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李海伟 先生
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发布时间:2020-05-10 20:37:50
不同干燥窑风机静叶设计点90%叶片高度剖面上的压力分布。从图中不难看出,原型直叶片的进口具有明显的正攻角,端弯叶片的载荷由于分离流动而减小。由于受叶片端部弯曲的影响,三维叶片的攻角几乎为零,并且由于端部流动的改善,载荷甚至略高于原型直叶片。研究了不同静叶对单级风扇级性能的影响。干燥窑风机带有三个不同定子叶片的单级风扇级的效率特性。从干燥窑风机中不难看出,端部弯曲定子可以有效地提高裕度,但由于定子损耗的增加,级效率降低了1.39%。前缘弯曲引起的叶片反向弯曲效应被叶片正向弯曲叠加所抵消。舞台效率略有提高,高点提高0.26%。失速边界越近,风扇级效率越明显。同时,干燥窑风机转子出口顶部的静压力随着定子叶片顶部的功能力的增加而降低(如图21所示,转子叶片出口直径上的静压力)。干燥窑风机初步设计完成后,本文的气动设计流程在初步设计中进一步优化了S1流面上叶片和叶片的三维叠加,从而完成了详细的气动设计,达到了设计目标。在方向分布上,将定子出口处的背压设置为接近失速的原型级工况,背压为114451pa,风机的失速裕度进一步从27.1%扩大到48.8%,推迟了叶尖泄漏引起的失速。
通过在干燥窑风机叶尖压力面附近扩展合适的叶尖平台,可以有效地减小叶尖泄漏和气动损失。模拟了三种干燥窑风机不同长度和初始位置的吸力面小翼叶栅的内部流场。结果表明,三段小翼可以改善叶栅顶部的流动状况,并在不同程度上削弱泄漏涡的强度。周志华等[10]计算了某型涡轴发动机高压涡轮一级的三维流场。结果表明,锥形间隙能有效地控制间隙内的泄漏流速,减少间隙内的堵塞,从而提高其整体性能。在套管处理方面,Yang等人[11]发现自循环壳体处理后压缩机的稳定流量范围明显增大,这是由于叶片负荷降低、低能流体吸附能力降低和周向流量畸变能力降低所致。干燥窑风机的不同分区数的非轴对称套管处理。实验表明,合理的非轴对称壳体处理结构可以使压缩机的稳定裕度提高13%,峰值效率提高0.8%。提***率的原因是加工槽对压气机叶顶流场产生低频非定常影响信号。干燥窑风机在低速压缩机上测试了不同结构的斜槽壳体处理。从表2可以看出,初步设计方案的气动参数与一维设计结果吻合较好。实验表明,合理的配置可以提高压缩机效率1%~2%,而不会对失速裕度产生不利影响。
干燥窑风机在0.05lt;rlt;0.4的范围内,a的变化很小。当0.4lt;rlt;0.85时,_a逐渐增大,在85%叶高时达到较大值,说明该区域具有更大的机械能和更强的循环能力。与均匀间隙相比,方案2和方案6的叶尖间隙形状在0lt;rlt;0.5时基本保持不变,说明叶尖间隙形状的变化对叶片底部到中部没有影响,但在方案2下,干燥窑风机叶尖间隙高于均匀间隙,而叶片TiP间隙小于均匀间隙。这是由于叶尖涡度强度增大,泄漏流减弱,叶片前缘涡度明显增大和减小。减轻了主流与泄漏流的相互作用,削弱了泄漏涡的强度,增强了叶片中上部的流动能力,增加了获得的能量。在方案6中,在0.5lt;rlt;0.85的范围内,均匀间隙也略有增大,但接近较大的速度明显减小。这是由于叶尖涡度强度随间隙的均匀变化而略有变化,对泄漏流影响不大,而叶尖前缘涡度强度显著增大,导致叶尖a减小,总流量减小,能量降低,从而提高了风机效率。ENcy略有下降。在端部弯曲建模的基础上,适当叠加叶片正弯曲建模,可以减小端部攻角,保证定子叶片和级间的有效流动。也就是说,为了更直观地反映干燥窑风机叶顶间隙形状变化对叶顶附近速度场的影响,90%叶片高度截面的轴向速度分布如图7所示。
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