本文列举了通风机静音扇叶,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**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,通风机工作范围不同于其它两段。由于转子叶片泄漏流的影响,**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,通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,防爆通风机,这与不同截面的S1流面性能分析结果相似。但由于通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。
从通风机的一般参数出发,通过一维径向参数和子午向径向参数的设计,通风机品牌,得到了初步设计方案的性能预测和几何参数。初步方案利用现有的标准叶片型线对三维叶片进行几何建模,通过求解三维稳定流场对初步设计方案进行验证。一维参数设计主要是求解平均半径气动参数的控制方程。采用逐级叠加法对多级压缩系统进行了气动计算。同时调整了通风机相应的攻角、滞后角和损失模型。最后,得到了平均半径和子午线流型下的基本气动参数。计算中使用的损失和气流角模型需要大量的叶栅试验作为支撑。现有的实验改进模型包括经典亚音速叶片型线NACA65、C4和BC10,基本满足了风机的初步设计要求。为了准确、快速地得到初步设计方案,将现有的经典叶片型线直接用于一维设计和初步设计。当设计负荷**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。在S2流面设计中,通风机采用流线曲率法对S2流面进行了流量计算。为了简化计算过程,将计算假设为无粘性和恒定绝热,忽略了实际涡轮机械中的三维、非定常和粘性流动特性,引入了叶排损失来表示叶栅中流体粘度的影响。通过三维流场的数值分析,修正了求解S2流面过程中的损失,并通过迭代得到了初步设计方案。
通过对通风机设计参数和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,通风机价格,单级风机平均半径处的负荷系数约为1.0,甚**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,使通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,通风机,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,在通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。