离心压缩机分流叶片长度与周向位置优化设计

邵佳丰，罗 晨，周怡君，2，曹火光

（1.东南大学机械工程学院，江苏 南京 211189；2.东南大学成贤学院，江苏 南京 210088；3.固耐重工（苏州）有限公司，江苏 苏州 215400）

1 引言

离心压缩机广泛应用于机械制造、石油化工、制冷、航空航天等国家重点发展领域，提升其性能对我国经济的发展与节能具有重大意义［1］。优化分流叶片的设计是改善压缩机性能的有效手段，对此，国内外学者已经进行了大量的数值与试验研究。

文献［2］研究发现，在两片主流叶片之间增加两片一大一小的分流叶片，并使大分流叶片偏向主叶片压力面侧，小分流叶片偏向主叶片吸力面侧可以提升压缩机的压比与效率。文献［3］通过计算不同叶高处熵的变化来分析分流叶片长度对压缩机性能的影响。文献［4］通过数值计算分析了7 个离心叶轮的性能，来探讨分流叶片位置对叶轮性能的影响。文献［5］运用数值计算分析了分流叶片的长度系数与周向系数对超临界二氧化碳压缩机内部流动特性的影响。针对某离心压缩机，根据线性加权和方法提出一种性能评价函数用以综合评价压缩机的性能，利用此性能评价函数分析了分流叶片的长度与位置对压缩机性能的影响，并确定了同时考虑分流叶片的长度与位置的最优离心压缩机分流叶片参数。

2 性能评价函数的构建

2.1 线性加权和法

求解多目标优化问题时，由于决策者最终往往只需要一个满意的Pareto最优解，故通常需要将多目标优化问题转化为单目标优化问题［7］，而线性加权和法便是一种简单有效的求解方法［8］。……