شبیه سازی عددی و بهینه سازی چند هدفی ایندیوسر پمپ گریز از مرکز

ایندیوسرها قطعات مهمی هستند که برای دستیابی به عملکرد مکش بالاتر در بالادست پروانه اصلی پمپ گریز از مرکز نصب می گردند و با سرعت دورانی پروانه می چرخند. ایندیوسر با افزایش فشار ورودی به پمپ باعث بهبود عملکرد هیدرولیکی و طول عمر پمپ می گردد اما میزان بهبود شدیدا وابسته به پارامترهای هندسی ایندیوسر بوده و بنابراین بهینه سازی پارامترهای هندسی آن اجتناب ناپذیر می باشد. در پژوهش حاضر با در نظر گرفتن زاویه ورودی نوک پره، زاویه خروجی نوک پره و نسبت قطر خروجی به ورودی توپی به عنوان پارامترهای طراحی و ضریب هد، بازدهی هیدرولیکی و هد مکش مثبت خالص مورد نیاز به عنوان توابع هدف، به تعیین مقادیر بهینه جهت دست یابی به ماکزیمم عملکرد ایندیوسر پرداخته شده است. عملکرد ایندیوسر به صورت سه بعدی شبیه سازی و با نتایج تجربی مقایسه گردیده است که تطابق مناسب نتایج، نشان دهنده صحت روش و فرضیات مورد استفاده می باشد. شبکه عصبی مصنوعی برای استخراج رابطه مابین متغیرهای طراحی و توابع هدف مورد استفاده قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از الگوریتم اصلاح شده ژنتیک بر مبنای مرتب سازی نقاط غیر برتر II نمودار پارتو در صفحه توابع هدف مختلف ترسیم شده و مقادیر نقاط بهینه پیشنهادی برای متغیرهای طراحی با استفاده از روش نزدیک ترین نقطه به نقطه ایده آل بدست آمده است. با توجه به بهینه سازی چند هدفی مقدار ضریب هد ۱۴.۳%، بازدهی هیدرولیکی ۰.۳% و هد مکش مثبت خالص موردنیاز ۳۰.۲% بهبود پیدا کرده است. نقاط طراحی پیشنهادی حاوی نکات قابل توجهی هستند که بدون استفاده از بهینه سازی چند هدفی قابل محاسبه نمی باشند.

کلیدواژه ها:

Inducer ، Centrifugal pump ، Artificial neural network ، Multi-objective optimization ، ایندیوسر ، پمپ گریز از مرکز ، شبکه عصبی مصنوعی ، بهینه سازی چند هدفی