基于响应面法的消防泵S型叶片改进优化设计

建立基于试验设计理论和响应面近似的S型叶片消防泵优化设计方法。定义最高效率、高效区范围及扬程在小流量区的稳定性为目标函数。以单级单吸离心泵MY56-50为初始模型,使用Bezier参数曲线拟合叶型曲面,得到叶片型线参数化模型。该方法以计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的计算结果为基础,对9个叶片型线控制参数,共进行39次试验,即先进行9次单因素试验设计筛选出对目标影响显著的叶片型线控制参数,再由中心复合设计(Central compositedesign,CCD)所得的30次试验及响应面分析确定筛选参数的最优设计点。根据结果构造S型叶片型线控制参数与多目标函数的响应面近似模型,分析参数间的交互效应。对最优设计点的泵进行试验研究,CFD计算值与响应面近似值吻合,且较MY56-50模型泵在性能上有很大提高,扬程的稳定性高,完全达到消防泵的工况标准,表明基于试验设计和响应面的优化设计方法可用于S型叶片消防泵的优化设计。