在風機機械中,為了防止旋轉葉片和固定殼體之間的摩擦,葉片頂部和殼體之間必須有一定的間隙。由于葉尖間隙的存在,不可避免地會發生泄漏流。泄漏流與主流相互作用形成的泄漏渦將影響渦輪機械的內部流場和氣動性能,尤其是效率、風機噪聲和穩定的工作范圍。因此,通過改變葉頂間隙形狀,對葉頂泄漏流進行綜合分析,提高渦輪機械的氣動性能具有重要的現實意義和工程參考價值。目前,對葉尖間隙進行了一系列的實驗和數值模擬研究,主要集中在葉尖和殼體兩個方面。對于葉片頂部,young等人[4]采用實驗方法研究了單槽、雙槽和上斜面對渦輪性能的影響。在此基礎上,模擬了風機、類型和位置對軸流風機性能的影響,-在設計流量下,葉頂雙槽結構具有較佳的氣動性能,風機效率提高了1.05個百分點。對多級壓縮機表明,葉根倒角還可以減小角區的失速,提高工作范圍。風機帶肩端間隙渦輪的研究表明,壓力側和吸入側后緣槽都可以略微增大葉片頂面傳熱系數,但吸入側后緣槽可以減小間隙的泄漏損失。
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-,干燥機風機,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,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,風機,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,干燥機的風機,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。
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