不同風(fēng)機(jī)靜葉設(shè)計(jì)點(diǎn)90%葉片高度剖面上的壓力分布,。從圖中不難看出,,原型直葉片的進(jìn)口具有明顯的正攻角,端彎葉片的載荷由于分離流動而減小,。由于受葉片端部彎曲的影響,,三維葉片的攻角幾乎為零,并且由于端部流動的---,,載荷甚至略高于原型直葉片,。研究了不同靜葉對單級風(fēng)扇級性能的影響。風(fēng)機(jī)帶有三個(gè)不同定子葉片的單級風(fēng)扇級的效率特性,。從風(fēng)機(jī)中不難看出,,端部彎曲定子可以有效地提高裕度,但由于定子損耗的增加,,級效率降低了1.39%,。前緣彎曲引起的葉片反向彎曲效應(yīng)被葉片正向彎曲疊加所抵消。舞臺效率略有提高,,高點(diǎn)提高0.26%,。失速邊界越近,風(fēng)扇級效率越明顯,。同時(shí),,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子出口頂部的靜壓力隨著定子葉片頂部的功能力的增加而降低如圖21所示,轉(zhuǎn)子葉片出口直徑上的靜壓力,。在方向分布上,,將定子出口處的背壓設(shè)置為接近失速的原型級工況,背壓為114451pa,,風(fēng)機(jī)的失速裕度進(jìn)一步從27.1%擴(kuò)大到48.8%,,推遲了葉尖泄漏引起的失速,。
本文列舉了風(fēng)機(jī)靜音扇葉,烘干房循環(huán)風(fēng)機(jī),,說明了s1流面優(yōu)化設(shè)計(jì)在風(fēng)機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中的作用,。根系頂部三個(gè)橫截面的流入條件不同,如表3所示,。根部設(shè)計(jì)點(diǎn)的進(jìn)口氣流角較大,,風(fēng)機(jī)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(jìn)行優(yōu)化,,種群44,,孤島7,烘干房排濕風(fēng)機(jī),,代數(shù)7,。三個(gè)截面共優(yōu)化了22個(gè)葉片型線參數(shù),包括較大厚度位置,、安裝角度,、中弧控制點(diǎn)、吸入面控制點(diǎn)等,。當(dāng)優(yōu)化后的葉片型線三維疊---,,風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)葉片上半部分略微向后彎曲,,可能導(dǎo)致優(yōu)化后的定子葉片損失增加,。將優(yōu)化后的靜葉恢復(fù)到級環(huán)境中,得到了三維數(shù)值模擬結(jié)果,。在設(shè)計(jì)點(diǎn)流量下,,靜葉吸力面邊界層變薄,堵塞面積減小,。計(jì)算了級間環(huán)境下兩葉型風(fēng)機(jī)特性線和兩定子葉片變攻角特性線,。從圖17可以看出,定子葉片損失減小,,裕度增大,,這與不同截面的s1流面性能分析結(jié)果相似。但由于風(fēng)機(jī)氣流角的匹配問題,,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(jìn)口流動情況,,在詳細(xì)設(shè)計(jì)中采用了端部彎曲技術(shù)來匹配定,、轉(zhuǎn)子葉片之間的流動角。
根據(jù)以往對風(fēng)機(jī)亞音速定子葉片的研究,,前緣彎曲用于匹配迎角[20],,根部彎曲高度為20%,端部彎曲角度為20,,頂部彎曲高度為30%,,端部彎曲角度為40,如圖18左側(cè)所示,。彎曲高度和彎曲角度的選擇是基于流入流的流動角度條件:如圖5中藍(lán)色箭頭所示,,定子葉片的流入角度受上游動葉片的影響,靠近端壁有兩個(gè)不符合主流分布趨勢的區(qū)域,,而彎曲高度末端彎板的t應(yīng)覆蓋與流動角度匹配的區(qū)域,;末端彎板角度的選擇基于區(qū)域和主流流動角度之間的差異。
根據(jù)前面的研究,,風(fēng)機(jī)前緣彎曲的定子葉片可以有效地消除流入攻角,,但葉片的局部端部彎曲會導(dǎo)致葉片局部反向彎曲的形狀效應(yīng)。在---端部攻角減小的同時(shí),,定子葉片端部的阻塞量增大,,損失增大。在端部彎曲建模的基礎(chǔ)上,,適當(dāng)疊加葉片正彎曲建模,,可以減小端部攻角,---定子葉片和級間的有效流動,。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,,得到了合適的前彎參數(shù):風(fēng)機(jī)彎曲高度60%,干燥爐風(fēng)機(jī),,輪轂彎曲角度40,,翼緣彎曲角度20,基本符合以往研究得出的彎曲葉片設(shè)計(jì)參數(shù)選擇規(guī)則,。不同葉柵的吸力面徑向壓力梯度和出口段邊界層邊界的徑向壓力梯度可以---地進(jìn)行比較,。在帶端彎和正彎葉片的三維復(fù)合葉片表面,存在兩個(gè)明顯的徑向壓力梯度增大區(qū)域,,形成從端彎到流道中徑的徑向力,,引導(dǎo)風(fēng)機(jī)葉片表面邊界層的徑向重排。從出口段附面層的邊界形狀可以看出,,復(fù)合三維葉片試圖使葉片的徑向附面層均勻化,,消除了葉片角部區(qū)域的低能流體積聚,對提高葉片邊緣起到了明顯的作用,。
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