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(dòng)而減小,。由于受葉片端部彎曲的影響,,烘箱循環(huán)風(fēng)機(jī),三維葉片的攻角幾乎為零,,并且由于端部流動(dòng)的---,,載荷甚至略高于原型直葉片。研究了不同靜葉對(duì)單級(jí)風(fēng)扇級(jí)性能的影響,。風(fēng)機(jī)帶有三個(gè)不同定子葉片的單級(jí)風(fēng)扇級(jí)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(jí)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(tái)效率略有提高,高點(diǎn)提高0.26%,。失速邊界越近,,風(fēng)扇級(jí)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(jí)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,。
本文以方案機(jī)的定子葉片為例進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),優(yōu)化了s1流面葉型,,風(fēng)機(jī)采用三維葉片技術(shù)---了定子葉柵內(nèi)的流動(dòng),。通過三維數(shù)值模擬,對(duì)s2流面設(shè)計(jì)中的損失和滯后角模型進(jìn)行了標(biāo)定,,為葉片三維建模提供了依據(jù),。通過與初步三維設(shè)計(jì)結(jié)果的比較,高溫烘箱風(fēng)機(jī),,兩種設(shè)計(jì)方案的氣動(dòng)參數(shù)徑向分布一致,,證實(shí)了風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中s2流面設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和---性。由于葉尖泄漏流的存在,,葉尖壓力比與氣流角圖中灰色虛擬線圈所示的面積之間存在一定的偏差,,但通過三-fd的修正,s2的設(shè)計(jì)趨勢預(yù)測了葉尖泄漏流對(duì)氣動(dòng)參數(shù)徑向分布的影響,;bec在高負(fù)荷下,,定子根部出現(xiàn)了氣流分離現(xiàn)象,,導(dǎo)致了出口氣流角和s2設(shè)置的初步三維設(shè)計(jì)。預(yù)測結(jié)果略有不同圖中橙色虛線圈所示的區(qū)域,。風(fēng)機(jī)利用一條非均勻有理b-sline曲線來描述由四個(gè)控制點(diǎn)紅點(diǎn)控制的曲線,,包括前緣點(diǎn)和后緣點(diǎn)。葉片體由四條非均勻曲面,、兩個(gè)吸力面和兩個(gè)壓力面組成,,同時(shí)與較大切圓灰圓和前緣后緣橢圓弧相切。利用mit mises程序?qū)1型拖纜葉片進(jìn)行了流場分析,。采用b-lbaldwin-lomax湍流模型和agsabu-ghamman-shaw旁路過渡模型描述了過渡過程,。
從風(fēng)機(jī)的一般參數(shù)出發(fā),風(fēng)機(jī),,通過一維徑向參數(shù)和子午向徑向參數(shù)的設(shè)計(jì),,得到了初步設(shè)計(jì)方案的性能預(yù)測和幾何參數(shù)。初步方案利用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)葉片型線對(duì)三維葉片進(jìn)行幾何建模,,通過求解三定流場對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證,。一維參數(shù)設(shè)計(jì)主要是求解平均半徑氣動(dòng)參數(shù)的控制方程。采用逐級(jí)疊加法對(duì)多級(jí)壓縮系統(tǒng)進(jìn)行了氣動(dòng)計(jì)算,。同時(shí)調(diào)整了風(fēng)機(jī)相應(yīng)的攻角,、滯后角和損失模型。后,,得到了平均半徑和子午線流型下的基本氣動(dòng)參數(shù),。計(jì)算中使用的損失和氣流角模型需要大量的葉柵試驗(yàn)作為支撐。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)模型包括---亞音速葉片型線naca65,、c4和bc10,,基本滿足了風(fēng)機(jī)的初步設(shè)計(jì)要求。為了準(zhǔn)確,、快速地得到初步設(shè)計(jì)方案,,將現(xiàn)有的---葉片型線直接用于一維設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)。當(dāng)設(shè)計(jì)負(fù)荷超過原模型時(shí),,采用mises方法對(duì)s1流面進(jìn)口斷面進(jìn)行分析,,得到初始滯后角,如本文對(duì)高負(fù)荷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì),。在s2流面設(shè)計(jì)中,,風(fēng)機(jī)采用流線曲率法對(duì)s2流面進(jìn)行了流量計(jì)算。為了簡化計(jì)算過程,,將計(jì)算假設(shè)為無粘性和恒定絕熱,,忽略了實(shí)際渦輪機(jī)械中的三維、非定常和粘性流動(dòng)特性,,引入了葉排損失來表示葉柵中流體粘度的影響,。通過三維流場的數(shù)值分析,,修正了求解s2流面過程中的損失,并通過迭代得到了初步設(shè)計(jì)方案,。
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