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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.
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单位河海大学; 电气学院
