KCI등재
SCOPUS
Energy efficiency optimization of water pump based on heuristic algorithm and computational fluid dynamics
저자
Wang Wenjie (National Research Center of Pumps, Jiangsu University, 301 Xuefu Road, 212013 Zhenjiang, China) ; Han Zhenhua (National Research Center of Pumps, Jiangsu University, 301 Xuefu Road, 212013 Zhenjiang, China) ; Pei Jin (Jiangsu University) ; Pavesi Giorgio (University of PADOVA) ; Gong Xiaobo (National Research Center of Pumps, Jiangsu University, 301 Xuefu Road, 212013 Zhenjiang, China) ; Yuan Shouqi (National Research Center of Pumps, Jiangsu University, 301 Xuefu Road, 212013 Zhenjiang, China)
발행기관
학술지명
Journal of computational design and engineering(Journal of Computational Design and Engineering)
권호사항
발행연도
2023
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
382-397(16쪽)
DOI식별코드
제공처
To reduce the energy consumption of large centrifugal pumps, modified heuristic intelligent algorithms are used to directly optimize the diffuser of centrifugal pumps. Considering the hydraulic efficiency under the design condition as the optimization target, in this study, 14 geometric parameters such as the inlet diameter, outlet diameter, and leading and trailing vane angles of the diffuser are selected as design variables, and the modified particle swam optimization and gravitational search algorithm are used to directly search for optimization in the design space. The performance and loss of internal entropy production of the different models before and after optimization are compared and analyzed in detail. The results show that the global optimization ability of the modified algorithm is improved. The diffuser model changes from cylindrical to twisted, the vane wrap angle increases, and the thickness of the leading edge decreases. Under the design condition, the efficiency of modified particle swarm optimization algorithm solution is increased by 2.75% and modified gravitational search algorithm solution by 2.21%, while the power remains unchanged. Furthermore, the optimization solution has the largest lift efficiency improvement under part-load conditions. After optimization, the unstable flow in the model is improved and internal entropy production loss is reduced significantly. The interior of the diffuser is dominated by turbulent entropy production and direct entropy production under different operating conditions, and the wall entropy production accounts for the smallest proportion.
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