本文列舉了風機靜音扇葉,,說明了s1流面優(yōu)化設計在風機詳細設計過程中的作用。根系頂部三個橫截面的流入條件不同,,如表3所示,。根部設計點的進口氣流角較大,風機工作范圍不同于其它兩段,。由于轉(zhuǎn)子葉片泄漏流的影響,,頂部馬赫數(shù)較小,工作范圍較大,。采用多島遺傳算法進行優(yōu)化,,種群44,孤島7,,代數(shù)7,。三個截面共優(yōu)化了22個葉片型線參數(shù),,包括較大厚度位置、安裝角度,、中弧控制點,、吸入面控制點等。當優(yōu)化后的葉片型線三維疊---,,風機葉片上半部分略微向后彎曲,,可能導致優(yōu)化后的定子葉片損失增加。將優(yōu)化后的靜葉恢復到級環(huán)境中,,得到了三維數(shù)值模擬結(jié)果,。在設計點流量下,靜葉吸力面邊界層變薄,,堵塞面積減小,。計算了級間環(huán)境下兩葉型風機特性線和兩定子葉片變攻角特性線。從圖17可以看出,,高溫烘箱風機,,定子葉片損失減小,裕度增大,,風機,,這與不同截面的s1流面性能分析結(jié)果相似。但由于風機氣流角的匹配問題,,烘干房循環(huán)風機,,級效率沒有明顯提高,之間失速裕度由27.1%提高到34.9%,。針對葉片高度方向的不均勻進口流動情況,,在詳細設計中采用了端部彎曲技術來匹配定、轉(zhuǎn)子葉片之間的流動角,。
在風機葉片前緣形成了c形軸向速度分布,,在翼型阻力的作用下,流入流的軸向速度減小,,形成了一個低速區(qū),。吸入面沿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的相反方向形成橫向壓力梯度。根據(jù)機翼理論,,通過吸力面的速度高于通過壓力面的速度,,吸力面后緣形成高速區(qū)。進一步討論了動葉區(qū)中間流動面內(nèi)的總壓力分布,。分析了在設計流量下動葉區(qū)中流面內(nèi)的總壓分布,。由于風機葉片壓力面所做的工作,壓力面上的總壓力明顯高于吸力面上的總壓力,,總壓力沿動葉片旋轉(zhuǎn)方向由壓力面逐漸下降到吸力面,�,?倝褐饾u升高,但吸入面略有變化,。這是因為當氣流通過葉柵時,,從吸力面到相鄰葉片壓力面的離心力沿葉片高度逐漸增大。為了抵消離心力的影響,,將葉片設計為扭曲葉片后,,沿葉片高度方向產(chǎn)生橫向壓力梯度,使兩個力達到平衡,,吸力面附近有一個負壓區(qū),。由于風機葉片的吸入面和壓力面之間的壓差較大,位于壓力側(cè)的流體通過葉尖間隙流向吸入面,,導致葉尖間隙中的泄漏流,。泄漏流與主流相互作用,,產(chǎn)生較大的泄漏損失,。
風機在實際應用過程中,烘干房耐高溫風機,,葉片型線的優(yōu)化可能面臨一個問題,。不同葉片高度的不同進水條件導致葉片型線優(yōu)化結(jié)果差異過大,難以對葉片型線進行過度優(yōu)化,。為此,,本文提出了多截面輪廓協(xié)同優(yōu)化的方法,建立了輪廓幾何與輪廓目標函數(shù)之間的關系,,使得到的輪廓滿足三維實際要求,。在優(yōu)化過程中,增加了葉片型線的幾何分析和設計點氣流角的調(diào)整模塊,,以---獲得的葉片型線能達到與原型相同的氣流轉(zhuǎn)向能力,。同時,風機設計點的氣動性能滿足一定要求,,否則,,可以以罰函數(shù)的形式盡快完成葉型的氣動分析,提高優(yōu)化過程的快速性,。在確定優(yōu)化目標時,,綜合考慮了設計點的性能和非設計條件,風機對有效范圍內(nèi)的剖面性能進行了研究,。目標函數(shù)括號中的項為設計點損失,,第二項為有效流入流角范圍,邊界為設計點損失的1.5倍,,第三項為失速裕度,,第四項為有效流入流角范圍內(nèi)的平均損失,,第五項為平均損失差的方差。有效流入角范圍內(nèi)的分布,。分子是分析葉片外形的氣動性能,,分母是原型參考值。風機利用加權(quán)因子w對截面之間的關系進行加權(quán),,設置目標函數(shù),,得到損失小、失速裕度高的多截面s1剖面,。各參數(shù)的-和各截面的-系數(shù)決定了優(yōu)化目標是集中于中間截面的性能,,以及中間截面的損失和末端截面的失速裕度。
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