Kryteria optymalizacyjne w projektowaniu pomp

Publikowane w dostępnej literaturze metody projektowania pomp dotyczą w większości maszyn przeznaczonych do pracy w punkcie nominalnym. Danymi wejściowymi w procedurach obliczeniowych są wówczas parametry punktu nominalnego: wysokość podnoszenia HN oraz wydajność QN. Punkt ten z założenia charakteryzuje się maksymalną wartością sprawności całkowitej ŋN=ŋmax. Poziomem odniesienia dla obliczanych sprawności projektowanych pomp są sprawności już zrealizowanych maszyn. Formuły empiryczne pozwalają określić sprawności na podstawie danych wyjściowych do projektowania pompy, nie dają jednak odpowiedzi, czy można uzyskać ich wyższe wartości. Fakt ten, był bezpośrednią przyczyną wprowadzenia do algorytmu procedury projektowania metod optymalizacji wyznaczających ekstremum funkcji celu (sprawności) określanej w oparciu o wyniki obliczeń numerycznych pól prędkości i ciśnień. Często dodatkowym żądaniem jest realizacja przez pompę minimalnej z możliwych nadwyżki antykawitacyjnej w otoczeniu nominalnego punktu pracy. W związku z tym drugą funkcją celu była minimalna z możliwych nadwyżka antykawitacyjna stopnia wlotowego pompy. Jako narzędzie optymalizacji zastosowano algorytmy wyznaczania globalnego ekstremum funkcji niegładkich.

---

Pump design methods published in common literature mostly refer to machines designed for work in the nominal point. Input data in calculus procedures are then parameters of nominal point: the head HN and efficiency QN. From assumption, for this point characteristic is the maximal value of the total efficiency ŋN=ŋmax. The datum level for calculated efficiencies of designed pumps are efficiencies of already produced machines. Empirical formulas allow to specify efficiencies on the basis of output data for designed pump, however do not answer whether it is possible to obtain their greater values. This fact was a direct cause of introducing into the algorithm the procedure of designing optimization methods due to appoint the objective function (efficiency) specified on the basis of numerical calculations of velocity and pressure fields. Oftentimes, the additional request is the realization of the possible minimal net positive suction head by pump in the circumambiency of the nominal work point. Due to this fact, the second objective function was the possible minimal net positive suction head of the pumps' suction stage. As for the optimization tool, algorithms for determining the global extreme of non-smooth functions were used.