图 １ 过点 ａ 、点 ｂ 直 线 Ｆ－Ｌ 的 －
后 盖板 型线 圆弧段日Ｇ的半 径 尺 的最小值 和最 ，
第３ ２卷 第 ３期
２ １ 年 ６月 ０１
化 工装 备技 术
５ ３
离心泵 叶轮轴面 图的优化 设计
王敏 辉 余 猛 胡 家顺 李 翔
（ 中船重 工集 团七一二研究所 ） （ 武汉工程大学机 电工程学 院）
摘 要 在 叶 轮 轴 面投 影 图绘 制 方 法 的基 础 上 ，用正 交设 计 方 法 完成 对 流道 型 线进 行 反 复 检 验一 整 、修 改 的优化 ，以取得 较 为理 想 的叶轮 轴 面投 影 图。 调
Ｗａ ｇＭｉｈ ｉ ｎ ｎ ｕ ＹｕＭｅ ｇ ｎ ＨｕＪａｈ ｎ Ｌ Ｘｉ ｇ ｉｓ ｕ ｉ ａ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｓ ａ ｔ ｌ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｔ ｏ ｆ ｕ ｉ ｇ ｒ ｏ ｏ ａ ｄ ｓｇ ｏ ｃ ｎ ｕ ｔ ｉ ｒ ｃｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｓ ｏ ｔ ｇ ｎ ｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｏ ｄ ｃ ｍｕ ｔ ｌ ｎ ｐ ｃｉ ｎ ， ｉ ｎ ｈ ｌｐｅ ｉｓ ｅ ｔ ｓ ｉ ｏ
到 最好 （ ）的试验 结果 。 优
０ 引 言
当正交设 计 用于 优化 计算 时 ，以上 所说 的 “ 试 验 ”就 是访 问 目标 函数 的一次计 算 。也 即用 正 交设 计进 行 优化 计算 时 ，可用 较少 的访 问 目标 函数 的计
算 次数 得到 最优 解 。 用 正交设 计 方法 进行 优化计 算 可归 结 为如 下过
ｐｏ ｉｇ ｔｏ ，ｏ ｃ ｉ ｅ ｈ ｔ ａ ｉ ｅｌ ｉ — ｌｎ ｒｊｃｄａ ｉｇ ｌｔｎ ｈ ｄｔ ａｈｅ ｅｏ ｉ ｌｍｐｌ ｒ ｘａ ｐａｅｐｏｅｔ ｒ ｎ． ｔ ｍｅ ｖｔ ｐｍ ｅａ ｌ ｗ
Ｋｅ ｏ ｄ ｅ ｔｆｇ ｕ ｐ Ｉ ｐ ｌ ｒ Ａ ｉｌ ｒ ｅｔ ｎ Ｏ ｔ ｕ ｅｉｎ ｙｗ ｒ ：Ｃ ｎｒｕ ａｐ ｍ ；ｍ ｅ ｅ； ｘａｐｏ ｃｉ ； ｐｉ ｍｄ ｓ ｉ ｌ ｌ ｊ ｏ ｍ ｇ
ａｊｓ ｅ ｔ ａｄａ ｎ ｍ ｎｓ ｆｈ ｐ ｎ ｆｍ ｅ ｅ ａｎ ｌ ｌｔｅ ａｉ ｏ ｅｌ ｘ ｌ ｐａｅｐｏｅｔ ｒ ｉｇ ｄｕｔ ｎｓ ｎ ｍｅｄ ｅ ｔｏ ｅｔ ｅ ｉｅ ｐ ｌ ｒ ｈ ｎ ｅ Ｏ ｓ ｆｍｐｌ ｒ ｉ — ｌｎ ｒ ｃ ｄａ ｎ ｍ ， ｔ ｙ ｌ ｏｉ ｌ ｃ ｌｈ ｂ ｓ ｉ ｅａａ ｊ ｗ
关 键 词 离 心 泵 叶 轮 轴 面 图 优 化 设 计
中 图分 类 号
ＴＨ １ ３
