Δh₂表示，扬程损失与额度工况下的流量和理论流量的偏离值的平方成正比，即

Δh₂＝k₃(Q_t-Q_N)²

其中，k₃为冲击造成的扬程损失系数，Q_N为额度工况下的流量。

5.根据权利要求4所述的基于GA优化理论公式的离心泵性能曲线预测方法，其特征在于，考虑密封性所导致的容积损失，容积损失用q表示，则：

Q＝Q_t+q

其中，Q为实际流量，容积损失q为常数。

6.根据权利要求5所述的基于GA优化理论公式的离心泵性能曲线预测方法，其特征在于，考虑机械损失，机械损失用P_m表示，即：

P＝P′+P

m

其中，P为实际轴功率，P′为输入功率，P_m与流量无关，视为常数。

7.根据权利要求6所述的基于GA优化理论公式的离心泵性能曲线预测方法，其特征在于，所述步骤一中得到的实际扬程与流量关系式、实际功率与流量的关系式、实际效率与流量的关系式如下：