王小娇,李 阳

内蒙古工业大学 土木工程学院,呼和浩特 010051)

喷射式制冷系统以消耗高压蒸汽为代价,利用其通过拉法尔喷嘴加速后产生的低压真空区,卷吸低压制冷蒸汽并进行混合升压,从而代替传统压缩机进行制冷循环.喷射式制冷可以充分利用余热、废热等低品位热源,避免传统压缩机的机械能损耗,其原理简单,易于工程实现,是一种节能环保的制冷方式[1-2].蒸汽喷射器是喷射式制冷系统的核心部件.因此,提高喷射器的工作性能,对喷射式制冷系统来讲至关重要.

蒸汽喷射器主要由(拉法尔)喷嘴、卷吸室、混合室、扩压室4部分组成(见图1),这4个部分的结构尺寸对蒸汽喷射器的整体工作效率影响非常明显.因此,如何使这4个部分的结构尺寸达到最优匹配是十分必要的.在蒸汽喷射器的结构优化分析中,多数学者通常采用单因素敏感度分析法[3-7],但该方法忽略了多个参数同时变化时的相互制约性对喷射器工作性能的影响,如对其所有的结构参数进行全面试验,工作量巨大,时间成本将难以实现.

本文首先对初步设计的蒸汽喷射器结构参数进行单因素敏感度分析,在此基础上,利用二次回归正交组合设计方法,建立喷射器结构参数对喷射系数的回归方程；然后选用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)和一种改进的粒子群算法(Genetic Algorithm Particle Swarm Optimization,GA-PSO)对回归方程在解空间内进行迭代寻优,并与单因素敏感度分析的结果对比,得到设计工况下蒸汽喷射器的最优……