為了獲得具有較強(qiáng)適應(yīng)工況變化能力的上游泵送機(jī)械密封,以微間隙內(nèi)流場(chǎng)的CFD計(jì)算為基礎(chǔ),建立涉及多工況的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,綜合分析相關(guān)研究成果和密封特性確定了優(yōu)化變量及其取值范圍、工況參數(shù)取值范圍和優(yōu)化目標(biāo)。應(yīng)用模糊集理論確定不同工況下的液膜剛度和泄漏量的權(quán)重因子,并研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響。基于窮盡搜索法和遺傳算法對(duì)密封進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)比分析2種優(yōu)化方法得到的優(yōu)化結(jié)果,并對(duì)優(yōu)化前后的密封潤(rùn)滑膜流場(chǎng)特性進(jìn)行BVF診斷分析。優(yōu)化研究表明:人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型很好地?cái)M合了液膜剛度、泄漏量隨槽型參數(shù)變化的函數(shù)關(guān)系;2種優(yōu)化方法都能提高密封性能,但遺傳算法優(yōu)化比窮盡搜索法優(yōu)化能獲得更好的優(yōu)化結(jié)果。 

【文章來(lái)源】：潤(rùn)滑與密封. 2020,45(08)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

動(dòng)環(huán)端面螺旋槽槽形

液膜模型如圖2所示(厚度方向放大1 000倍以便觀察),取單周期液膜(即液膜的1/Ng)為計(jì)算對(duì)象[6]。采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分并在槽尖端處加密處理。邊界條件設(shè)置如圖3所示,螺旋槽液膜水體設(shè)置為旋轉(zhuǎn)域,間隙液膜水體設(shè)置為靜止域,動(dòng)環(huán)表面、螺旋槽的側(cè)壁面及槽底面均設(shè)置為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)壁面,靜環(huán)表面設(shè)置為靜止壁面;進(jìn)、出口邊界分別設(shè)為壓力進(jìn)、出口。圖3 單周期液膜網(wǎng)格及邊界條件

圖2 全周期液膜模型對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行無(wú)關(guān)性檢驗(yàn),在進(jìn)口壓力為0.3 MPa、出口壓力為0、轉(zhuǎn)速為3 000 r/min時(shí)不同網(wǎng)格數(shù)量的液膜開(kāi)啟力和泄漏量計(jì)算結(jié)果如圖4所示。可見(jiàn),網(wǎng)格數(shù)達(dá)到20萬(wàn)后網(wǎng)格對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響已很小,故選取20萬(wàn)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格劃分方案。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于層次分析法的孤立微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行[J]. 李國(guó)慶,翟曉娟.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(10)
[2]低壓螺旋槽上游泵送氣體端面密封零泄漏特性[J]. 厲虹,白少先.  潤(rùn)滑與密封. 2017(03)
[3]空化熱效應(yīng)對(duì)上游泵送機(jī)械密封潤(rùn)滑性能的影響[J]. 陳匯龍,王彬,任坤騰,李同,趙斌娟.  化工學(xué)報(bào). 2016(10)
[4]基于響應(yīng)面法的上游泵送機(jī)械密封優(yōu)化[J]. 陳匯龍,劉金鳳,任坤騰,李同,付杰,鄒強(qiáng),殷云瀟.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]上游泵送機(jī)械密封兩種優(yōu)化槽形及性能的對(duì)比[J]. 丁雪興,陸俊杰,張偉政,翟霄,余蹤洋.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[6]基于數(shù)值模擬的自泵送機(jī)械密封正交試驗(yàn)[J]. 顧東升,孫見(jiàn)君,馬晨波,陸建花.  化工學(xué)報(bào). 2015(07)
[7]靜態(tài)混合器中液液分散的實(shí)驗(yàn)及CFD模擬[J]. 王修綱,郭瓦力,吳劍華.  化工學(xué)報(bào). 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]機(jī)械密封環(huán)端面熱變形的分析與BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)[J]. 周劍鋒,顧伯勤.  化工學(xué)報(bào). 2006(12)

博士論文
[1]多目標(biāo)模糊識(shí)別優(yōu)化決策理論與應(yīng)用研究[D]. 王建明.大連理工大學(xué) 2004

碩士論文
[1]基于多目標(biāo)遺傳算法的上游泵送機(jī)械密封優(yōu)化研究[D]. 劉金鳳.江蘇大學(xué) 2016
[2]基于均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)法的射霧器軸流風(fēng)機(jī)CFD數(shù)值模擬分析[D]. 肖遙.燕山大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3480542