可逆转耐高温轴流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可逆转耐高温轴流风机叶片的扩散系数。结果表明,环形结构能有效地削弱叶
可逆转耐高温轴流风机

可逆转耐高温轴流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可逆转耐高温轴流风机叶片的扩散系数。结果表明,环形结构能有效地削弱叶顶间隙涡,甚至抑制其产生,有效地提高了风机的总压和效率。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,可逆转耐高温轴流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。
通过对可逆转耐高温轴流风机设计参数和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。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。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,使可逆转耐高温轴流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,在可逆转耐高温轴流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。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。

本文列举了可逆转耐高温轴流风机静音扇叶,说明了S1流面优化设计在风机详细设计过程中的作用。根系顶部三个横截面的流入条件不同,如表3所示。根部设计点的进口气流角较大,可逆转耐高温轴流风机工作范围不同于其它两段。通过三维数值模拟,对S2流面设计中的损失和滞后角模型进行了标定,为叶片三维建模提供了依据。由于转子叶片泄漏流的影响,顶部马赫数较小,工作范围较大。采用多岛遗传算法进行优化,种群44,孤岛7,代数7。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。当优化后的叶片型线三维叠加时,可逆转耐高温轴流风机叶片上半部分略微向后弯曲,可能导致优化后的定子叶片损失增加。将优化后的静叶恢复到级环境中,得到了三维数值模拟结果。在设计点流量下,静叶吸力面边界层变薄,堵塞面积减小。计算了级间环境下两叶型风机特性线和两定子叶片变攻角特性线。从图17可以看出,定子叶片损失减小,裕度增大,这与不同截面的S1流面性能分析结果相似。但由于可逆转耐高温轴流风机气流角的匹配问题,级效率没有明显提高,之间失速裕度由27.1%提高到34.9%。针对叶片高度方向的不均匀进口流动情况,在详细设计中采用了端部弯曲技术来匹配定、转子叶片之间的流动角。
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