[发明专利]一种沉降式离心机综合性能优化方法、系统、设备及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种沉降式离心机综合性能优化方法、系统、设备及可读存储介质，通过基于流体动力学方法进行沉降式离心机的流场模拟完成正交数值试验，基于正交数值试验指标的回归方程，根据满足工艺要求的正交数值试验参数以及优化目标和限制条件采用遗传算法，获得沉降式离心机综合性能最优的方案，利用数值模拟技术，基于正交数值试验法得到了沉降式离心机出渣含固率和比功耗的回归模型，基于遗传算法的沉降式离心机综合性能优化方法，本发明能够快速合理的获取沉降式离心机综合性能，方法简单，在满足工艺要求的基础上，降低设备运行功耗和制造成本，并提高了设计人员的设计效率，为沉降式离心机的多参数优化设计提供了参考。

技术领域

本发明属于沉降式离心机技术领域，具体涉及一种沉降式离心机综合性能优化方法、系统、设备及可读存储介质。

背景技术

目前国内的沉降式离心机厂家设计沉降式离心机时大多处于经验或半经验设计阶段，导致了目前沉降式离心机的综合性能较低。多个参数对沉降式离心机的综合性能均有影响，但目前的优化大多为单参数优化，很少涉及单多参数优化。同时，目前研究的优化目标过于单一，多旨在提高沉降式离心机的分离性能，而不能兼顾设备功耗和制造成本进行设计；采用实验方法获得不同参数条件下的分离性能和功耗成本过高，并且无法有效获取对于沉降式离心机有用的性能参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉降式离心机综合性能优化方法、系统、设备及可读存储介质，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种沉降式离心机综合性能优化方法，包括以下步骤：

S1，构建沉降式离心机几何模型，取沉降式离心机综合性能影响参数、正交数值试验指标、水平个数和正交试验表作为正交数值试验参数；

S2，基于流体动力学方法，更改几何模型的结构参数以及模拟过程所需的运行参数，基于正交数值试验参数进行沉降式离心机的流场模拟，完成正交数值试验，计算得到每种方案的指标值；

S3，基于正交数值试验结果，对于满足工艺要求的实验结果进行优化；对于不满足工艺要求的实验结果重新确定正交数值试验参数范围，重复步骤S2，直至实验结果满足工艺要求后进行优化；

S4，基于正交数值试验指标的回归方程，确定沉降式离心机综合性能优化目标和限制条件，根据满足工艺要求的正交数值试验参数以及优化目标和限制条件采用遗传算法，获得沉降式离心机综合性能最优的方案。

进一步的，沉降式离心机综合性能影响参数包括结构参数和运行参数。

进一步的，结构参数包括转鼓直径和长径比；运行参数包括流量、转鼓转速和差转速。

进一步的，正交数值试验指标包括出渣含固率、固相回收率和运行功耗。

进一步的，水平个数为6；正交试验表安排5水平，6个因素和25个方案，采用标准正交表L₂₅(5⁶)。

进一步的，沉降式离心机综合性能优化目标为达到最小功耗和最小制造成本，最小制造成本采用最小长径比表示，最小功耗采用最小比功耗表示；

式中，P是沉降式离心机稳定运行下所用功率，其包括主电机功率和副电机功率，Q是进料体积流量，α_l,feed为进料液相体积分数，α_l,out为排渣口液相体积分数。

进一步的，利用Creo软件建立沉降式离心机流体域的三维模型，然后将三维模型导入ICEM软件进行网格划分，将进行网格划分后的三维模型导入流体力学分析软件Fluent，利用流体力学分析软件Fluent进行沉降式离心机的数值计算。

一种沉降式离心机综合性能优化系统，包括：