






介绍了一套高负荷风机的气动设计过程,风机,包括参数选择、叶片形状优化和三维叶片的设计思想。在此基础上,完成了高负荷轴流风机压力比1.20的初步设计,负荷系数高达0.83。其次,在初步设计方案中,通过对风机静叶多叶高处S1流面剖面的协调优化,有效地减少了静叶损失,提高了风机的裕度。同时,采用三维叶片技术,提高了定子叶片的端部流动,提高了定子叶片端部区域的工作能力。风机裕度由27.1%扩大到48.8%。优化叶顶间隙形状可以有效地提高轴流风机的性能。采用FLUENT软件对OB-84动叶可调轴流风机在均匀和非均匀间隙下的性能进行了数值模拟,讨论了不同间隙形状对泄漏流场和间隙损失分布的影响。结果表明,在平均叶顶间隙不变的前提下,锥形间隙风机的总压力和于均匀间隙风机,区范围扩大,锥形间隙越大,性能改善越显著;锥形间隙改变了间隙内涡量场的分布,减少了叶尖泄漏损失,增强了风机叶片上、中部的功能力。风机的性能低于均匀间隙的性能。锥形叶片的叶尖间隙形状可以作为提高风机性能的重要手段。
风机在实际应用过程中,烘干房耐高温风机,叶片型线的优化可能面临一个问题。不同叶片高度的不同进水条件导致叶片型线优化结果差异过大,难以对叶片型线进行过度优化。为此,本文提出了多截面轮廓协同优化的方法,建立了轮廓几何与轮廓目标函数之间的关系,使得到的轮廓满足三维实际要求。在优化过程中,增加了叶片型线的几何分析和设计点气流角的调整模块,烘干机配套风机,以保证获得的叶片型线能达到与原型相同的气流转向能力。同时,风机设计点的气动性能满足一定要求,否则,可以以罚函数的形式尽快完成叶型的气动分析,提高优化过程的快速性。在确定优化目标时,综合考虑了设计点的性能和非设计条件,风机对有效范围内的剖面性能进行了研究。目标函数括号中的项为设计点损失,第二项为有效流入流角范围,边界为设计点损失的1.5倍,第三项为失速裕度,第四项为有效流入流角范围内的平均损失,第五项为平均损失差的方差。有效流入角范围内的分布。分子是分析叶片外形的气动性能,分母是原型参考值。风机利用加权因子w对截面之间的关系进行加权,设置目标函数,得到损失小、失速裕度高的多截面S1剖面。各参数的权重和各截面的权重系数决定了优化目标是集中于中间截面的性能,以及中间截面的损失和末端截面的失速裕度。
根据以往对风机亚音速定子叶片的研究,干燥炉风机,前缘弯曲用于匹配迎角[20],根部弯曲高度为20%,端部弯曲角度为20,顶部弯曲高度为30%,端部弯曲角度为40,如图18左侧所示。弯曲高度和弯曲角度的选择是基于流入流的流动角度条件:如图5中蓝色箭头所示,定子叶片的流入角度受上游动叶片的影响,靠近端壁有两个不符合主流分布趋势的区域,而弯曲高度末端弯板的T应覆盖与流动角度匹配的区域;末端弯板角度的选择基于区域和主流流动角度之间的差异。
根据前面的研究,风机前缘弯曲的定子叶片可以有效地消除流入攻角,但叶片的局部端部弯曲会导致叶片局部反向弯曲的形状效应。在保证端部攻角减小的同时,定子叶片端部的阻塞量增大,损失增大。在端部弯曲建模的基础上,适当叠加叶片正弯曲建模,可以减小端部攻角,保证定子叶片和级间的有效流动。通过实验设计的方法,得到了合适的前弯参数:风机弯曲高度60%,轮毂弯曲角度40,翼缘弯曲角度20,基本符合以往研究得出的弯曲叶片设计参数选择规则。不同叶栅的吸力面径向压力梯度和出口段边界层边界的径向压力梯度可以很好地进行比较。在带端弯和正弯叶片的三维复合叶片表面,存在两个明显的径向压力梯度增大区域,形成从端弯到流道中径的径向力,引导风机叶片表面边界层的径向重排。从出口段附面层的边界形状可以看出,复合三维叶片试图使叶片的径向附面层均匀化,消除了叶片角部区域的低能流体积聚,对提高叶片边缘起到了明显的作用。
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