矿用对旋式轴流通风机扩散器结构多目标优化设计

中国机械工程 ›› 2013, Vol. 24 ›› Issue (3): 386-391.

矿用对旋式轴流通风机扩散器结构多目标优化设计

戴巨川;刘德顺;金永平;文泽军;岳文辉

湖南科技大学先进矿山装备教育部工程中心,湘潭,411201

出版日期:2013-02-10 发布日期:2013-02-27
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51075143)；湖南省产学研结合技术创新工程计划资助项目(2010XK6066)；湖南省自然科学省市联合基金资助重点项目(11JJ8005)
National Natural Science Foundation of China（No. 51075143）

#br# Multi-objective Optimization Design of Diffuser Structure of Mine Contra-rotating Axial Fan

Dai Juchuan;Liu Deshun;Jin Yongping;Wen Zejun;Yue Wenhui

Engineering Research Center of Advanced Mining Equipment Ministry of Education, Hunan University of Science and Technology,Xiangtan,Hunan,411201

Online:2013-02-10 Published:2013-02-27
Supported by:

National Natural Science Foundation of China（No. 51075143）

摘要/Abstract

摘要：

以矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用粒子群优化算法对其扩散器结构设计参数进行了优化。首先,应用实验设计方法研究了通风机扩散器结构设计参数与通风机全压及效率之间的关系。研究结果表明：随着扩散器芯筒尾部半径R1的增大,通风机全压会先降低而后增高;通风机全压随着扩散器出口截面半径R2的增大而减小,随扩散器长度L1的增大而增大。通风机效率随R1、L1的增大而增大,随R2的增大而减小,且L1对通风机效率的影响最为显著。然后,以通风机全压及效率为优化目标,以扩散器结构设计参数为设计变量,应用粒子群优化算法对其进行多目标优化。


关键词: 矿用对旋式通风机, 扩散器结构, 粒子群优化算法, 流场分析, 优化设计

Abstract:

Diffuser structure of mine contra-rotating axial fan was optimized by using particle swarm optimization algorithm and three-dimensional flow analysis. Firstly, experimental design method was used to study the relationship among structure parameters of diffuser and the total-pressure and efficiency of fan. The results show that the total-pressure of fan tendes to decrease firstly and then increase with increasing of diffuser core canister tail radius (R1). The total-pressure increases along with increasing of the diffuser outlet sectional radius (R2), increases along with increasing of the diffuser length (L1). The efficiency of fan is enhanced with increasing of R1 and L1, and decreased with increasing of R2. Diffuser length has most significant influence on the efficiency of fan. Then, with the structure parameters of diffuser as the variables, the total-pressure and the efficiency of fan as the objects, particle swarm optimization algorithm was used to solve this complex multi-objective optimization problem.

Key words: mine contra-rotating axial fan, diffuser structure, particle swarm optimization algorithm, three-dimensional flow analysis, optimization design

中图分类号:

TD441.2

戴巨川, 刘德顺, 金永平, 文泽军, 岳文辉. 矿用对旋式轴流通风机扩散器结构多目标优化设计[J]. 中国机械工程, 2013, 24(3): 386-391.

DAI Ju-Chuan, LIU De-Shun, JIN Yong-Beng, WEN Ze-Jun, YUE Wen-Hui. #br# Multi-objective Optimization Design of Diffuser Structure of Mine Contra-rotating Axial Fan[J]. China Mechanical Engineering, 2013, 24(3): 386-391.

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