烘干供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烘干供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
烘干供风机
烘干供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烘干供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,烘干供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;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、烘干供风机噪声和稳定的工作范围。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。

通过对烘干供风机设计参数和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,使烘干供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,在烘干供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。针对大流量、高压力比、的设计要求,如何完成单级轴流设计成为研究的重点。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。

本文以方案中烘干供风机的定子叶片为例进行了详细设计,优化了S1流面叶型,烘干供风机采用三维叶片技术改善了定子叶栅内的流动。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。通过与初步三维设计结果的比较,两种设计方案的气动参数径向分布一致,证实了烘干供风机设计过程中S2流面设计的准确性和可靠性。由于叶尖泄漏流的存在,叶尖压力比与气流角(图中灰色虚拟线圈所示的面积)之间存在一定的偏差,但通过三维CFD的修正,s2的设计趋势预测了叶尖泄漏流对气动参数径向分布的影响;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。bec在高负荷下,定子根部出现了气流分离现象,导致了出口气流角和S2设置的初步三维设计。预测结果略有不同(图中橙色虚线圈所示的区域)。烘干供风机利用一条非均匀有理B-sline曲线来描述由四个控制点(红点)控制的曲线,包括前缘点和后缘点。叶片体由四条非均匀曲面、两个吸力面和两个压力面组成,同时与较大切圆(灰圆)和前缘后缘椭圆弧相切。利用MIT MISES程序对S1型拖缆叶片进行了流场分析。采用B-L(Baldwin-Lomax)湍流模型和AGS(Abu-Ghamman-Shaw)旁路过渡模型描述了过渡过程。

烘干供风机在实际应用过程中,叶片型线的优化可能面临一个问题。不同叶片高度的不同进水条件导致叶片型线优化结果差异过大,难以对叶片型线进行过度优化。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。在优化过程中,增加了叶片型线的几何分析和设计点气流角的调整模块,以保证获得的叶片型线能达到与原型相同的气流转向能力。同时,烘干供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。在确定优化目标时,综合考虑了设计点的性能和非设计条件,烘干供风机对有效范围内的剖面性能进行了研究。目标函数括号中的项为设计点损失,第二项为有效流入流角范围,边界为设计点损失的1.5倍,第三项为失速裕度,第四项为有效流入流角范围内的平均损失,第五项为平均损失差的方差。有效流入角范围内的分布。分子是分析叶片外形的气动性能,分母是原型参考值。烘干供风机利用加权因子w对截面之间的关系进行加权,设置目标函数,得到损失小、失速裕度高的多截面S1剖面。各参数的权重和各截面的权重系数决定了优化目标是集中于中间截面的性能,以及中间截面的损失和末端截面的失速裕度。叶片体由四条非均匀曲面、两个吸力面和两个压力面组成,同时与较大切圆(灰圆)和前缘后缘椭圆弧相切。
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