木材烘干风机初步设计完成后,本文的气动设计流程在初步设计中进一步优化了S1流面上叶片和叶片的三维叠加,从而完成了详细的气动设计,达到了设计目标。除求解三维流场的N-S方程外,其余部分由气动中心自己的程序完成,保证了过程的平稳、。流量系数的选择通过改变速度三角形的轴向速度来影响转子和定木材烘干风机叶片的扩散系数。随着流量系数的增大,定、转子叶片的扩散系数均减小
木材烘干风机

木材烘干风机初步设计完成后,本文的气动设计流程在初步设计中进一步优化了S1流面上叶片和叶片的三维叠加,从而完成了详细的气动设计,达到了设计目标。除求解三维流场的N-S方程外,其余部分由气动中心自己的程序完成,保证了过程的平稳、。流量系数的选择通过改变速度三角形的轴向速度来影响转子和定木材烘干风机叶片的扩散系数。随着流量系数的增大,定、转子叶片的扩散系数均减小。本文的初步设计方案设置为图3中箭头所示的方案,限制为0.55。同时,木材烘干风机的流量系数的选择对级效率有影响:级效率随动、静叶进口马赫数的增加而降低;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。级效率随流量系数的增加而降低,执行机构叶片损失随T进口载荷的增加而增加。转子和定子叶片,而转子叶片进口马赫数略有增加,导致级效率提高;定子进口马赫数随反应性降低而增加,导致定子损失增加。同时,反应性的大小意味着转子和定子叶片需要达到的静压上升的大小。随着反应性的增加,动叶扩压系数增大,静叶扩压系数随反应性的减小而增大。本文选取一定的反应性使转子和定子叶片的扩散系数基本相同。

通过对木材烘干风机设计参数和S2设计参数的多次迭代,得到了一个接近设计要求的初步三维设计方案。从表2可以看出,初步设计方案的气动参数与一维设计结果吻合较好。风机设计过程中一维参数的设计精度足以支持设计工作的进一步发展。表2显示了一维设计结果和初步设计的平均质量参数。由表2可以看出,单级风机平均半径处的负荷系数约为1.0,甚至高于普通航空发动机压气机的负荷系数。同时,单级风机的反应性略大于0.5,平均负荷分布在静、动叶片上,使木材烘干风机叶片展开中部的弯曲角度达到40度以上,扩压系数达到0.5以上。从出版的文献中不难找到。考虑到轴流风机制造成本的限制,扩压系数接近0.6,基本达到了无主动流量控制技术的亚音速轴流风机的设计极限。然而,在木材烘干风机设计结果与设计目标的压力比与效率之间仍存在一定的差距,需要进一步的详细设计来弥补。由于本文设计的单级风机的负荷比设计中采用的经验公式高,因此有必要对每排叶片的稠度和展弦比进行调整。初步设计方案如图所示。同时,木材烘干风机设计点的气动性能满足一定要求,否则,可以以罚函数的形式尽快完成叶型的气动分析,提高优化过程的性。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。
与均匀间隙相比,木材烘干风机在平均叶顶间隙不变的前提下,1~3级间隙方案下的风机总压力和效率均高于均匀间隙方案下的风机总压力和效率;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木材烘干风机性能进行了比较。前导间隙越大,尾随间隙越小,性能越明显。改进是,但随着木材烘干风机间隙的逐渐收缩,风机的性能改善逐渐减小;在设计流量下,方案2和方案3下的总压力分别增加20。对于PA和22PA,木材烘干风机效率分别提高0.69%和0.70%,特别是在小流量情况下。方案2和方案3的效率分别提高1.16%和1.20%。同时,方案1-3对应的区(>81%)变宽,根据总压的趋势,喘振裕度增大,稳定工作范围提高。但4-6级进风机的总压和效率均均匀间隙,随着间隙的增大,风机的性能下降更大。方案6的总压力和效率分别降低了15pa和0.14%。模拟结果与参考文献中给出的结果一致。以上分析表明,在相同流量范围的前提下,锥形间隙的区变宽,相应的流量范围增大,木材烘干风机的稳定工作区增大,设计流量和左效率明显提高,措施简单,易于实施。考虑到风机选型中参数裕度过大,导致轴流风机在设计流量的左侧运行,可以将变细的间隙形状作为提高风机性能的手段。为了分析不同叶尖间隙形状下风机性能变化的内在机理,进行了内部流动特性和叶轮能力分析。
木材烘干风机叶尖涡度的增大可以有效地阻碍泄漏流的通过,使木材烘干风机泄漏流与主流混合造成的损失减小,叶片前缘泄漏量的增加小于中、后缘泄漏量的增加。总体上,漏风量减少,提高了风机的性能。这与参考文献中得到的前、后缘对木材烘干风机总压损失系数的影响是一致的。随着间隙的逐渐增大,叶顶前部的涡度强度增大,后缘的涡度强度减小,总体变化较小,泄漏量略有增加。叶片吸力前缘中部涡度强度略有增加,沿弦长方向吸力面中部和后部涡度强度基本不变。木材烘干风机叶片前缘附近的涡度强度急剧增加。这是由于前缘点高度的变化导致的叶尖流动角度的变化。前缘点涡度强度的增加阻碍了吸力面附近的流入,也降低了主流与泄漏流的混合程度。虽然方案6的进风速度有所降低,但由于叶顶和后缘附近的涡度强度降低,木材烘干风机效率总体降低,相应的泄漏面积和泄漏流量增大。轴向速度分布可以反映转子叶片流道内的流动能力和分离尾迹区的特征。因此,转子叶片出口轴向速度分布的径向分布如图6所示,用于分析流量。当设计负荷超过原模型时,采用MISES方法对S1流面进口断面进行分析,得到初始滞后角,如本文对高负荷风机的设计。由于叶根和叶顶端壁附件的附面层较厚,导致流体流过该区域后的轴向速度较小,而叶顶附件又因泄漏存在使轴向速度进一步减小。
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