中心射流泵多參數(shù)優(yōu)化設計

《中心射流泵多參數(shù)優(yōu)化設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。

1、第41卷第5期2015年10月火箭推進JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．41．No．5Oct．2015中心射流泵多參數(shù)優(yōu)化設計李春樂，李永鵬，陳煒，李向陽(西安航天動力研究所，陜西西安710100)摘要：目前中心射流泵的優(yōu)化設計，最多同時選取2個參數(shù)進行分析，由于影響性能的參數(shù)較多，很難得到最優(yōu)結(jié)構。本文基于參數(shù)化建模，采用多參數(shù)優(yōu)化設計方法，同時分析了面積比、喉嘴距、喉管長徑比、漸縮段角度4個參數(shù)與中心射流泵性能的關系，得到了設計點下的最優(yōu)結(jié)構。關鍵詞：中心射流泵；多參數(shù)優(yōu)化；優(yōu)化設計中圖分類號：V434—34文獻標識碼：A文章編號：1672

2、—9374(2015)05—0034—04Multi—-parameteroptimizationdesignofcenterjetpumpLIChunle，LIYongpeng，CHENWei，LIXiangyang(Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China)Abstract：Atpresent，twoparametersinoptimizationdesignofthecenterjetpumparesimultaneouslychosenatmost．Astherearemanyparametersw

3、hichinfluencetheperformance，itisdifficulttogettheoptimumstructure．Basedontheparameterizedmodeling，amulti—parameteroptimizationdesignisadopted，andatthesametime，therelationofthecenterjetpumpperformancewitharearatio，nozzle—to—throatspacing，length-diameterratioofthroatandangleofsuctionchamb

4、erisanalyzedinthispaper．Theoptimalstructureatthedesignpointwasobtained．Keywor&：centerjetpump；multi—parameteroptimization；optimizationdesign0引言因無運動部件且結(jié)構簡單，射流泵被廣泛應用于各個行業(yè)中l(wèi)l】。影響射流泵性能的結(jié)構參數(shù)較多，但國內(nèi)大多數(shù)僅分析射流泵中一、二個參數(shù)與陛能的關系[21，而性能隨參數(shù)變化規(guī)律是隨著其它參數(shù)變化而變化的131，只分析一、二個參數(shù)已無法滿足越來越精細化的設計。收稿日期：2015—02—11；修回日期

5、：2015—04—10作者簡介：李春樂(1987一)，男，碩士，研究領域為渦輪泵本文通過多參數(shù)優(yōu)化設計對中心射流泵進行研究，以效率最大為優(yōu)化目標，提出了中心射流泵的一種優(yōu)化設計方法，可以同時分析多個參數(shù)對泵性能的影響，得到最優(yōu)結(jié)構。1中心射流泵簡介中心射流泵基本結(jié)構如圖1所示，主要由三部分組成：噴嘴、喉管和擴散管。其工作原理是第41卷第5期李春樂，等：中心射流泵多參數(shù)優(yōu)化設計35將工作流體通過噴嘴高速噴出，同時靜壓能部分轉(zhuǎn)換為動能。管內(nèi)形成低壓，液體被吸入管內(nèi)。兩股液體在喉管中進行混合和能量交換，工作液體速度減小，被吸液體速度增大，在喉管出口處速度趨于一致。}昆合液體

6、通過擴散管時，隨著流道的增大，速度逐漸降低，動能轉(zhuǎn)化為壓力能，混合液體壓力隨之升高。能量交換主要發(fā)生在噴嘴出口至喉管末端141，這一段結(jié)構對中心射流泵性能影響最大，主要由4個結(jié)構參數(shù)組成：1)面積比m～喉管面積與噴嘴出口面積之比，dz2／d12；2)喉嘴距系數(shù)A，一喉嘴距與噴嘴直徑之比，LI／dl；3)喉管長徑比A：一喉管長度與喉管直徑之比，L2／d2；41漸縮段角度d。1：作流●l被吸流體混合流體圖l中心射流泵示意圖Fig．1Schematicdiagramofcenterjetpump以上述4個參數(shù)為變量，效率最高為優(yōu)化目標，對中心射流泵進行多參數(shù)優(yōu)化設計，本文所

7、研究的中心射流泵工作流體壓力較高，工作流體與被吸流體壓力比不小于10。2多參數(shù)優(yōu)化分析以三參數(shù)(a，b，C)優(yōu)化為例，如圖2所示，傳統(tǒng)優(yōu)化方只能在2個參數(shù)(b，C)固定的情況下，找到最佳的參數(shù)a，而b和C改變后，必須重新找到此時的最佳參數(shù)a。這種方法很難找到最優(yōu)的參數(shù)組合，如需優(yōu)化更多的參數(shù)，則傳統(tǒng)方法將很難實現(xiàn)。77l卵2●：叼。圖2傳統(tǒng)優(yōu)化方法Fig．2Traditionaloptimizationmethod如圖3所示，多參數(shù)優(yōu)化設計同時改變a，b和C這3個參數(shù)，參數(shù)的組合形式來源于統(tǒng)計學理論，如部分因子法，田口法，拉丁超立方法等，根據(jù)這些統(tǒng)計