不同烘箱用风机静叶设计点90%叶片高度剖面上的压力分布。从图中不难看出,原型直叶片的进口具有明显的正攻角,端弯叶片的载荷由于分离流动而减小。由于受叶片端部弯曲的影响,三维叶片的攻角几乎为零,并且由于端部流动的改善,载荷甚至略高于原型直叶片。研究了不同静叶对单级风扇级性能的影响。烘箱用风机带有三个不同定子叶片的单级风扇级的效率特性。从烘箱用风机中不难看出,端部弯曲
烘箱用风机

不同烘箱用风机静叶设计点90%叶片高度剖面上的压力分布。从图中不难看出,原型直叶片的进口具有明显的正攻角,端弯叶片的载荷由于分离流动而减小。由于受叶片端部弯曲的影响,三维叶片的攻角几乎为零,并且由于端部流动的改善,载荷甚至略高于原型直叶片。研究了不同静叶对单级风扇级性能的影响。烘箱用风机带有三个不同定子叶片的单级风扇级的效率特性。从烘箱用风机中不难看出,端部弯曲定子可以有效地提高裕度,但由于定子损耗的增加,级效率降低了1.39%。前缘弯曲引起的叶片反向弯曲效应被叶片正向弯曲叠加所抵消。舞台效率略有提高,高点提高0.26%。失速边界越近,风扇级效率越明显。同时,烘箱用风机转子出口顶部的静压力随着定子叶片顶部的功能力的增加而降低(如图21所示,转子叶片出口直径上的静压力)。在方向分布上,将定子出口处的背压设置为接近失速的原型级工况,背压为114451pa,风机的失速裕度进一步从27.1%扩大到48.8%,推迟了叶尖泄漏引起的失速。三个截面共优化了22个叶片型线参数,包括较大厚度位置、安装角度、中弧控制点、吸入面控制点等。

以烘箱用风机带后导叶的可调轴流风机模型为研究对象,如图1所示。风扇由集热器、活动叶片、后导叶和扩散器组成。风机转子叶片采用翼型结构,动叶14片,导叶15片,叶轮直径d为1500mm,烘箱用风机叶顶间隙delta为4.5mm,风机工作转速为1200r/min,轮毂比为0.6,设计工况安装角为32度,相应设计流量和总压为37.14m3_S-1和2348pa,结构简图给出了叶顶间隙均匀和不均匀的方程,其中前缘间隙和后缘间隙分别为1和2。leand te表示叶片的前缘和后缘。为了保证前缘与后缘的平均间隙为4.5mm,选取六种非均匀间隙进行分析。现代轴流风机的相对径向间隙为0.8%~1.5%[18],改变后风机叶尖间隙的较小相对径向间隙为1%,满足正常运行的要求,如表1所示。其中方案1~3为渐变收缩型,方案4~6为渐变膨胀型。控制方程包括三维稳态雷诺时均N-S方程和可实现的K-E湍流模型。可实现的K-E模型可以有效地解决旋转运动、边界层流动分离、强逆压梯度、二次流和回流等问题。烘箱用风机采用分离隐式方法计算,壁面采用防滑边界条件,压力-速度耦合采用简单算法。采用二阶逆风法离散了与空间有关的对流项、扩散项和湍流粘性系数,忽略了重力和壁面粗糙度的影响。泄漏流与主流相互作用形成的泄漏涡将影响涡轮机械的内部流场和气动性能,尤其是效率、烘箱用风机噪声和稳定的工作范围。
在烘箱用风机叶片前缘形成了C形轴向速度分布,在翼型阻力的作用下,流入流的轴向速度减小,形成了一个低速区。吸入面沿转子旋转的相反方向形成横向压力梯度。根据机翼理论,通过吸力面的速度高于通过压力面的速度,吸力面后缘形成高速区。进一步讨论了动叶区中间流动面内的总压力分布。分析了在设计流量下动叶区中流面内的总压分布。由于烘箱用风机叶片压力面所做的工作,压力面上的总压力明显高于吸力面上的总压力,总压力沿动叶片旋转方向由压力面逐渐下降到吸力面。总压逐渐升高,但吸入面略有变化。这是因为当气流通过叶栅时,从吸力面到相邻叶片压力面的离心力沿叶片高度逐渐增大。为了抵消离心力的影响,将叶片设计为扭曲叶片后,沿叶片高度方向产生横向压力梯度,使两个力达到平衡,吸力面附近有一个负压区。由于烘箱用风机叶片的吸入面和压力面之间的压差较大,位于压力侧的流体通过叶尖间隙流向吸入面,导致叶尖间隙中的泄漏流。泄漏流与主流相互作用,产生较大的泄漏损失。14m3_S-1和2348pa,结构简图给出了叶顶间隙均匀和不均匀的方程,其中前缘间隙和后缘间隙分别为1和2。
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