基于正交试验法的微型管道水轮机优化设计

摘要：

针对感应水龙头使用的干电池带来的环境污染问题,设计研发出了一种微型管道水轮机,初步确定其各过流部件的形状和尺寸,对该水轮机进行多目标优化正交试验,确定了最优试验方案,并进行物理模型试验研究.该微型管道水轮机通过水流和水轮机之间相互作用,将其旋转机械能传递给发电机,产生供水龙头使用的电能.基于正交试验优化理论,在设计流量下,水轮机出力为6.30 W,与初步设计方案相比提高了32.35％,效率为85.13％,提高了2.58％,优化后水轮机出力和效率均达到设计需求.极差分析结果表明:水轮机出力随着叶片数的增加先增大后减小,随着固定导叶数的增加而增大,随着固定导叶开度的增大而减小,对称导叶叶型出力最大;其效率随着叶片数的增加而增大,随着固定导叶数的增加而增大,随着固定导叶开度的增大先增大后减小,负曲度导叶叶型效率最高.研究结果可为微型管道水轮机设计和优化提供一定的参考.

关键词：微型管道水轮机、正交试验设计、优化、数值模拟、物理模型试验

所属期刊栏目：40

分类号：S277.9(农田水利)

资助基金：国家自然科学基金51769035

在线出版日期：2022-09-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：928-935