本文以方案機的定子葉片為例進行了詳細設計,優化了s1流面葉型,風機采用三維葉片技術---了定子葉柵內的流動。通過三維數值模擬,對s2流面設計中的損失和滯后角模型進行了標定,為葉片三維建模提供了依據。通過與初步三維設計結果的比較,風機,兩種設計方案的氣動參數徑向分布一致,證實了風機設計過程中s2流面設計的準確性和-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,干燥房風機,但通過三-fd的修正,s2的設計趨勢預測了葉尖泄漏流對氣動參數徑向分布的影響;bec在高負荷下,定子根部出現了氣流分離現象,導致了出口氣流角和s2設置的初步三維設計。預測結果略有不同圖中橙色虛線圈所示的區域。風機利用一條非均勻有理b-sline曲線來描述由四個控制點紅點控制的曲線,包括前緣點和后緣點。葉片體由四條非均勻曲面、兩個吸力面和兩個壓力面組成,同時與較大切圓灰圓和前緣后緣橢圓弧相切。利用mit mises程序對s1型拖纜葉片進行了流場分析。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。
本文列舉了風機靜音扇葉,說明了s1流面優化設計在風機詳細設計過程中的作用。根系頂部三個橫截面的流入條件不同,如表3所示。根部設計點的進口氣流角較大,風機工作范圍不同于其它兩段。由于轉子葉片泄漏流的影響,頂部馬赫數較小,工作范圍較大。采用多島遺傳算法進行優化,種群44,孤島7,代數7。三個截面共優化了22個葉片型線參數,包括較大厚度位置、安裝角度、中弧控制點、吸入面控制點等。當優化后的葉片型線三維疊-,風機葉片上半部分略微向后彎曲,可能導致優化后的定子葉片損失增加。將優化后的靜葉恢復到級環境中,得到了三維數值模擬結果。在設計點流量下,靜葉吸力面邊界層變薄,干燥機風機,堵塞面積減小。計算了級間環境下兩葉型風機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流面性能分析結果相似。但由于風機氣流角的匹配問題,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口流動情況,在詳細設計中采用了端部彎曲技術來匹配定、轉子葉片之間的流動角。
通過對風機設計參數和s2設計參數的多次迭代,得到了一個接近設計要求的初步三維設計方案。從表2可以看出,初步設計方案的氣動參數與一維設計結果吻合較好。風機設計過程中一維參數的設計精度-支持設計工作的進一步發展。表2顯示了一維設計結果和初步設計的平均參數。由表2可以看出,單級風機平均半徑處的負荷系數約為1.0,甚-于普通航空發動機壓氣機的負荷系數。同時,單級風機的反應性略大于0.5,平均負荷分布在靜、動葉片上,使風機葉片展開中部的彎曲角度達到40度以上,擴壓系數達到0.5以上。從出版的文獻中不難找到。考慮到軸流風機制造成本的---,擴壓系數接近0.6,基本達到了無主動流量控制技術的亞音速軸流風機的設計---。然而,木材干燥風機,在風機設計結果與設計目標的壓力比與效率之間仍存在一定的差距,需要進一步的詳細設計來彌補。由于本文設計的單級風機的負荷比設計中采用的經驗公式高,因此有-對每排葉片的稠度和展弦比進行調整。初步設計方案如圖所示。6和7,以及表3所示的氣動性能,其中載荷系數由葉尖的切線速度定義。