基于GA-PSO联合算法的多翼离心风机多工况优化设计

发布时间：2024-10-02 23:02

　　多翼离心风机作为一种低压风机,因具有结构紧凑、运转噪声低、压力系数和流量系数高的独特优势,在油烟机、空调等家电装置中得到广泛应用。但在实际运行过程中受管路系统及其他部件的影响,风机常会偏离设计工况,导致小流量运行时叶轮失速、大流量运行流道阻塞,最终造成振动噪声和效率偏低等问题的产生,难以达到现代工业节能环保的生产要求。因此,为了进一步探索高性能、低噪声、宽运行工况的多翼离心风机优化设计方法,本文以某油烟机用多翼离心风机为研究对象,针对风机核心部件-叶轮结构,基于自编程风机性能计算程序,以风机全压和全压效率为优化目标,结合最优拉丁方试验法设计训练样本,完成了BP神经网络预测风机性能的近似模型的创建,并采用GA-PSO联合算法进行多工况多目标优化设计,最终达到提升风机性能、扩大稳定运行区的目的。具体研究内容及成果如下:(1)通过数值模拟计算对风机进行三维内流分析,深入研究各结构参数对风机内部气流组织及其性能的影响规律,得到对风机气动性能影响较大的待优化叶轮几何参数(叶片进口安装角、叶片出口安装角、叶轮宽度、叶片数目),并根据计算结果结合理论分析确定待优化变量范围。(2)为了缩短结构优化设计周...

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图1-1多翼离心风机结构图

第1章绪论一种低压离心风机，主要由集流器、叶轮具体工作原理为：气流在风机叶轮旋转作围气体受压力梯度影响吸入叶轮内部做功用动压转静压，排出风机末端，从而达到要几何特征为：轮径比大，叶片数目多，多翼离心风机的工作效率较低，但由于其系数高、流量系数大、相同流量下同类型、空调和空....

图1-2公共烟道排烟倒灌现象[3]

作用动压转静压，排出风机末端，从而达到气主要几何特征为：轮径比大，叶片数目多，，多翼离心风机的工作效率较低，但由于其特力系数高、流量系数大、相同流量下同类型风机、空调和空气净化器等家电领域。图1-1多翼离心风机结构图[1]

图1-4五孔探针示意图

图1-3PIV试验测量截面及测量范围[5]采用大涡模拟计算方法，探究了外径沿轴向变化的倾斜声的影响，通过分析基频处蜗壳表面声压振幅及远场噪计算方法能够有效地模拟风机内部三维流场分布情况，及噪声大小。采用数值模拟和实验测量的方法，探究了内凹式蜗舌对影响，并与传统的原型蜗舌作对....

图1-5试验装置

(a)气动性能试验(b)噪声测试图1-5试验装置[11]为了更好的研究多翼离心风机内复杂的三维湍流流动，Seo[12]等针对平均雷诺N-S方程，利用控制方程离散化的有限体积法和湍流闭合的标准k-模型，建立了叶轮受力的数学模型，并将叶轮出口处的速度分量，静压力和流....

本文编号：4006461