本文以方案機(jī)的定子葉片為例進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了s1流面葉型，風(fēng)機(jī)采用三維葉片技術(shù)---了定子葉柵內(nèi)的流動(dòng)。通過三維數(shù)值模擬，對(duì)s2流面設(shè)計(jì)中的損失和滯后角模型進(jìn)行了標(biāo)定，為葉片三維建模提供了依據(jù)。通過與初步三維設(shè)計(jì)結(jié)果的比較，風(fēng)機(jī)，兩種設(shè)計(jì)方案的氣動(dòng)參數(shù)徑向分布一致，證實(shí)了風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中s2流面設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和-性。由于葉尖泄漏流的存在，葉尖壓力比與氣流角圖中灰色虛擬線圈所示的面積之間存在一定的偏差，干燥房風(fēng)機(jī)，但通過三-fd的修正，s2的設(shè)計(jì)趨勢(shì)預(yù)測(cè)了葉尖泄漏流對(duì)氣動(dòng)參數(shù)徑向分布的影響；bec在高負(fù)荷下，定子根部出現(xiàn)了氣流分離現(xiàn)象，導(dǎo)致了出口氣流角和s2設(shè)置的初步三維設(shè)計(jì)。預(yù)測(cè)結(jié)果略有不同圖中橙色虛線圈所示的區(qū)域。風(fēng)機(jī)利用一條非均勻有理b-sline曲線來描述由四個(gè)控制點(diǎn)紅點(diǎn)控制的曲線，包括前緣點(diǎn)和后緣點(diǎn)。葉片體由四條非均勻曲面、兩個(gè)吸力面和兩個(gè)壓力面組成，同時(shí)與較大切圓灰圓和前緣后緣橢圓弧相切。利用mit mises程序?qū)1型拖纜葉片進(jìn)行了流場(chǎng)分析。采用b-lbaldwin-lomax湍流模型和agsabu-ghamman-shaw旁路過渡模型描述了過渡過程。
本文列舉了風(fēng)機(jī)靜音扇葉，說明了s1流面優(yōu)化設(shè)計(jì)在風(fēng)機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中的作用。根系頂部三個(gè)橫截面的流入條件不同，如表3所示。根部設(shè)計(jì)點(diǎn)的進(jìn)口氣流角較大，風(fēng)機(jī)工作范圍不同于其它兩段。由于轉(zhuǎn)子葉片泄漏流的影響，頂部馬赫數(shù)較小，工作范圍較大。采用多島遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，種群44，孤島7，代數(shù)7。三個(gè)截面共優(yōu)化了22個(gè)葉片型線參數(shù)，包括較大厚度位置、安裝角度、中弧控制點(diǎn)、吸入面控制點(diǎn)等。當(dāng)優(yōu)化后的葉片型線三維疊-，風(fēng)機(jī)葉片上半部分略微向后彎曲，可能導(dǎo)致優(yōu)化后的定子葉片損失增加。將優(yōu)化后的靜葉恢復(fù)到級(jí)環(huán)境中，得到了三維數(shù)值模擬結(jié)果。在設(shè)計(jì)點(diǎn)流量下，靜葉吸力面邊界層變薄，干燥機(jī)風(fēng)機(jī)，堵塞面積減小。計(jì)算了級(jí)間環(huán)境下兩葉型風(fēng)機(jī)特性線和兩定子葉片變攻角特性線。從圖17可以看出，定子葉片損失減小，裕度增大，這與不同截面的s1流面性能分析結(jié)果相似。但由于風(fēng)機(jī)氣流角的匹配問題，級(jí)效率沒有明顯提高，之間失速裕度由27.1%提高到34.9%。針對(duì)葉片高度方向的不均勻進(jìn)口流動(dòng)情況，在詳細(xì)設(shè)計(jì)中采用了端部彎曲技術(shù)來匹配定、轉(zhuǎn)子葉片之間的流動(dòng)角。
通過對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)和s2設(shè)計(jì)參數(shù)的多次迭代，得到了一個(gè)接近設(shè)計(jì)要求的初步三維設(shè)計(jì)方案。從表2可以看出，初步設(shè)計(jì)方案的氣動(dòng)參數(shù)與一維設(shè)計(jì)結(jié)果吻合較好。風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中一維參數(shù)的設(shè)計(jì)精度-支持設(shè)計(jì)工作的進(jìn)一步發(fā)展。表2顯示了一維設(shè)計(jì)結(jié)果和初步設(shè)計(jì)的平均參數(shù)。由表2可以看出，單級(jí)風(fēng)機(jī)平均半徑處的負(fù)荷系數(shù)約為1.0，甚-于普通航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的負(fù)荷系數(shù)。同時(shí)，單級(jí)風(fēng)機(jī)的反應(yīng)性略大于0.5，平均負(fù)荷分布在靜、動(dòng)葉片上，使風(fēng)機(jī)葉片展開中部的彎曲角度達(dá)到40度以上，擴(kuò)壓系數(shù)達(dá)到0.5以上。從出版的文獻(xiàn)中不難找到。考慮到軸流風(fēng)機(jī)制造成本的---，擴(kuò)壓系數(shù)接近0.6，基本達(dá)到了無主動(dòng)流量控制技術(shù)的亞音速軸流風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)---。然而，木材干燥風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果與設(shè)計(jì)目標(biāo)的壓力比與效率之間仍存在一定的差距，需要進(jìn)一步的詳細(xì)設(shè)計(jì)來彌補(bǔ)。由于本文設(shè)計(jì)的單級(jí)風(fēng)機(jī)的負(fù)荷比設(shè)計(jì)中采用的經(jīng)驗(yàn)公式高，因此有-對(duì)每排葉片的稠度和展弦比進(jìn)行調(diào)整。初步設(shè)計(jì)方案如圖所示。6和7，以及表3所示的氣動(dòng)性能，其中載荷系數(shù)由葉尖的切線速度定義。
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