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流体机械2025年第05期:基于MOEA/D算法的熔盐泵空间导叶参数优化研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘广兵;董文平;夏添;文宏刚;朱祖超;李晓俊;任启乐;

单位:合肥通用机械研究院有限公司;通用机械关键核心基础件创新中心(安徽)有限公司;浙江理工大学机械工程学院;

摘要:针对某50 MW光热电站用熔盐泵性能不足,过流部件流动效率低下的问题,以泵空间导叶作为研究对象,开展多目标优化设计。采用主成分分析方法对导叶几何参数进行识别,确定了对泵性能影响显著的5个几何参数作为优化变量,即导叶最大外流线直径D2、导叶进口角α1、导叶出口角α2、导叶叶片包角φ和叶轮与导叶径向安装间隙L2。利用回归向量机结合RBF神经网络构建了泵效率、扬程与优化变量之间的近似模型,并通过R2方法进行模型精确度分析,其值大于0.95,满足误差要求;基于MOEA/D算法进行导叶几何参数寻优,获得优化导叶最佳几何参数取值,并进行了工程设计,得到了优化导叶样件;对比分析了导叶优化前、后对泵性能的影响规律。结果表明,最优设计参数为D_2=451 mm,α_1=21.2°,α_2=88.1°,φ=94.5°,L_2=4.5 mm,优化后泵扬程提升了4.98%,效率提升了4.32%,水力性能提升明显,泵内压力梯度变化更为平稳,其动静压能转化效率提升,流动分离涡的强度及大小均有明显削弱,水力损失降低,泵流动特性改善明显。研究结果对熔盐泵的优化设计提供参考。

关键词:熔盐泵;;空间导叶参数;;支持向量回归;;多目标差分进化算法;;数值仿真

基金资助:国家自然科学基金联合基金项目(U24A20139);; 中国机械工业集团有限公司科研专项项目(ZDZX2024-62)