农业机械学报

作者：阮承治，陶齐齐，陈奕玮，郭波，邱昌东，陈加友，杨君

单位：武夷学院,武夷学院,武夷学院,武夷学院,武夷学院,黎明职业大学,武夷学院,

关键词：武夷岩茶摇青机;离心风机;叶轮;优化设计;试验

基金：国家自然科学基金项目（61903288）、福建省科技创新平台项目（2022-p-029）、福建省自然科学基金项目（2022J011191）、福建省本科高校教育教学改革项目（FBJY20230282、FBJG20210049）和武夷学院教改项目（KC202228RZ）

为提升武夷岩茶摇青机用离心风机性能，通过多目标遗传算法对离心风机叶轮进行优化设计与试验验证。首先，针对38组设计样本，采用拉丁超立方设计方法对叶轮叶片数量、叶轮内外径比、叶片进口安装角、叶片出口安装角、叶片折弯半径和叶片进口直径进行优化；然后通过NSGA-Ⅱ多目标算法对构建的最小二乘回归（Least squares regression, LSR）与移动最小二乘法（Moving least square method, MLSM）响应面模型进行求解，得到风机风量与风机效率最优时的Pareto解集，并进行Spearman变量相关性分析；最后通过CFD数值仿真与试验，验证了优化设计方法对实际设备摇青效果提升的有效性。结果表明：叶片进口安装角和出口安装角对风机风量影响最大，叶轮内外径比和叶片出口安装角对风机效率的影响最大，达到高相关程度；最优参数组合为叶片数量19、叶轮内外径比0.67、叶片进口安装角73.86°、叶片出口安装角128.74°、折弯半径25.28mm、叶片进口直径24.95mm；相较于原型风机，优化后风机风量增加381.22m3/h，风机效率提高4.33个百分点，叶梗、叶片平均走水分别提高2.05、3.15个百分点，做茶感官审评平均得分91.4，验证了风机优化设计对整机茶叶摇青品质的提升。

来源：2024年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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