Ｔ ｅＯｐｉ ｍ ｓ ｎｏ ｅＡｘａ ｒｊｃｉｎｏ ｈ ｔ ｍｕ Ｄｅｉ ｆ ｈ ｉｌ ｏｅｔ ｆ ｇ ｔ Ｐ ｏ
ｔ ｅＣｅ ｔ ｉ ｇ ｌ ｍｐ Ｉ ｐ ｌ ｒ ｈ ｎ ｒｆ ａ ｕ Ｐｕ ｍ ｅｌ ｅ
方法 。 １ 正 交设 计
１ 确定 评价 指标 ． １ 评 价指 标 即 “ 验 ”结果 优劣 的判 据 ，相 当 于 试 非 线性 规划 中 的 目标 函数 。评 价指 标 可 以是 一 个 ， 有 时也 可 以是多 个 。当对 叶轮 流道 型线 进行 优 化设
计 时 ，评价 指标 可按 如下 方法 确定 。 按 文 献 Ⅲ 所 介 绍 的 方 法 ，在 给 定 ） ，其 直线 方程 为 ：
前 盖 板 型线 大 圆 弧段 Ｃ 的半 径 Ｒ Ｄ 的最 小 值 ，
应有 Ｒ ＞ （－ ） ２ ５Ｒ 一，而 当 Ｒ 趋 近无穷 大 时则 成
为直 线 与Ｄ Ｅ重合 ，这 已无 意 义 ，故 通 常可 取 Ｒ
＞（－ ０ Ｒｌ 。 ５１） ，
（ ： Ｒ２ ， ｏ ） ，能唯 一 地 确定 叶 轮 轴 面投 ， ， ， ｏ ， 后 尺 Ｒ３ ／ ｔ 影 图 中前后 盖板 的 型线 ，并可 按下 式计 算得 到一组
所 谓 正 交 设 计 ，就 是 利 用 事 先 制 好 的特 殊 表 格 —— 正 交表 来 科学 地安 排试 验 ，并进 行 试验 数 据
程。
在 文 献 『］ １中作 者 提 出 了 一 种 用 简 单 的几 何 分 析与 少量 的数 值计 算 相结 合进 行 叶轮轴 面 投影 图绘 制 的方法 ，并 可 用优化 设 计完 成对 流道 型 线进 行反
复 的 检 验 一调 整 、修 改 ，以取 得 较 为 理 想 的 叶 轮 轴面 投影 图。 本文 在此 基 础上 ，给 出一 种用 正交 设 计 以完成 对 流 道 型线 进 行 反 复 的 检 验 一调 整 、修 改 的优 化
素确 定 为 Ｒ 、Ｒ 、Ｒ 、Ｏ ｔ ｌ。 １ 确定 因素水 平 ． ３ 因素所处 的状 态称 为 因素水平 。因素水 平 的确
同时 可过 叶轮 进 出 １ 处 的点 ａ ： Ｉ 、点 ｂ（ 图 １ 一 见 ）作
直线 （ 可在点 口 也 、点 ｂ 间再 确 定 一 点 ｃ ，过 点 ａ 、
分 析 的一 种方 法 。其 特点 是可 用最 少 的试 验次 数得
王 敏 辉 ，男 ，１７ ９ ７年 生 ，工 程 师 。 武 汉 市 ，４０ ６ 。 ３ ０４
化 工装 备技 术 过 流断 面 面积 （ １ ， ｎ ： ｉ ， …，） ＝ ２
＝２ｒ ，Ｒ ｒ （） １
第３ ２卷 第 ３期
定往 往 受到一 定 的限制 ，相 当于非 线性 规划 中设 计 变 量 的约束条 件 ，如 ： 前 盖 板 型 线 小 圆 弧 段西 的半 径 ， Ｃ 的最 小 值
受 叶 轮铸 造 工艺 的 限制 ，通 常 Ｒ ≥５ｎｌ ｌ ｎ；而 Ｒ 的最 大值 Ｒ 一≤０５ ： 一 ． 一 。