隨著軸流式通風(fēng)機(jī)應(yīng)用越來越廣泛、應(yīng)用的場合越來越多,相應(yīng)地對軸流式通風(fēng)機(jī)的性能要求也越來越高,例如要求軸流式通風(fēng)機(jī)在保證大流量的前提下提供高壓頭,即高壓軸流通風(fēng)機(jī)。目前,傳統(tǒng)的軸流式通風(fēng)機(jī)計(jì)方法有變環(huán)量方法和等環(huán)量方法。利用等環(huán)量方法設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī),葉片扭曲比較強(qiáng)烈,不利于葉輪的加工制造;另外,與等環(huán)量設(shè)計(jì)方法比,變環(huán)量設(shè)計(jì)方法可以增加葉片根部以外截面的做功能力,獲得更高的壓力?；谏鲜鲈?以變環(huán)量方法設(shè)計(jì)的R級(jí)或者R+S級(jí)軸流風(fēng)機(jī)應(yīng)用比較廣泛。本文中的研究對象即為R+S級(jí)軸流風(fēng)機(jī),釆用的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法為改進(jìn)的變環(huán)量設(shè)計(jì)方法。

3.1軸流風(fēng)機(jī)動(dòng)葉設(shè)計(jì)方法介紹

國內(nèi)外軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中通常采用孤立翼型法。翼型是指葉片沿介質(zhì)流動(dòng)方向的橫截面幾何形狀。比較常用的翼型有RAF-6E翼型、CLARKY翼型,LS翼型和圓弧板翼型等。為了獲得這些孤立翼型的性能曲線,需要將這些翼型的葉片放置到風(fēng)洞中,進(jìn)行咬風(fēng)實(shí)驗(yàn)。面根據(jù)孤立翼型設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的軸流風(fēng)機(jī)葉片,在截面上只是對現(xiàn)有翼型在弦長和厚度方向上的放大和縮小。隨著計(jì)算流體力學(xué)商業(yè)軟件的成熟和高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展,很多人通過模擬實(shí)驗(yàn)的方法對風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了改進(jìn),并取得了較好的效果。本文所釆用的就是一種通過改變孤立翼型的中線來構(gòu)造翼型的改進(jìn)的變環(huán)量設(shè)計(jì)方法[53】,該設(shè)計(jì)方法是基于800mm高壓軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)提出的,而在本文中涉及不同直徑的風(fēng)機(jī),需對該設(shè)計(jì)方法在不同設(shè)計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行驗(yàn)證。
該風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法基本思路:以CLARKY翼型為基礎(chǔ),通過控制載荷法構(gòu)造出新的型中線,將基本翼型的厚度乘以比例系數(shù)之后加到翼型中線兩側(cè),從而得到翼型輪 ,通過沿葉片高度方向選取五個(gè)截面,用同樣的方法構(gòu)造五個(gè)截面的翼型,進(jìn)而得到葉片形狀。
3.1.1翼型中線構(gòu)造

翼型中線的構(gòu)造采用離心壓縮機(jī)葉片型線設(shè)計(jì)方法中的控制載荷法,通過三角形卸載方法,控制葉片截面上進(jìn)口面和出口面之間旋繞速度AC'《沿著翼型中線的分布。另外,將每個(gè)翼型截面的安裝角《設(shè)為進(jìn)口氣流角/^1。這樣構(gòu)成的葉片II型中線前段的幾何角增長快,翼型中線的后段幾何角增長較慢,從而使葉片翼型后端彎曲較小[531。圖3.1為用控制載荷法設(shè)計(jì)的葉片五個(gè)截面的翼型。
從圖中可以看出,五個(gè)翼型截面的彎曲程度不大,II型后端變化平緩。五個(gè)截面的空間扭曲不強(qiáng)烈,這樣便于葉片的制造加工。