Описана процедура автоматизации подбора и построения профилей винтовых роторов типа SRM (Svenska Rotor Maskiner). В работе рассматривается классический случай винтовых роторов с постоянным по длине шагом винтовой линии и неизменной формой поперечного сечения профиля от окна всасывания до окна нагнетания. Предложен метод параметрического синтеза базового профиля – исходного профиля, служащего отправной точкой для последующей оптимизации его формы и удовлетворяющего техническому заданию и условиям геометрической допустимости (далее – допустимого базового профиля, или кратко базового профиля) по техническому заданию, в котором поиск девяти проектных параметров выполняется генетическим алгоритмом с контролем геометрической и кинематической допустимости с параллельной оценкой особей. Корректность синтезированной геометрии подтверждается независимым расчётом объёма парной полости двумя методами. На тестовом задании для ступени сжатия попутного нефтяного газа допустимый профиль получен за несколько поколений при наибольшей частной погрешности соответствия техническому заданию около 4,8 %; расхождение объёма по двум методам не превысило 0,5 %. Метод реализован как сквозной автоматизированный цикл с выгрузкой координат профиля для построения в системах CAD.
The automation of selecting and constructing SRM (Svenska Rotor Maskiner) screw-rotor profiles is considered. The study deals with the classical case of screw rotors having a constant helix lead along the rotor length and an unchanged cross-sectional profile from the suction port to the discharge port. A method is proposed for the parametric synthesis of a base profile, i.e., an initial profile serving as the starting point for its subsequent shape optimization and satisfying the technical specification and the conditions of geometric feasibility (hereinafter referred to as an admissible base profile, or simply a base profile). The search over nine design parameters is performed by a genetic algorithm with built-in control of geometric and kinematic feasibility and parallel evaluation of individuals. The correctness of the synthesized geometry is confirmed by an independent computation of the paired-cavity volume by two methods. For a test specification of an associated-petroleum-gas compression stage, a base profile was obtained within several generations with a maximum partial error of specification matching of about 4.8%; the discrepancy between the two volume-computation methods did not exceed 0.5%. The method is implemented as an end-to-end automated pipeline with export of profile coordinates for construction in CAD systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.