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关 键 词：不锈钢耐高温轴流风机,可逆转耐高温轴流风机,耐高温的轴流风机,嵌入式耐高温轴流风机,小型耐高温轴流风机
发布时间：2022-03-11
为了探索大负荷大流量风机的关键气动设计技术和内部流动机理，本文设计了一台耐高温轴流风机，其压力比为1.20，负荷系数为0.83。详细研究了流量系数、反力等设计参数的影响规律，给出了相应的选择原则。分析了叶片负荷调节、叶片弯曲和叶片端部弯曲对叶栅流动、级匹配和级性能的影响，给出了高负荷轴流风机三维叶片设计的基本原则。同时，开发了S1流面协同优化方法，取得了较好的效果。降低了定子损耗，增大了风机裕度。高压风机的设计通常采用离心风机，但离心风机存在迎风面积大、流量小、效率低等缺点。针对大流量、高压力比、率的设计要求，如何完成单级轴流设计成为研究的重点。长期以来，轴流风机的设计方法得到了发展。从孤立叶型法、叶栅法、降功率法到目前广泛采用的准三维、全三维气动设计方法，甚至到S1流面叶型优化[6]、三维叶型优化、耐高温轴流风机三维叶型技术，已经有了大量的研究工作。用于提高设计方法的准确性和快速性。以率、高负荷为设计目标，通过合理选择总体参数，小型耐高温轴流风机，优化了耐高温轴流风机流面叶片的初步设计和三维叠加，实现了轴流风机的气动设计。
本文以方案中耐高温轴流风机的定子叶片为例进行了详细设计，优化了S1流面叶型，耐高温轴流风机采用三维叶片技术改善了定子叶栅内的流动。通过三维数值模拟，对S2流面设计中的损失和滞后角模型进行了标定，为叶片三维建模提供了依据。通过与初步三维设计结果的比较，可逆转耐高温轴流风机，两种设计方案的气动参数径向分布一致，证实了耐高温轴流风机设计过程中S2流面设计的准确性和可靠性。由于叶尖泄漏流的存在，叶尖压力比与气流角（图中灰色虚拟线圈所示的面积）之间存在一定的偏差，但通过三维CFD的修正，s2的设计趋势预测了叶尖泄漏流对气动参数径向分布的影响；bec在高负荷下，定子根部出现了气流分离现象，耐高温轴流风机，导致了出口气流角和S2设置的初步三维设计。预测结果略有不同（图中橙色虚线圈所示的区域）。耐高温轴流风机利用一条非均匀有理B-sline曲线来描述由四个控制点（红点）控制的曲线，包括前缘点和后缘点。叶片体由四条非均匀曲面、两个吸力面和两个压力面组成，同时与较大切圆（灰圆）和前缘后缘椭圆弧相切。利用MIT MISES程序对S1型拖缆叶片进行了流场分析。采用B-L（Baldwin-Lomax）湍流模型和AGS（Abu-Ghamman-Shaw）旁路过渡模型描述了过渡过程。
与均匀间隙相比，耐高温轴流风机在平均叶顶间隙不变的前提下，1~3级间隙方案下的风机总压力和效率均高于均匀间隙方案下的风机总压力和效率；前导间隙越大，尾随间隙越小，性能越明显。改进是，但随着耐高温轴流风机间隙的逐渐收缩，风机的性能改善逐渐减小；在设计流量下，方案2和方案3下的总压力分别增加20。对于PA和22PA，耐高温轴流风机效率分别提高0.69%和0.70%，特别是在小流量情况下。方案2和方案3的效率分别提高1.16%和1.20%。同时，方案1-3对应的区（gt;81%）变宽，根据总压的趋势，喘振裕度增大，嵌入式耐高温轴流风机，稳定工作范围提高。但4-6级进风机的总压和效率均低于均匀间隙，随着间隙的增大，风机的性能下降更大。方案6的总压力和效率分别降低了15pa和0.14%。模拟结果与参考文献中给出的结果一致。以上分析表明，在相同流量范围的前提下，锥形间隙的区变宽，相应的流量范围增大，耐高温轴流风机的稳定工作区增大，设计流量和左效率明显提高，措施简单，易于实施。考虑到风机选型中参数裕度过大，导致轴流风机在设计流量的左侧运行，可以将变细的间隙形状作为提高风机性能的手段。为了分析不同叶尖间隙形状下风机性能变化的内在机理，进行了内部流动特性和叶轮能力分析。
