風(fēng)機(jī)初步設(shè)計完成后，風(fēng)機(jī)，本文的氣動設(shè)計流程在初步設(shè)計中進(jìn)一步優(yōu)化了S1流面上葉片和葉片的三維疊加，從而完成了詳細(xì)的氣動設(shè)計，達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)。除求解三維流場的N-S方程外，其余部分由氣動中心自己的程序完成，干燥爐風(fēng)機(jī)，保證了過程的平穩(wěn)、快速。流量系數(shù)的選擇通過改變速度三角形的軸向速度來影響轉(zhuǎn)子和定風(fēng)機(jī)葉片的擴(kuò)散系數(shù)。隨著流量系數(shù)的增大，烘干房耐高溫風(fēng)機(jī)，定、轉(zhuǎn)子葉片的擴(kuò)散系數(shù)均減小。本文的初步設(shè)計方案設(shè)置為圖3中箭頭所示的方案，限制為0.55。同時，風(fēng)機(jī)的流量系數(shù)的選擇對級效率有影響：級效率隨動、靜葉進(jìn)口馬赫數(shù)的增加而降低；級效率隨流量系數(shù)的增加而降低，執(zhí)行機(jī)構(gòu)葉片損失隨T進(jìn)口載荷的增加而增加。轉(zhuǎn)子和定子葉片，而轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)口馬赫數(shù)略有增加，導(dǎo)致級效率提高；定子進(jìn)口馬赫數(shù)隨反應(yīng)性降低而增加，導(dǎo)致定子損失增加。同時，反應(yīng)性的大小意味著轉(zhuǎn)子和定子葉片需要達(dá)到的靜壓上升的大小。隨著反應(yīng)性的增加，動葉擴(kuò)壓系數(shù)增大，靜葉擴(kuò)壓系數(shù)隨反應(yīng)性的減小而增大。本文選取一定的反應(yīng)性使轉(zhuǎn)子和定子葉片的擴(kuò)散系數(shù)基本相同。

風(fēng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過程中，葉片型線的優(yōu)化可能面臨一個問題。不同葉片高度的不同進(jìn)水條件導(dǎo)致葉片型線優(yōu)化結(jié)果差異過大，難以對葉片型線進(jìn)行過度優(yōu)化。為此，本文提出了多截面輪廓協(xié)同優(yōu)化的方法，建立了輪廓幾何與輪廓目標(biāo)函數(shù)之間的關(guān)系，使得到的輪廓滿足三維實(shí)際要求。在優(yōu)化過程中，增加了葉片型線的幾何分析和設(shè)計點(diǎn)氣流角的調(diào)整模塊，以保證獲得的葉片型線能達(dá)到與原型相同的氣流轉(zhuǎn)向能力。同時，風(fēng)機(jī)設(shè)計點(diǎn)的氣動性能滿足一定要求，否則，可以以罰函數(shù)的形式盡快完成葉型的氣動分析，提高優(yōu)化過程的快速性。在確定優(yōu)化目標(biāo)時，綜合考慮了設(shè)計點(diǎn)的性能和非設(shè)計條件，風(fēng)機(jī)對有效范圍內(nèi)的剖面性能進(jìn)行了研究。目標(biāo)函數(shù)括號中的項為設(shè)計點(diǎn)損失，第二項為有效流入流角范圍，邊界為設(shè)計點(diǎn)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(nèi)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(nèi)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。風(fēng)機(jī)利用加權(quán)因子w對截面之間的關(guān)系進(jìn)行加權(quán)，設(shè)置目標(biāo)函數(shù)，得到損失小、失速裕度高的多截面S1剖面。各參數(shù)的權(quán)重和各截面的權(quán)重系數(shù)決定了優(yōu)化目標(biāo)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。

從風(fēng)機(jī)的一般參數(shù)出發(fā)，通過一維徑向參數(shù)和子午向徑向參數(shù)的設(shè)計，得到了初步設(shè)計方案的性能預(yù)測和幾何參數(shù)。初步方案利用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)葉片型線對三維葉片進(jìn)行幾何建模，通過求解三定流場對初步設(shè)計方案進(jìn)行驗(yàn)證。一維參數(shù)設(shè)計主要是求解平均半徑氣動參數(shù)的控制方程。采用逐級疊加法對多級壓縮系統(tǒng)進(jìn)行了氣動計算。同時調(diào)整了風(fēng)機(jī)相應(yīng)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(shù)。計算中使用的損失和氣流角模型需要大量的葉柵試驗(yàn)作為支撐。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)模型包括經(jīng)典亞音速葉片型線NACA65、C4和BC10，基本滿足了風(fēng)機(jī)的初步設(shè)計要求。為了準(zhǔn)確、快速地得到初步設(shè)計方案，將現(xiàn)有的經(jīng)典葉片型線直接用于一維設(shè)計和初步設(shè)計。當(dāng)設(shè)計負(fù)荷超過原模型時，木材干燥窯風(fēng)機(jī)，采用MISES方法對S1流面進(jìn)口斷面進(jìn)行分析，得到初始滯后角，如本文對高負(fù)荷風(fēng)機(jī)的設(shè)計。在S2流面設(shè)計中，風(fēng)機(jī)采用流線曲率法對S2流面進(jìn)行了流量計算。為了簡化計算過程，將計算假設(shè)為無粘性和恒定絕熱，忽略了實(shí)際渦輪機(jī)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(shù)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(shè)計方案。

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