为了探索大负荷大流量风机的关键气动设计技术和内部流动机理，本文设计了一台木材干燥风机，其压力比为1.20，负荷系数为0.83。为此，本文提出了多截面轮廓协同优化的方法，建立了轮廓几何与轮廓目标函数之间的关系，使得到的轮廓满足三维实际要求。详细研究了流量系数、反力等设计参数的影响规律，给出了相应的选择原则。分析了叶片负荷调节、叶片弯曲和叶片端部弯曲对叶栅流
木材干燥风机
为了探索大负荷大流量风机的关键气动设计技术和内部流动机理，本文设计了一台木材干燥风机，其压力比为1.20，负荷系数为0.83。为此，本文提出了多截面轮廓协同优化的方法，建立了轮廓几何与轮廓目标函数之间的关系，使得到的轮廓满足三维实际要求。详细研究了流量系数、反力等设计参数的影响规律，给出了相应的选择原则。分析了叶片负荷调节、叶片弯曲和叶片端部弯曲对叶栅流动、级匹配和级性能的影响，给出了高负荷轴流风机三维叶片设计的基本原则。同时，开发了S1流面协同优化方法，取得了较好的效果。降低了定子损耗，增大了风机裕度。高压风机的设计通常采用离心风机，但离心风机存在迎风面积大、流量小、效率低等缺点。针对大流量、高压力比、率的设计要求，如何完成单级轴流设计成为研究的重点。长期以来，轴流风机的设计方法得到了发展。从孤立叶型法、叶栅法、降功率法到目前广泛采用的准三维、全三维气动设计方法，甚至到S1流面叶型优化[6]、三维叶型优化、木材干燥风机三维叶型技术，已经有了大量的研究工作。用于提高设计方法的准确性和性。以率、高负荷为设计目标，通过合理选择总体参数，优化了木材干燥风机流面叶片的初步设计和三维叠加，实现了轴流风机的气动设计。
木材干燥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。模拟了三种木材干燥风机不同长度和初始位置的吸力面小翼叶栅的内部流场。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干燥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，木材干燥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；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。
根据以往对木材干燥风机亚音速定子叶片的研究，前缘弯曲用于匹配迎角[20]，根部弯曲高度为20%，端部弯曲角度为20，顶部弯曲高度为30%，端部弯曲角度为40，如图18左侧所示。由于木材干燥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。弯曲高度和弯曲角度的选择是基于流入流的流动角度条件：如图5中蓝色箭头所示，定子叶片的流入角度受上游动叶片的影响，靠近端壁有两个不符合主流分布趋势的区域，而弯曲高度末端弯板的T应覆盖与流动角度匹配的区域；末端弯板角度的选择基于区域和主流流动角度之间的差异。
根据前面的研究，木材干燥风机前缘弯曲的定子叶片可以有效地消除流入攻角，但叶片的局部端部弯曲会导致叶片局部反向弯曲的形状效应。在保证端部攻角减小的同时，定子叶片端部的阻塞量增大，损失增大。在保证端部攻角减小的同时，定子叶片端部的阻塞量增大，损失增大。在端部弯曲建模的基础上，适当叠加叶片正弯曲建模，可以减小端部攻角，保证定子叶片和级间的有效流动。通过实验设计的方法，得到了合适的前弯参数：木材干燥风机弯曲高度60%，轮毂弯曲角度40，翼缘弯曲角度20，基本符合以往研究得出的弯曲叶片设计参数选择规则。不同叶栅的吸力面径向压力梯度和出口段边界层边界的径向压力梯度可以很好地进行比较。在带端弯和正弯叶片的三维复合叶片表面，存在两个明显的径向压力梯度增大区域，形成从端弯到流道中径的径向力，引导木材干燥风机叶片表面边界层的径向重排。从出口段附面层的边界形状可以看出，复合三维叶片试图使叶片的径向附面层均匀化，消除了叶片角部区域的低能流体积聚，对提高叶片边缘起到了明显的作用。
木材干燥风机叶尖涡度的增大可以有效地阻碍泄漏流的通过，使木材干燥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。为了保证精度和网格独立性，对原风机在216万、245万、286万和337万网格条件下的性能进行了模拟。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、后缘对木材干燥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。木材干燥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，木材干燥风机效率总体降低，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
