斜流泵叶轮水力设计及优化研究的任务书.docx

斜流泵叶轮水力设计及优化研究的任务书
任务书
一、课题名称
斜流泵叶轮水力设计及优化研究
二、研究背景与意义
随着水力机械的应用范围不断扩大，斜流泵作为一种比离心泵更为高效、节能的水泵，在市政、建筑、农业、水利等领域得到广泛的应用和推广。其中叶轮作为斜流泵的核心部件，其水力性能的优劣直接关系到斜流泵的使用效率、安全性和环保性。因此，深入研究斜流泵叶轮水力设计和优化方案，对提高水泵性能、增强斜流泵的市场竞争力和推动我国水泵行业向全球市场占据更重要的地位具有重要的意义。
三、研究内容和方法
1.斜流泵叶轮水力设计
(1)叶轮基本结构参数的选取：研究叶轮的型线形式、切入角、出口角、进口口径、通道宽度等结构参数的对泵性能的影响，选取合适的叶轮结构参数。
(2)叶轮周向分布的设计：对叶轮的流通面积进行分配和设计，以达到叶轮周向流通均匀性，提高水泵的性能。
(3)叶轮化验室模型制作和测试：采用三维数值模拟，采用CFD(ComputationalFluidDynamics)方法数值模拟斜流泵的叶轮设计方案，并结合实验室化验模型的测试，从整体考虑叶轮的流动特性和水力性能。
2.斜流泵叶轮优化设计
(1)基于流固耦合的叶轮结构优化:基于流场的反馈信息，尝试对叶轮结构参数进行优化，改变叶轮的型线形式、切入角等，优化叶轮流线和流道，以提高水泵性能。
(2)断面神经网络算法：采用断面神经网络算法对叶轮进行优化设计，通过训练和学习断面神经网络，优化叶轮的流场和流线，以提高水泵性能。
(3)优化设计方案的数值模拟和实验测试:通过_CF_D方法进行模拟，并结合水力试验室实验，验证优化设计方案的性能。
四、研究计划和进度
阶段|任务|时间节点
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第一阶段|文献梳理研究现状和发展方向；斜流泵叶轮结构及水力设计分析；数值方法和实验技术研究进展|2周
第二阶段|基本结构参数选取，叶轮周向分布设计|2周
第三阶段|斜流泵叶轮化验室模型制作和测试|3周
第四阶段|采用CFD方法对不同优化设计方案进行试验分析|2周
第五阶段|用断面神经网络算法优化叶轮设计方案，并分别进行数值和物理试验测试|3周
第六阶段|数据分析与处理|2周
第七阶段|报告的撰写和整理|2周
五、预期目标和成果
该研究旨在深入探索斜流泵叶轮水力设计和优化方案，以达到以下预期目标：
1.优化斜流泵叶轮设计，提高叶轮的水力性能，为斜流泵的应用提供高效的保障;
2.为斜流泵的研发和生产提供技术支持和帮助，提高我国水泵行业的整体竞争力；
3.形成一套基于CFD数值模拟、实验室化验模型和断面神经网络算法优化设计的斜流泵叶轮设计方案和优化方案，促进斜流泵的研究和发展。
预期成果：
1.研究报告一份
2.角度、流量和效率特性曲线数据
3.实验模型图集
4.模拟计算结果表格、图片
5.实验数据处理程序和实验数据记录表
6.优化方案对比分析表格、图片。
六、经费预算
序号|经费科目|金额
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1|试验设备和耗材购置|60000元
2|实验场地、水电费用|20000元
3|硬件软件费用|30000元
4|人员费用|80000元
5|其他费用|10000元
合计||200000元
以上经费预算内容仅供参考。具体经费预算应根据实际情况进行具体规划和合理安排。
七、团队组成
项目组将组成一支具有丰富水泵设计经验、熟悉斜流泵水力原理和具有较强实验技能的团队。主要人员包括：
1.项目负责人：研究方案、研究报告的撰写和资金管理的任务。
2.数据处理专家：主要负责数据的预处理和结果的统计分析，具有相关研究经验，承担任务制定的实验数据处理程序。
3.斜流泵设计和CFD分析专家：主要负责叶轮设计和CFD分析模拟。
4.实验室技术员：主要负责设备调试、样机制作及实验测试操作的任务。
五、参考文献
[1]龚建立.斜流泵设计优化研究[D].武汉理工大学2014.
[2]张迪，斜流泵叶轮的三维数值模拟研究研究[D].华中科技大学,2007.
[3]刘江平,刘凯.斜流泵叶轮优化设计[J].机械设计,2008(06):3.
[4]徐兰辉,王惠民,常宏伟.斜流泵流道切入角对流场和性能影响数值研究[J].国泵技术开发,2016(02):17-20.