高温烘箱风机择优

本文列举了高温烘箱风机静音扇叶，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，高温烘箱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，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。高温烘箱风机与方案3相比，方案2具有几乎相同的---区范围，但叶尖间隙较大，有利于防止动静部件之间的摩擦，而方案6具有明显的性能退化，易于分析其损耗机理。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-，高温烘箱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。但由于高温烘箱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。

不同高温烘箱风机静叶设计点90%叶片高度剖面上的压力分布。从图中不难看出，原型直叶片的进口具有明显的正攻角，端弯叶片的载荷由于分离流动而减小。由于受叶片端部弯曲的影响，三维叶片的攻角几乎为零，并且由于端部流动的---，载荷甚至略高于原型直叶片。研究了不同静叶对单级风扇级性能的影响。各参数的-和各截面的-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。高温烘箱风机带有三个不同定子叶片的单级风扇级的效率特性。从高温烘箱风机中不难看出，端部弯曲定子可以有效地提高裕度，但由于定子损耗的增加，级效率降低了1.39%。前缘弯曲引起的叶片反向弯曲效应被叶片正向弯曲叠加所抵消。舞台效率略有提高，高点提高0.26%。失速边界越近，风扇级效率越明显。同时，高温烘箱风机转子出口顶部的静压力随着定子叶片顶部的功能力的增加而降低如图21所示，转子叶片出口直径上的静压力。在方向分布上，将定子出口处的背压设置为接近失速的原型级工况，背压为114451pa，风机的失速裕度进一步从27.1%扩大到48.8%，推迟了叶尖泄漏引起的失速。

gambit软件用于高温烘箱风机模型建立和网格生成。考虑到高温烘箱风机叶片翼型结构的复杂性和顶部区域的三维流动，首先选择三角形网格划分叶片顶部，并利用尺寸函数对网格进行细化，以-高温烘箱风机网格。其它区域的网格划分为动叶区域网格作为参考，采用结构化/非结构化混合网格。为了-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。以---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，高温烘箱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。结果表明，随着网格数量的增加，总压和效率逐渐接近样本值，337万和286万网格的总压和效率偏差分别为0.085%和0.024%。综合模拟精度和网格数确定了所用的总网格数。这个数字是286万。其中动叶面积198万片，集热器、导叶面积和扩压管网格数分别为30万片、26万片和32万片。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高温烘箱风机性能进行了比较。结果表明，在33.31-46.63m3_s-1流量范围内，总压和效率的平均相对误差分别为3.0%和1.5%，表明结果能够反映风机的实际性能。

高温烘箱风机在0.05