多级轴流式膨胀机的多学科优化设计

发布时间：2024-02-06 23:27

　　膨胀机是有机朗肯循环系统中的核心动力部件,本文通过建立基于多目标优化算法MOGA的多学科优化平台,对5MW有机朗肯循环中的两级轴流膨胀机的流通部件参数化建模,应用叶片空间切向积叠规则进行叶片倾和弯造型,在动叶和静叶栅耦合上寻求最优解。原型膨胀机经优化后,工况1下的总-静效率提高1.23%,输出功率提高1.1%,轴向推力减小4.5%,两级动叶的最大等效应力均小于材料屈服极限。动叶片预应力处理下的前六阶模态计算结果表明,工作转速频率激励和静叶通过频率激励判定合格。

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【部分图文】：

图1膨胀机工程优化流程图

轴流膨胀机的工程优化设计流程如图1，首先建立轴流膨胀机气动数值计算模型，进行气动数值分析，根据轴流膨胀机叶栅的气动性能进行单目标或多目标优化，再进行结构设计，对动、静叶片的强度和动力特性进行优化，由于气动与结构性能存在一定的制约关系，这种优化策略可能无法获得合理的结构方案，而需要....

图3原型机叶栅造型方式

式中,o-p1,o-p4,o-s1,o-s5由表1中的参数求得，le,te,le-,te-分别为前缘与尾缘所在有向曲线和反向曲线的单位切向量，Tp5所在项为向量a,Tp6所在项为向量b,Chord为弦长。图4二维叶栅曲线控制点定义方式

图4二维叶栅曲线控制点定义方式

图3原型机叶栅造型方式为了减少设计变量的数量，动叶和静叶的空间定义仅选取沿叶高方向0%,25%,50%,75%和100%,5个截面，每个截面处的压力面和吸力面的B样条曲线控制点向量因子Tp1,Tp2,Tp3,Tp4,Tp5,Tp6作为一组设计变量；动叶和静叶的切向积叠线采用B样....

图5切向积叠线

为了减少设计变量的数量，动叶和静叶的空间定义仅选取沿叶高方向0%,25%,50%,75%和100%,5个截面，每个截面处的压力面和吸力面的B样条曲线控制点向量因子Tp1,Tp2,Tp3,Tp4,Tp5,Tp6作为一组设计变量；动叶和静叶的切向积叠线采用B样条-直线-B样条曲线的方....

本文编号：3896373