双作用液环压缩机壳体型线响应面分析及多目标优化

简介

为探究双作用液环压缩机壳体型线对其内流场及性能的影响机理,采用DFFD参数化方法对多级双作用液环压缩机椭圆形壳体型线进行响应面优化分析,并结合NSGA-II多目标优化方法对吸排气区壳体型线进行协同优化。采用VOF多相流模型对该液环压缩机全流域进行非定常计算,双作用液环泵内相态场、压力场基本呈径向对称分布,吸排气区域及叶轮壳体内流场与单作用液环泵分布规律基本一致,随着级数增大液环内的气相区域逐渐减小。响应面结果表明吸气量的大小主要取决于吸气口始端和末端的壳体型线,当RA值趋于0水平,RB处于低水平时,吸气量趋于最大值。轴功率主要受吸、排气口始端位置壳体型线影响,RA,RC值越小,轴功率越小。效率的大小主要取决于吸气口始端和末端的壳体型线,且RA值越大,RB值越小,效率越高。在额定出口压比条件下,以吸气量和效率作为优化目标对液环压缩机进行NSGA-II多目标优化,获得其Pareto前沿的最优效率设计J和和最优流量设计K,J方案流量和效率分别高于原方案1.40%和2.53%,K方案流量和效率分别高于原方案16.4%和0.61%。