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發布時間:2021-07-23 10:12  
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從烘干房排濕風機的一般參數出發,通過一維徑向參數和子午向徑向參數的設計,得到了初步設計方案的性能預測和幾何參數。初步方案利用現有的標準葉片型線對三維葉片進行幾何建模,通過求解三維穩定流場對初步設計方案進行驗證。烘干房排濕風機葉尖間隙的大小沿流動方向減小,即葉片葉尖越靠近殼體,泄漏旋渦越靠近葉片上部和中部。一維參數設計主要是求解平均半徑氣動參數的控制方程。采用逐級疊加法對多級壓縮系統進行了氣動計算。同時調整了烘干房排濕風機相應的攻角、滯后角和損失模型。后,得到了平均半徑和子午線流型下的基本氣動參數。計算中使用的損失和氣流角模型需要大量的葉柵試驗作為支撐。現有的實驗改進模型包括經典亞音速葉片型線NACA65、C4和BC10,基本滿足了風機的初步設計要求。為了準確、快速地得到初步設計方案,將現有的經典葉片型線直接用于一維設計和初步設計。當設計負荷超過原模型時,采用MISES方法對S1流面進口斷面進行分析,得到初始滯后角,如本文對高負荷風機的設計。在S2流面設計中,烘干房排濕風機采用流線曲率法對S2流面進行了流量計算。為了簡化計算過程,將計算假設為無粘性和恒定絕熱,忽略了實際渦輪機械中的三維、非定常和粘性流動特性,引入了葉排損失來表示葉柵中流體粘度的影響。通過三維流場的數值分析,修正了求解S2流面過程中的損失,并通過迭代得到了初步設計方案。

烘干房排濕風機在實際應用過程中,葉片型線的優化可能面臨一個問題。不同葉片高度的不同進水條件導致葉片型線優化結果差異過大,難以對葉片型線進行過度優化。5倍,第三項為失速裕度,第四項為有效流入流角范圍內的平均損失,第五項為平均損失差的方差。為此,本文提出了多截面輪廓協同優化的方法,建立了輪廓幾何與輪廓目標函數之間的關系,使得到的輪廓滿足三維實際要求。在優化過程中,增加了葉片型線的幾何分析和設計點氣流角的調整模塊,以保證獲得的葉片型線能達到與原型相同的氣流轉向能力。同時,烘干房排濕風機設計點的氣動性能滿足一定要求,否則,可以以罰函數的形式盡快完成葉型的氣動分析,提高優化過程的快速性。在確定優化目標時,綜合考慮了設計點的性能和非設計條件,烘干房排濕風機對有效范圍內的剖面性能進行了研究。目標函數括號中的項為設計點損失,第二項為有效流入流角范圍,邊界為設計點損失的1.5倍,第三項為失速裕度,第四項為有效流入流角范圍內的平均損失,第五項為平均損失差的方差。有效流入角范圍內的分布。分子是分析葉片外形的氣動性能,分母是原型參考值。烘干房排濕風機利用加權因子w對截面之間的關系進行加權,設置目標函數,得到損失小、失速裕度高的多截面S1剖面。各參數的權重和各截面的權重系數決定了優化目標是集中于中間截面的性能,以及中間截面的損失和末端截面的失速裕度。

本文列舉了烘干房排濕風機靜音扇葉,說明了S1流面優化設計在風機詳細設計過程中的作用。根系頂部三個橫截面的流入條件不同,如表3所示。SatishKoyyalamudi和Nagpurwala[17]對離心式壓縮機的導葉進行了處理。根部設計點的進口氣流角較大,烘干房排濕風機工作范圍不同于其它兩段。由于轉子葉片泄漏流的影響,頂部馬赫數較小,工作范圍較大。采用多島遺傳算法進行優化,種群44,孤島7,代數7。三個截面共優化了22個葉片型線參數,包括較大厚度位置、安裝角度、中弧控制點、吸入面控制點等。當優化后的葉片型線三維疊加時,烘干房排濕風機葉片上半部分略微向后彎曲,可能導致優化后的定子葉片損失增加。將優化后的靜葉恢復到級環境中,得到了三維數值模擬結果。在設計點流量下,靜葉吸力面邊界層變薄,堵塞面積減小。計算了級間環境下兩葉型風機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流面性能分析結果相似。但由于烘干房排濕風機氣流角的匹配問題,級效率沒有明顯提高,之間失速裕度由27.1%提高到34.9%。針對葉片高度方向的不均勻進口流動情況,在詳細設計中采用了端部彎曲技術來匹配定、轉子葉片之間的流動角。