摘要：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R_(A)值趋于0水平,R_(B)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,R_(A),R_(C)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R_(A)值越大,R_(B)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%。

摘要：采用直接自由曲面变形方法对液环真空泵吸排气段整个壳体型线进行参数化控制,运用响应面法建立壳体型线与进口真空度和效率的多参数回归模型,基于NSGA-Ⅱ算法进行液环真空泵性能的多目标优化,并对比分析优化模型与初始模型的内流场和外特性.结果表明:NSGA-Ⅱ多目标优化得到真空度最优模型的真空度提升了4.5%,效率最优模型的效率提高了1.3%;壳体型线的各个区域对液环真空泵的进口真空度和效率都有显著影响,但吸气段壳体型线对液环真空泵性能的影响明显大于排气段;在传统设计的基础上,适当增大吸气段壳体的径向尺寸有利于提升泵进口真空度,具有较小吸气区流道面积扩散比和排气区流道面积收缩率的壳体型线水力效率更高;压缩区径向尺寸较小的壳体型线有利于提升排气口压力,减少排气口回流,从而提升泵的效率.

摘要：为分析液环压缩机壳体型线对性能的影响规律,采用直接自由曲面变形技术对壳体型线进行参数化控制,根据响应面方法建立壳体形状变量与吸气量、轴功率及效率之间的多元回归模型,并据此分析吸、排气段壳体型线对液环压缩机性能的影响规律,采用NSGA-Ⅱ多目标优化方法对吸、排气段壳体型线进行协同优化。结果表明:吸气段壳体型线对液环压缩机性能的影响显著大于排气段壳体型线;适当增大吸气段壳体的径向尺寸有助于提高吸气量,且流道面积扩散度越大,吸气量越大;压缩区径向尺寸较小的壳体型线能够减少排气口的回流,提高泵的水力效率;吸气区流道面积扩散度与排气区流道面积收缩率越小,泵的轴功率也越小;多目标优化得到的最优流量设计的吸气量提高了6.4%,最优效率设计的效率提高了1.2%。