上游泵送机械密封多目标多工况优化研究
发布时间：2021-11-06 21:19
为了获得具有较强适应工况变化能力的上游泵送机械密封,以微间隙内流场的CFD计算为基础,建立涉及多工况的多目标优化数学模型,综合分析相关研究成果和密封特性确定了优化变量及其取值范围、工况参数取值范围和优化目标。应用模糊集理论确定不同工况下的液膜刚度和泄漏量的权重因子,并研究人工神经网络模型对优化结果的影响。基于穷尽搜索法和遗传算法对密封进行优化设计,对比分析2种优化方法得到的优化结果,并对优化前后的密封润滑膜流场特性进行BVF诊断分析。优化研究表明:人工神经网络模型很好地拟合了液膜刚度、泄漏量随槽型参数变化的函数关系;2种优化方法都能提高密封性能,但遗传算法优化比穷尽搜索法优化能获得更好的优化结果。
【文章来源】：润滑与密封. 2020,45(08)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
动环端面螺旋槽槽形
液膜模型如图2所示(厚度方向放大1 000倍以便观察),取单周期液膜(即液膜的1/Ng)为计算对象[6]。采用非结构网格进行网格划分并在槽尖端处加密处理。边界条件设置如图3所示,螺旋槽液膜水体设置为旋转域,间隙液膜水体设置为静止域,动环表面、螺旋槽的侧壁面及槽底面均设置为旋转运动壁面,静环表面设置为静止壁面;进、出口边界分别设为压力进、出口。图3 单周期液膜网格及边界条件
图2 全周期液膜模型对网格进行无关性检验,在进口压力为0.3 MPa、出口压力为0、转速为3 000 r/min时不同网格数量的液膜开启力和泄漏量计算结果如图4所示。可见,网格数达到20万后网格对计算结果的影响已很小,故选取20万对应的网格划分方案。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于层次分析法的孤立微电网多目标优化运行[J]. 李国庆,翟晓娟. 电力系统保护与控制. 2018(10)
[2]低压螺旋槽上游泵送气体端面密封零泄漏特性[J]. 厉虹,白少先. 润滑与密封. 2017(03)
[3]空化热效应对上游泵送机械密封润滑性能的影响[J]. 陈汇龙,王彬,任坤腾,李同,赵斌娟. 化工学报. 2016(10)
[4]基于响应面法的上游泵送机械密封优化[J]. 陈汇龙,刘金凤,任坤腾,李同,付杰,邹强,殷云潇. 排灌机械工程学报. 2016(03)
[5]上游泵送机械密封两种优化槽形及性能的对比[J]. 丁雪兴,陆俊杰,张伟政,翟霄,余踪洋. 兰州理工大学学报. 2015(06)
[6]基于数值模拟的自泵送机械密封正交试验[J]. 顾东升,孙见君,马晨波,陆建花. 化工学报. 2015(07)
[7]静态混合器中液液分散的实验及CFD模拟[J]. 王修纲,郭瓦力,吴剑华. 化工学报. 2012(03)
[8]Design of artificial neural networks using a genetic algorithm to predict saturates of vacuum gas oil[J]. Dong Xiucheng1,Wang Shouchun1,Sun Renjin1 and Zhao Suoqi2 1 School of Business Administration,China University of Petroleum,Beijing 102249,China 2 School of Chemical Science and Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China. Petroleum Science. 2010(01)
[9]机械密封环端面热变形的分析与BP网络预测[J]. 周剑锋,顾伯勤. 化工学报. 2006(12)
博士论文
[1]多目标模糊识别优化决策理论与应用研究[D]. 王建明.大连理工大学 2004
硕士论文
[1]基于多目标遗传算法的上游泵送机械密封优化研究[D]. 刘金凤.江苏大学 2016
[2]基于均匀试验设计法的射雾器轴流风机CFD数值模拟分析[D]. 肖遥.燕山大学 2016
本文编号：3480542
【文章来源】：润滑与密封. 2020,45(08)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
动环端面螺旋槽槽形
液膜模型如图2所示(厚度方向放大1 000倍以便观察),取单周期液膜(即液膜的1/Ng)为计算对象[6]。采用非结构网格进行网格划分并在槽尖端处加密处理。边界条件设置如图3所示,螺旋槽液膜水体设置为旋转域,间隙液膜水体设置为静止域,动环表面、螺旋槽的侧壁面及槽底面均设置为旋转运动壁面,静环表面设置为静止壁面;进、出口边界分别设为压力进、出口。图3 单周期液膜网格及边界条件
图2 全周期液膜模型对网格进行无关性检验,在进口压力为0.3 MPa、出口压力为0、转速为3 000 r/min时不同网格数量的液膜开启力和泄漏量计算结果如图4所示。可见,网格数达到20万后网格对计算结果的影响已很小,故选取20万对应的网格划分方案。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于层次分析法的孤立微电网多目标优化运行[J]. 李国庆,翟晓娟. 电力系统保护与控制. 2018(10)
[2]低压螺旋槽上游泵送气体端面密封零泄漏特性[J]. 厉虹,白少先. 润滑与密封. 2017(03)
[3]空化热效应对上游泵送机械密封润滑性能的影响[J]. 陈汇龙,王彬,任坤腾,李同,赵斌娟. 化工学报. 2016(10)
[4]基于响应面法的上游泵送机械密封优化[J]. 陈汇龙,刘金凤,任坤腾,李同,付杰,邹强,殷云潇. 排灌机械工程学报. 2016(03)
[5]上游泵送机械密封两种优化槽形及性能的对比[J]. 丁雪兴,陆俊杰,张伟政,翟霄,余踪洋. 兰州理工大学学报. 2015(06)
[6]基于数值模拟的自泵送机械密封正交试验[J]. 顾东升,孙见君,马晨波,陆建花. 化工学报. 2015(07)
[7]静态混合器中液液分散的实验及CFD模拟[J]. 王修纲,郭瓦力,吴剑华. 化工学报. 2012(03)
[8]Design of artificial neural networks using a genetic algorithm to predict saturates of vacuum gas oil[J]. Dong Xiucheng1,Wang Shouchun1,Sun Renjin1 and Zhao Suoqi2 1 School of Business Administration,China University of Petroleum,Beijing 102249,China 2 School of Chemical Science and Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China. Petroleum Science. 2010(01)
[9]机械密封环端面热变形的分析与BP网络预测[J]. 周剑锋,顾伯勤. 化工学报. 2006(12)
博士论文
[1]多目标模糊识别优化决策理论与应用研究[D]. 王建明.大连理工大学 2004
硕士论文
[1]基于多目标遗传算法的上游泵送机械密封优化研究[D]. 刘金凤.江苏大学 2016
[2]基于均匀试验设计法的射雾器轴流风机CFD数值模拟分析[D]. 肖遥.燕山大学 2016
本文编号：3480542
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