超高压旋流除砂器结构响应面优化及数值模拟

作者：李美求; 赵志远; 宋德双; 詹良斌; 曾云

来源：液压与气动, 2023, 47(06): 29-39.

• 旋流除砂器
• 超高压
• 数值模拟
• 响应面法
• Kriging模型

采用中心组合试验设计(Central Composite Design, CCD)方法和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)数值模拟方法，对旋流除砂器进行了不同结构设计变量与目标变量之间的响应面实验。选用Kriging模型完成了响应面拟合，并结合混合整数顺序二次规划(Mixed-Integer Sequence Quadratic Programming, MISQP)算法完成了最优解的获取，实现了对旋流除砂器结构参数的优化。数值模拟结果与预测结果在分离效率和压降上的误差不超过1%,验证了模型的准确性。多组粒径的数值模拟结果表明：优化结构在分离效率上从87.17%提高到95.63%,提升8.46%;底流管直径、溢流管直径和溢流管插入深度都会对分离效率造成显著影响，但溢流管插入深度对压降的影响并不显著；12组不同粒径模拟结果的tromp曲线显示，粒径35～80μm区间，优化结构具有较高的分离效率，在30μm以下对分离效率提升并不明显。该研究结果对超高压旋流除砂器的优化设计可提供参考。

• 单位
  苏州道森钻采设备股份有限公司; 长江大学