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。通過三維數(shù)值模擬,對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,兩種設(shè)計(jì)方案的氣動參數(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)測了葉尖泄漏流對氣動參數(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。
根據(jù)以往對風(fēng)機(jī)亞音速定子葉片的研究,干燥風(fēng)機(jī),前緣彎曲用于匹配迎角[20],根部彎曲高度為20%,端部彎曲角度為20,頂部彎曲高度為30%,端部彎曲角度為40,如圖18左側(cè)所示。彎曲高度和彎曲角度的選擇是基于流入流的流動角度條件:如圖5中藍(lán)色箭頭所示,定子葉片的流入角度受上游動葉片的影響,靠近端壁有兩個(gè)不符合主流分布趨勢的區(qū)域,而彎曲高度末端彎板的t應(yīng)覆蓋與流動角度匹配的區(qū)域;末端彎板角度的選擇基于區(qū)域和主流流動角度之間的差異。
根據(jù)前面的研究,風(fēng)機(jī)前緣彎曲的定子葉片可以有效地消除流入攻角,干燥機(jī)風(fēng)機(jī),但葉片的局部端部彎曲會導(dǎo)致葉片局部反向彎曲的形狀效應(yīng)。在---端部攻角減小的同時(shí),定子葉片端部的阻塞量增大,損失增大。在端部彎曲建模的基礎(chǔ)上,適當(dāng)疊加葉片正彎曲建模,可以減小端部攻角,---定子葉片和級間的有效流動。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,得到了合適的前彎參數(shù):風(fēng)機(jī)彎曲高度60%,輪轂彎曲角度40,翼緣彎曲角度20,基本符合以往研究得出的彎曲葉片設(shè)計(jì)參數(shù)選擇規(guī)則。不同葉柵的吸力面徑向壓力梯度和出口段邊界層邊界的徑向壓力梯度可以---地進(jìn)行比較。在帶端彎和正彎葉片的三維復(fù)合葉片表面,存在兩個(gè)明顯的徑向壓力梯度增大區(qū)域,形成從端彎到流道中徑的徑向力,引導(dǎo)風(fēng)機(jī)葉片表面邊界層的徑向重排。從出口段附面層的邊界形狀可以看出,復(fù)合三維葉片試圖使葉片的徑向附面層均勻化,消除了葉片角部區(qū)域的低能流體積聚,對提高葉片邊緣起到了明顯的作用。
在風(fēng)機(jī)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(gè)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(jī)翼理論,風(fēng)機(jī),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(jìn)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(shè)計(jì)流量下動葉區(qū)中流面內(nèi)的總壓分布。由于風(fēng)機(jī)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。總壓逐漸升高,但吸入面略有變化。這是因?yàn)楫?dāng)氣流通過葉柵時(shí),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(shè)計(jì)為扭曲葉片后,沿葉片高度方向產(chǎn)生橫向壓力梯度,使兩個(gè)力達(dá)到平衡,吸力面附近有一個(gè)負(fù)壓區(qū)。由于風(fēng)機(jī)葉片的吸入面和壓力面之間的壓差較大,高溫?zé)犸L(fēng)烘干機(jī),位于壓力側(cè)的流體通過葉尖間隙流向吸入面,導(dǎo)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。