基于伴随优化方法的离心式压缩机回流通道子午面型线的优化设计*
2021-01-15邵伟龙任霁筇王国欣闻苏平
风机技术 2020年5期
邵伟龙 周 玙 任霁筇 王国欣 郭 伟 闻苏平
(1.西安交通大学能源与动力工程学院;2.沈阳鼓风机集团股份有限公司)
0 引言
多级离心式压缩机的静止元件对整机气动性能的影响很大。随着对离心压缩机研究的不断深入,研究人员发现,静止元件设计不当时,流动损失较大,回流通道的损失系数甚至可以达到0.7~0.8。离心式压缩机基本级性能的进一步提升需要尽可能减小静止元件中的流动损失,因此回流通道的设计和优化问题也成为提高多级离心式压缩机气动性能的研究的焦点问题之一。1998年,Lenke等人[1]就针对回流通道内的三维流动情况做了数值研究,并与实验结果相比较,在设计工况处数值模拟结果与实验吻合较好。Pazzi等人[2]采用人工神经网络的方法研究了决定回流通道几何形状的几组参数之间的关系,如扩压器出口相对直径D5/D2,弯道相对半径r/b2,回流器进口相对宽度b6/b2及出口相对宽度b7/b6,认为当回流器进口相对宽度b6/b2取值偏大或偏小时,弯道半径r和扩压器出口相对直径D5/D2的增加会导致损失系数的降低;当回流器进口相对宽度b6/b2取值适中时,搭配较小的扩压器出口相对直径D5/D2和较大的弯道相对半径r/b2会有比较好的效果。
近些年,回流通道的研究有了较为丰富的进展,在回流通道设计和改进的过程中,弯道的几何形状,回流器叶片数、叶片型线、叶片的厚度分布等因素都被考虑在内。Reutter等人[3]对一多级离心压缩机的回流器叶片做了优化设计,将提高设计点的效率和降低出口气流角的平均偏差作为优化目标,并采用遗传算法控制优化过程。……
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