新型消防泵的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、消防泵多采用離心泵。但離心泵隨著流量增加，泵的揚(yáng)程會顯著降低。而在消防泵實(shí)際運(yùn)行中，火災(zāi)初期的實(shí)際消防用水量遠(yuǎn)小于水泵選定的流量，這樣泵的出口壓力變大，會對輸水管網(wǎng)的安全構(gòu)成威脅；而隨著滅火過程的進(jìn)行，由于各種因素的影響，消防用水量的需求會增加，當(dāng)超過水泵選定的流量時(shí)，泵出口壓力會降低，從而直接影響滅火過程的進(jìn)行，進(jìn)而擴(kuò)大火災(zāi)損失。因此，開發(fā)研制高效、可靠的新型泵具有實(shí)際的工程意義。本文研究了兩種可用于消防的新型泵：一種是旋流定壓泵，另

2、一種是S型葉片葉輪泵，其特征在于揚(yáng)程-流量曲線平穩(wěn)。全文主要工作如下：
　　 一、CFD模擬的可信度研究
　　 基于理查德森外推法，針對標(biāo)準(zhǔn)k-ε、.RNG k-ε、k-ω和SST四種湍流模型，在設(shè)計(jì)及非設(shè)計(jì)工況下，對旋流泵的揚(yáng)程和效率的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證和確認(rèn)。研究結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型可以準(zhǔn)確的計(jì)算設(shè)計(jì)工況下的揚(yáng)程，RNG k-ε模型可準(zhǔn)確的計(jì)算非設(shè)計(jì)工況下的揚(yáng)程。設(shè)計(jì)及非設(shè)計(jì)工況下效率預(yù)測值的比較誤差都較大，且比

3、較誤差主要來自于模型假設(shè)的誤差。
　　 二、旋流定壓泵的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)
　　 結(jié)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)、RSM方法和多目標(biāo)遺傳算法MOGAⅡ?qū)π鞫▔罕弥械?4個(gè)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化分析，獲得了目標(biāo)函數(shù)與設(shè)計(jì)變量的關(guān)聯(lián)式?；陉P(guān)聯(lián)式提出了旋流定壓泵的設(shè)計(jì)方法，并將該設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于三個(gè)模型泵的設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)基于關(guān)聯(lián)式的預(yù)測值與CFD的計(jì)算值符合良好。
　　 三、S型葉片葉輪泵的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)
　　 以普通離心泵為初始模