耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家初步設(shè)計(jì)完成后，本文的氣動(dòng)設(shè)計(jì)流程在初步設(shè)計(jì)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(dòng)設(shè)計(jì)，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。除求解三維流場的N-S方程外，其余部分由氣動(dòng)中心自己的程序完成，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)子和定耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家葉片的擴(kuò)散系數(shù)。隨著流量系數(shù)的增大，定、轉(zhuǎn)子葉片的擴(kuò)散系數(shù)均減小。本文的初步設(shè)計(jì)方案設(shè)置為圖3中箭頭所示的方案，限制為0.55。由于本文設(shè)計(jì)的單級(jí)風(fēng)機(jī)的負(fù)荷比設(shè)計(jì)中采用的經(jīng)驗(yàn)公式高，因此有必要對(duì)每排葉片的稠度和展弦比進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家的流量系數(shù)的選擇對(duì)級(jí)效率有影響：級(jí)效率隨動(dòng)、靜葉進(jìn)口馬赫數(shù)的增加而降低；級(jí)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(jí)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(shí)，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(dòng)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。

本文以方案中耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家的定子葉片為例進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了S1流面葉型，耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家采用三維葉片技術(shù)改善了定子葉柵內(nèi)的流動(dòng)。通過三維數(shù)值模擬，對(duì)S2流面設(shè)計(jì)中的損失和滯后角模型進(jìn)行了標(biāo)定，為葉片三維建模提供了依據(jù)。分析了葉片負(fù)荷調(diào)節(jié)、葉片彎曲和葉片端部彎曲對(duì)葉柵流動(dòng)、級(jí)匹配和級(jí)性能的影響，給出了高負(fù)荷軸流風(fēng)機(jī)三維葉片設(shè)計(jì)的基本原則。通過與初步三維設(shè)計(jì)結(jié)果的比較，兩種設(shè)計(jì)方案的氣動(dòng)參數(shù)徑向分布一致，證實(shí)了耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家設(shè)計(jì)過程中S2流面設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。由于葉尖泄漏流的存在，葉尖壓力比與氣流角（圖中灰色虛擬線圈所示的面積）之間存在一定的偏差，但通過三維CFD的修正，s2的設(shè)計(jì)趨勢預(yù)測了葉尖泄漏流對(duì)氣動(dòng)參數(shù)徑向分布的影響；bec在高負(fù)荷下，定子根部出現(xiàn)了氣流分離現(xiàn)象，導(dǎo)致了出口氣流角和S2設(shè)置的初步三維設(shè)計(jì)。預(yù)測結(jié)果略有不同（圖中橙色虛線圈所示的區(qū)域）。耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家利用一條非均勻有理B-sline曲線來描述由四個(gè)控制點(diǎn)（紅點(diǎn)）控制的曲線，包括前緣點(diǎn)和后緣點(diǎn)。葉片體由四條非均勻曲面、兩個(gè)吸力面和兩個(gè)壓力面組成，同時(shí)與較大切圓（灰圓）和前緣后緣橢圓弧相切。利用MIT MISES程序?qū)1型拖纜葉片進(jìn)行了流場分析。采用B-L（Baldwin-Lomax）湍流模型和AGS（Abu-Ghamman-Shaw）旁路過渡模型描述了過渡過程。

當(dāng)耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家葉頂間隙形狀發(fā)生變化時(shí)，不可避免地會(huì)引起葉頂及其附近的吸力面和壓力面流場的分布。由于葉尖間隙的存在，泄漏流將與通道內(nèi)的主流混合，在吸入面頂角形成泄漏旋渦。在耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家機(jī)械中，為了防止旋轉(zhuǎn)葉片和固定殼體之間的摩擦，葉片頂部和殼體之間必須有一定的間隙。耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家與方案3相比，方案2具有幾乎相同的區(qū)范圍，但葉尖間隙較大，有利于防止動(dòng)靜部件之間的摩擦，而方案6具有明顯的性能退化，易于分析其損耗機(jī)理。為此，分析了三種葉尖間隙：均勻間隙、方案2和方案6。旋渦是描述旋渦運(yùn)動(dòng)的重要特征量，其大小可以反映旋渦的強(qiáng)度。在間隙均勻的情況下，渦量分布從葉片前緣到后緣呈下降趨勢，流入量能有效地粘附在吸力面上，因此耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家渦量相對(duì)較小。由于主流與泄漏流的相互作用，葉片頂端的渦度比吸力面大得多，較大渦度出現(xiàn)在吸力面拐角處和葉片頂端附近。中間葉片頂部渦度強(qiáng)度明顯增大，這是由于間隙收縮導(dǎo)致葉片前緣泄漏面積增大，導(dǎo)致泄漏流量增大，主流與泄漏流量的混合程度增大，渦度強(qiáng)度增大。耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家葉尖間隙的大小沿流動(dòng)方向減小，即葉片葉尖越靠近殼體，泄漏旋渦越靠近葉片上部和中部。副作用減少。

耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家在0.05<r<0.4的范圍內(nèi)，a的變化很小。當(dāng)0.4<r<0.85時(shí)，_a逐漸增大，在85%葉高時(shí)達(dá)到較大值，說明該區(qū)域具有更大的機(jī)械能和更強(qiáng)的循環(huán)能力。耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家采用分離隱式方法計(jì)算，壁面采用防滑邊界條件，壓力-速度耦合采用簡單算法。與均勻間隙相比，方案2和方案6的葉尖間隙形狀在0<r<0.5時(shí)基本保持不變，說明葉尖間隙形狀的變化對(duì)葉片底部到中部沒有影響，但在方案2下，耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家葉尖間隙高于均勻間隙，而葉片TiP間隙小于均勻間隙。這是由于葉尖渦度強(qiáng)度增大，泄漏流減弱，葉片前緣渦度明顯增大和減小。減輕了主流與泄漏流的相互作用，削弱了泄漏渦的強(qiáng)度，增強(qiáng)了葉片中上部的流動(dòng)能力，增加了獲得的能量。在方案6中，在0.5<r<0.85的范圍內(nèi)，均勻間隙也略有增大，但接近較大的速度明顯減小。這是由于葉尖渦度強(qiáng)度隨間隙的均勻變化而略有變化，對(duì)泄漏流影響不大，而葉尖前緣渦度強(qiáng)度顯著增大，導(dǎo)致葉尖a減小，總流量減小，能量降低，從而提高了風(fēng)機(jī)效率。ENcy略有下降。也就是說，為了更直觀地反映耐高溫軸流風(fēng)機(jī)廠家葉頂間隙形狀變化對(duì)葉頂附近速度場的影響，90%葉片高度截面的軸向速度分布如圖7所示。