膨脹機(jī)是有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的核心動(dòng)力部件,本文通過(guò)建立基于多目標(biāo)優(yōu)化算法MOGA的多學(xué)科優(yōu)化平臺(tái),對(duì)5MW有機(jī)朗肯循環(huán)中的兩級(jí)軸流膨脹機(jī)的流通部件參數(shù)化建模,應(yīng)用葉片空間切向積疊規(guī)則進(jìn)行葉片傾和彎造型,在動(dòng)葉和靜葉柵耦合上尋求最優(yōu)解。原型膨脹機(jī)經(jīng)優(yōu)化后,工況1下的總-靜效率提高1.23%,輸出功率提高1.1%,軸向推力減小4.5%,兩級(jí)動(dòng)葉的最大等效應(yīng)力均小于材料屈服極限。動(dòng)葉片預(yù)應(yīng)力處理下的前六階模態(tài)計(jì)算結(jié)果表明,工作轉(zhuǎn)速頻率激勵(lì)和靜葉通過(guò)頻率激勵(lì)判定合格。

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【部分圖文】：

圖1膨脹機(jī)工程優(yōu)化流程圖

軸流膨脹機(jī)的工程優(yōu)化設(shè)計(jì)流程如圖1，首先建立軸流膨脹機(jī)氣動(dòng)數(shù)值計(jì)算模型，進(jìn)行氣動(dòng)數(shù)值分析，根據(jù)軸流膨脹機(jī)葉柵的氣動(dòng)性能進(jìn)行單目標(biāo)或多目標(biāo)優(yōu)化，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)動(dòng)、靜葉片的強(qiáng)度和動(dòng)力特性進(jìn)行優(yōu)化，由于氣動(dòng)與結(jié)構(gòu)性能存在一定的制約關(guān)系，這種優(yōu)化策略可能無(wú)法獲得合理的結(jié)構(gòu)方案，而需要....

圖3原型機(jī)葉柵造型方式

式中,o-p1,o-p4,o-s1,o-s5由表1中的參數(shù)求得，le,te,le-,te-分別為前緣與尾緣所在有向曲線和反向曲線的單位切向量，Tp5所在項(xiàng)為向量a,Tp6所在項(xiàng)為向量b,Chord為弦長(zhǎng)。圖4二維葉柵曲線控制點(diǎn)定義方式

圖4二維葉柵曲線控制點(diǎn)定義方式

圖3原型機(jī)葉柵造型方式為了減少設(shè)計(jì)變量的數(shù)量，動(dòng)葉和靜葉的空間定義僅選取沿葉高方向0%,25%,50%,75%和100%,5個(gè)截面，每個(gè)截面處的壓力面和吸力面的B樣條曲線控制點(diǎn)向量因子Tp1,Tp2,Tp3,Tp4,Tp5,Tp6作為一組設(shè)計(jì)變量；動(dòng)葉和靜葉的切向積疊線采用B樣....

圖5切向積疊線

為了減少設(shè)計(jì)變量的數(shù)量，動(dòng)葉和靜葉的空間定義僅選取沿葉高方向0%,25%,50%,75%和100%,5個(gè)截面，每個(gè)截面處的壓力面和吸力面的B樣條曲線控制點(diǎn)向量因子Tp1,Tp2,Tp3,Tp4,Tp5,Tp6作為一組設(shè)計(jì)變量；動(dòng)葉和靜葉的切向積疊線采用B樣條-直線-B樣條曲線的方....

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