為了探索大負荷大流量風機的關(guān)鍵氣動設計技術(shù)和內(nèi)部流動機理,本文設計了一臺風機,,其壓力比為1.20,,負荷系數(shù)為0.83。詳細研究了流量系數(shù),、反力等設計參數(shù)的影響規(guī)律,,給出了相應的選擇原則。分析了葉片負荷調(diào)節(jié),、葉片彎曲和葉片端部彎曲對葉柵流動,、級匹配和級性能的影響,給出了高負荷軸流風機三維葉片設計的基本原則,。同時,,開發(fā)了s1流面協(xié)同優(yōu)化方法,取得了較好的效果,。降低了定子損耗,,增大了風機裕度。高壓風機的設計通常采用離心風機,,但離心風機存在迎風面積大,、流量小、效率低等缺點,。針對大流量,、高壓力比、率的設計要求,,如何完成單級軸流設計成為研究的重點,。長期以來,,軸流風機的設計方法得到了發(fā)展。從孤立葉型法,、葉柵法,、降功率法到目前廣泛采用的準三維、全三維氣動設計方法,,甚至到s1流面葉型優(yōu)化[6],、三維葉型優(yōu)化、風機三維葉型技術(shù),,已經(jīng)有了大量的研究工作,。用于提高設計方法的準確性和快速性。以率,、高負荷為設計目標,,通過合理選擇總體參數(shù),優(yōu)化了風機流面葉片的初步設計和三維疊加,,實現(xiàn)了軸流風機的氣動設計,。
風機葉尖渦度的增大可以有效地阻礙泄漏流的通過,使風機泄漏流與主流混合造成的損失減小,,葉片前緣泄漏量的增加小于中,、后緣泄漏量的增加�,?傮w上,,漏風量減少,提高了風機的性能,。這與參考文獻中得到的前,、后緣對風機總壓損失系數(shù)的影響是一致的。隨著間隙的逐漸增大,,葉頂前部的渦度強度增大,,后緣的渦度強度減小,總體變化較小,,泄漏量略有增加,。葉片吸力前緣中部渦度強度略有增加,沿弦長方向吸力面中部和后部渦度強度基本不變,。風機葉片前緣附近的渦度強度急劇增加,。這是由于前緣點高度的變化導致的葉尖流動角度的變化。前緣點渦度強度的增加阻礙了吸力面附近的流入,,烘干房風機,,也降低了主流與泄漏流的混合程度。雖然方案6的進風速度有所降低,,但由于葉頂和后緣附近的渦度強度降低,,風機效率總體降低,,風機,相應的泄漏面積和泄漏流量增大,。軸向速度分布可以反映轉(zhuǎn)子葉片流道內(nèi)的流動能力和分離尾跡區(qū)的特征,。因此,轉(zhuǎn)子葉片出口軸向速度分布的徑向分布如圖6所示,,用于分析流量,。由于葉根和葉頂端壁附件的附面層較厚,導致流體流過該區(qū)域后的軸向速度較小,,而葉頂附件又因泄漏存在使軸向速度進一步減小,。
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,,烘干房排濕風機,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,,高溫烘箱風機,,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,。
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