为了探索大负荷大流量风机的关键气动设计技术和内部流动机理，本文设计了一台烘干房排湿风机，其压力比为1.20，负荷系数为0.83。详细研究了流量系数、反力等设计参数的影响规律，给出了相应的选择原则。SatishKoyyalamudi和Nagpurwala[17]对离心式压缩机的导叶进行了处理。分析了叶片负荷调节、叶片弯曲和叶片端部弯曲对叶栅流动、级匹配和级性能的影响，给出了高负荷轴流风机三维叶片设计的基本原则。同时，开发了S1流面协同优化方法，取得了较好的效果。降低了定子损耗，增大了风机裕度。高压风机的设计通常采用离心风机，但离心风机存在迎风面积大、流量小、效率低等缺点。针对大流量、高压力比、率的设计要求，如何完成单级轴流设计成为研究的***。长期以来，轴流风机的设计方法得到了发展。从孤立叶型法、叶栅法、降功率法到目前广泛采用的准三维、全三维气动设计方法，甚至到S1流面叶型优化[6]、三维叶型优化、烘干房排湿风机三维叶型技术，已经有了大量的研究工作。用于提高设计方法的准确性和快速性。以率、高负荷为设计目标，通过合理选择总体参数，优化了烘干房排湿风机流面叶片的初步设计和三维叠加，实现了轴流风机的气动设计。
GAMBIT软件用于烘干房排湿风机模型建立和网格生成。从孤立叶型法、叶栅法、降功率法到目前广泛采用的准三维、全三维气动设计方法，甚至到S1流面叶型优化[6]、三维叶型优化、烘干房排湿风机三维叶型技术，已经有了大量的研究工作。考虑到烘干房排湿风机叶片翼型结构的复杂性和顶部区域的三维流动，首先选择三角形网格划分叶片顶部，并利用尺寸函数对网格进行细化，以保证烘干房排湿风机网格质量。其它区域的网格划分为动叶区域网格作为参考，采用结构化/非结构化混合网格。为了保证精度和网格***性，对原风机在216万、245万、286万和337万网格条件下的性能进行了模拟。结果表明，随着网格数量的增加，总压和效率逐渐接近样本值，337万和286万网格的总压和效率偏差分别为0.085%和0.024%。综合模拟精度和网格数确定了所用的总网格数。这个数字是286万。其中动叶面积198万片，集热器、导叶面积和扩压管网格数分别为30万片、26万片和32万片。在模拟叶尖间隙形状的变化之前，将原始风扇的模拟结果与参考文献中的烘干房排湿风机性能进行了比较。结果表明，在33.31-46.63m3_s-1流量范围内，总压和效率的平均相对误差分别为3.0%和1.5%，表明结果能够反映风机的实际性能。
当烘干房排湿风机叶顶间隙形状发生变化时，不可避免地会引起叶顶及其附近的吸力面和压力面流场的分布。6和7，以及表3所示的气动性能，其中载荷系数由叶尖的切线速度定义。由于叶尖间隙的存在，泄漏流将与通道内的主流混合，在吸入面顶角形成泄漏旋涡。烘干房排湿风机与方案3相比，方案2具有几乎相同的区范围，但叶尖间隙较大，有利于防止动静部件之间的摩擦，而方案6具有明显的性能退化，易于分析其损耗机理。为此，分析了三种叶尖间隙：均匀间隙、方案2和方案6。旋涡是描述旋涡运动的重要特征量，其大小可以反映旋涡的强度。在间隙均匀的情况下，涡量分布从叶片前缘到后缘呈下降趋势，流入量能有效地粘附在吸力面上，因此烘干房排湿风机涡量相对较小。由于主流与泄漏流的相互作用，叶片顶端的涡度比吸力面大得多，较大涡度出现在吸力面拐角处和叶片顶端附近。中间叶片顶部涡度强度明显增大，这是由于间隙收缩导致叶片前缘泄漏面积增大，导致泄漏流量增大，主流与泄漏流量的混合程度增大，涡度强度增大。烘干房排湿风机叶尖间隙的大小沿流动方向减小，即叶片叶尖越靠近壳体，泄漏旋涡越靠近叶片上部和中部。***减少。
烘干房排湿风机在0.05lt;rlt;0.4的范围内，a的变化很小。通过三维流场的数值分析，修正了求解S2流面过程中的损失，并通过迭代得到了初步设计方案。当0.4lt;rlt;0.85时，_a逐渐增大，在85%叶高时达到较大值，说明该区域具有更大的机械能和更强的循环能力。与均匀间隙相比，方案2和方案6的叶尖间隙形状在0lt;rlt;0.5时基本保持不变，说明叶尖间隙形状的变化对叶片底部到中部没有影响，但在方案2下，烘干房排湿风机叶尖间隙高于均匀间隙，而叶片TiP间隙小于均匀间隙。这是由于叶尖涡度强度增大，泄漏流减弱，叶片前缘涡度明显增大和减小。减轻了主流与泄漏流的相互作用，削弱了泄漏涡的强度，增强了叶片中上部的流动能力，增加了获得的能量。在方案6中，在0.5lt;rlt;0.85的范围内，均匀间隙也略有增大，但接近较大的速度明显减小。这是由于叶尖涡度强度随间隙的均匀变化而略有变化，对泄漏流影响不大，而叶尖前缘涡度强度显著增大，导致叶尖a减小，总流量减小，能量降低，从而提高了风机效率。ENcy略有下降。也就是说，为了更直观地反映烘干房排湿风机叶顶间隙形状变化对叶顶附近速度场的影响，90%叶片高度截面的轴向速度分布如图7所示。