與均勻間隙相比,風(fēng)機在平均葉頂間隙不變的前提下,1~3級間隙方案下的風(fēng)機總壓力和效率均高于均勻間隙方案下的風(fēng)機總壓力和效率;前導(dǎo)間隙越大,尾隨間隙越小,性能越明顯。改進是,但隨著風(fēng)機間隙的逐漸收縮,風(fēng)機的性能-逐漸減;在設(shè)計流量下,方案2和方案3下的總壓力分別增加20。對于pa和22pa,風(fēng)機效率分別提高0.69%和0.70%,-是在小流量情況下。方案2和方案3的效率分別提高1.16%和1.20%。同時,方案1-3對應(yīng)的區(qū)(>;81%)變寬,根據(jù)總壓的趨勢,喘振裕度增大,穩(wěn)定工作范圍提高。但4-6級進風(fēng)機的總壓和效率均低于均勻間隙,隨著間隙的增大,風(fēng)機的性能下降。方案6的總壓力和效率分別降低了15pa和0.14%。模擬結(jié)果與參考文獻中給出的結(jié)果一致。以-析表明,在相同流量范圍的前提下,錐形間隙的區(qū)變寬,相應(yīng)的流量范圍增大,木材干燥窯風(fēng)機,風(fēng)機的穩(wěn)定工作區(qū)增大,設(shè)計流量和左效率明顯提高,措施簡單,易于實施。考慮到風(fēng)機選型中參數(shù)裕度過大,導(dǎo)致軸流風(fēng)機在設(shè)計流量的左側(cè)運行,可以將變細的間隙形狀作為提高風(fēng)機性能的手段。為了分析不同葉尖間隙形狀下風(fēng)機性能變化的內(nèi)在機理,進行了內(nèi)部流動特性和葉輪能力分析。
通過對風(fēng)機設(shè)計參數(shù)和s2設(shè)計參數(shù)的多次迭代,得到了一個接近設(shè)計要求的初步三維設(shè)計方案。從表2可以看出,初步設(shè)計方案的氣動參數(shù)與一維設(shè)計結(jié)果吻合較好。風(fēng)機設(shè)計過程中一維參數(shù)的設(shè)計精度-支持設(shè)計工作的進一步發(fā)展。表2顯示了一維設(shè)計結(jié)果和初步設(shè)計的平均參數(shù)。由表2可以看出,單級風(fēng)機平均半徑處的負荷系數(shù)約為1.0,甚-于普通航空發(fā)動機壓氣機的負荷系數(shù)。同時,單級風(fēng)機的反應(yīng)性略大于0.5,平均負荷分布在靜、動葉片上,使風(fēng)機葉片展開中部的彎曲角度達到40度以上,擴壓系數(shù)達到0.5以上。從出版的文獻中不難找到?紤]到軸流風(fēng)機制造成本的-,擴壓系數(shù)接近0.6,基本達到了無主動流量控制技術(shù)的亞音速軸流風(fēng)機的設(shè)計-。然而,在風(fēng)機設(shè)計結(jié)果與設(shè)計目標的壓力比與效率之間仍存在一定的差距,需要進一步的詳細設(shè)計來彌補。由于本文設(shè)計的單級風(fēng)機的負荷比設(shè)計中采用的經(jīng)驗公式高,烘箱循環(huán)風(fēng)機,因此有-對每排葉片的稠度和展弦比進行調(diào)整。初步設(shè)計方案如圖所示。6和7,烘箱用風(fēng)機,以及表3所示的氣動性能,風(fēng)機,其中載荷系數(shù)由葉尖的切線速度定義。
gambit軟件用于風(fēng)機模型建立和網(wǎng)格生成。考慮到風(fēng)機葉片翼型結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和頂部區(qū)域的三維流動,首先選擇三角形網(wǎng)格劃分葉片頂部,并利用尺寸函數(shù)對網(wǎng)格進行細化,以-風(fēng)機網(wǎng)格。其它區(qū)域的網(wǎng)格劃分為動葉區(qū)域網(wǎng)格作為參考,采用結(jié)構(gòu)化/非結(jié)構(gòu)化混合網(wǎng)格。為了-精度和網(wǎng)格獨立性,對原風(fēng)機在216萬、245萬、286萬和337萬網(wǎng)格條件下的性能進行了模擬。結(jié)果表明,隨著網(wǎng)格數(shù)量的增加,總壓和效率逐漸接近樣本值,337萬和286萬網(wǎng)格的總壓和效率偏差分別為0.085%和0.024%。綜合模擬精度和網(wǎng)格數(shù)確定了所用的總網(wǎng)格數(shù)。這個數(shù)字是286萬。其中動葉面積198萬片,集熱器、導(dǎo)葉面積和擴壓管網(wǎng)格數(shù)分別為30萬片、26萬片和32萬片。在模擬葉尖間隙形狀的變化之前,將原始風(fēng)扇的模擬結(jié)果與參考文獻中的風(fēng)機性能進行了比較。結(jié)果表明,在33.31-46.63m3_s-1流量范圍內(nèi),總壓和效率的平均相對誤差分別為3.0%和1.5%,表明結(jié)果能夠反映風(fēng)機的實際性能。
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