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發布時間：2021-01-16 02:15
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烘干窯風機四種不同結構尺寸的半圓形軸縫。模擬和試驗結果表明，軸向縫處理技術不僅能達到穩定膨脹效果，而且能在設計速度下提率和壓力比。套管壁環對簡單烘干窯風機性能的影響。結果表明，環形結構能有效地削弱葉頂間隙渦，甚至抑制其產生，有效地提高了風機的總壓和效率。全冠、部分冠和加強型部分冠對烘干窯風機氣動性能的影響。結果表明，部分冠形能削弱泄漏流和二次流的強度，與全冠形相比，部分冠形的效率提高了0.6%。Satish Koyyalamudi和Nagpurwala[17]對離心式壓縮機的導葉進行了處理。結果表明，改進后的壓氣機峰值效率降低了0.8%~1%，失速裕度提高了18%，阻塞流量提高了9.5%。葉頂間隙形態的研究主要集中在離心式、軸流式壓縮機和渦輪上，而葉頂間隙形態對軸流風機特別是動葉可調軸流風機性能影響的研究相對較少。考慮到優化葉頂間隙形狀可以有效地提高風機的性能，對OB-84動葉可調軸流風機在均勻間隙、逐漸收縮和逐漸膨脹等六種非均勻間隙下的性能進行了三維數值模擬。由于葉根和葉頂端壁附件的附面層較厚，導致流體流過該區域后的軸向速度較小，而葉頂附件又因泄漏存在使軸向速度進一步減小。比較了不同葉尖間隙形狀下的內部流動特性、總壓分布和葉輪作用力，分析了漸縮型和漸擴型。間隙對風機性能影響的內在機理。
以烘干窯風機帶后導葉的可調軸流風機模型為研究對象，如圖1所示。風扇由集熱器、活動葉片、后導葉和擴散器組成。風機轉子葉片采用翼型結構，動葉14片，導葉15片，葉輪直徑d為1500mm，烘干窯風機葉頂間隙delta為4.5mm，風機工作轉速為1200r/min，輪轂比為0.6，設計工況安裝角為32度，相應設計流量和總壓為37.14m3_S-1和2348pa，結構簡圖給出了葉頂間隙均勻和不均勻的方程，其中前緣間隙和后緣間隙分別為1和2。leand te表示葉片的前緣和后緣。為了保證前緣與后緣的平均間隙為4.5mm，選取六種非均勻間隙進行分析。現代軸流風機的相對徑向間隙為0.8%~1.5%[18]，改變后風機葉尖間隙的較小相對徑向間隙為1%，滿足正常運行的要求，如表1所示。其中方案1~3為漸變收縮型，方案4~6為漸變膨脹型。控制方程包括三維穩態雷諾時均N-S方程和可實現的K-E湍流模型。可實現的K-E模型可以有效地解決旋轉運動、邊界層流動分離、強逆壓梯度、二次流和回流等問題。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。烘干窯風機采用分離隱式方法計算，壁面采用防滑邊界條件，壓力-速度耦合采用簡單算法。采用二階逆風法離散了與空間有關的對流項、擴散項和湍流粘性系數，忽略了重力和壁面粗糙度的影響。
GAMBIT軟件用于烘干窯風機模型建立和網格生成。考慮到烘干窯風機葉片翼型結構的復雜性和頂部區域的三維流動，首先選擇三角形網格劃分葉片頂部，并利用尺寸函數對網格進行細化，以保證烘干窯風機網格質量。其它區域的網格劃分為動葉區域網格作為參考，采用結構化/非結構化混合網格。為了保證精度和網格獨立性，對原風機在216萬、245萬、286萬和337萬網格條件下的性能進行了模擬。結果表明，隨著網格數量的增加，總壓和效率逐漸接近樣本值，337萬和286萬網格的總壓和效率偏差分別為0.085%和0.024%。綜合模擬精度和網格數確定了所用的總網格數。這個數字是286萬。其中動葉面積198萬片，集熱器、導葉面積和擴壓管網格數分別為30萬片、26萬片和32萬片。同時，反應性的大小意味著轉子和定子葉片需要達到的靜壓上升的大小。在模擬葉尖間隙形狀的變化之前，將原始風扇的模擬結果與參考文獻中的烘干窯風機性能進行了比較。結果表明，在33.31-46.63m3_s-1流量范圍內，總壓和效率的平均相對誤差分別為3.0%和1.5%，表明結果能夠反映風機的實際性能。
