從烘干房排濕風(fēng)機(jī)的一般參數(shù)出發(fā)，通過(guò)一維徑向參數(shù)和子午向徑向參數(shù)的設(shè)計(jì)，得到了初步設(shè)計(jì)方案的性能預(yù)測(cè)和幾何參數(shù)。初步方案利用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)葉片型線(xiàn)對(duì)三維葉片進(jìn)行幾何建模，通過(guò)求解三維穩(wěn)定流場(chǎng)對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證。烘干房排濕風(fēng)機(jī)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。一維參數(shù)設(shè)計(jì)主要是求解平均半徑氣動(dòng)參數(shù)的控制方程。采用逐級(jí)疊加法對(duì)多級(jí)壓縮系統(tǒng)進(jìn)行了氣動(dòng)計(jì)算。同時(shí)調(diào)整了烘干房排濕風(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(xiàn)流型下的基本氣動(dòng)參數(shù)。計(jì)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?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)模型包括經(jīng)典亞音速葉片型線(xiàn)NACA65、C4和BC10，基本滿(mǎn)足了風(fēng)機(jī)的初步設(shè)計(jì)要求。為了準(zhǔn)確、快速地得到初步設(shè)計(jì)方案，將現(xiàn)有的經(jīng)典葉片型線(xiàn)直接用于一維設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)。當(dāng)設(shè)計(jì)負(fù)荷超過(guò)原模型時(shí)，采用MISES方法對(duì)S1流面進(jìn)口斷面進(jìn)行分析，得到初始滯后角，如本文對(duì)高負(fù)荷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)。在S2流面設(shè)計(jì)中，烘干房排濕風(fēng)機(jī)采用流線(xiàn)曲率法對(duì)S2流面進(jìn)行了流量計(jì)算。為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，將計(jì)算假設(shè)為無(wú)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(dòng)特性，引入了葉排損失來(lái)表示葉柵中流體粘度的影響。通過(guò)三維流場(chǎng)的數(shù)值分析，修正了求解S2流面過(guò)程中的損失，并通過(guò)迭代得到了初步設(shè)計(jì)方案。

烘干房排濕風(fēng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，葉片型線(xiàn)的優(yōu)化可能面臨一個(gè)問(wèn)題。不同葉片高度的不同進(jìn)水條件導(dǎo)致葉片型線(xiàn)優(yōu)化結(jié)果差異過(guò)大，難以對(duì)葉片型線(xiàn)進(jìn)行過(guò)度優(yōu)化。5倍，第三項(xiàng)為失速裕度，第四項(xiàng)為有效流入流角范圍內(nèi)的平均損失，第五項(xiàng)為平均損失差的方差。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(mǎn)足三維實(shí)際要求。在優(yōu)化過(guò)程中，增加了葉片型線(xiàn)的幾何分析和設(shè)計(jì)點(diǎn)氣流角的調(diào)整模塊，以保證獲得的葉片型線(xiàn)能達(dá)到與原型相同的氣流轉(zhuǎn)向能力。同時(shí)，烘干房排濕風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)的氣動(dòng)性能滿(mǎn)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(dòng)分析，提高優(yōu)化過(guò)程的快速性。在確定優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，綜合考慮了設(shè)計(jì)點(diǎn)的性能和非設(shè)計(jì)條件，烘干房排濕風(fēng)機(jī)對(duì)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(hào)中的項(xiàng)為設(shè)計(jì)點(diǎn)損失，第二項(xiàng)為有效流入流角范圍，邊界為設(shè)計(jì)點(diǎn)損失的1.5倍，第三項(xiàng)為失速裕度，第四項(xiàng)為有效流入流角范圍內(nèi)的平均損失，第五項(xiàng)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(dòng)性能，分母是原型參考值。烘干房排濕風(fēng)機(jī)利用加權(quán)因子w對(duì)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。

本文列舉了烘干房排濕風(fēng)機(jī)靜音扇葉，說(shuō)明了S1流面優(yōu)化設(shè)計(jì)在風(fēng)機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的作用。根系頂部三個(gè)橫截面的流入條件不同，如表3所示。SatishKoyyalamudi和Nagpurwala[17]對(duì)離心式壓縮機(jī)的導(dǎo)葉進(jìn)行了處理。根部設(shè)計(jì)點(diǎn)的進(jìn)口氣流角較大，烘干房排濕風(fēng)機(jī)工作范圍不同于其它兩段。由于轉(zhuǎn)子葉片泄漏流的影響，頂部馬赫數(shù)較小，工作范圍較大。采用多島遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，種群44，孤島7，代數(shù)7。三個(gè)截面共優(yōu)化了22個(gè)葉片型線(xiàn)參數(shù)，包括較大厚度位置、安裝角度、中弧控制點(diǎn)、吸入面控制點(diǎn)等。當(dāng)優(yōu)化后的葉片型線(xiàn)三維疊加時(shí)，烘干房排濕風(fēng)機(jī)葉片上半部分略微向后彎曲，可能導(dǎo)致優(yōu)化后的定子葉片損失增加。將優(yōu)化后的靜葉恢復(fù)到級(jí)環(huán)境中，得到了三維數(shù)值模擬結(jié)果。在設(shè)計(jì)點(diǎn)流量下，靜葉吸力面邊界層變薄，堵塞面積減小。計(jì)算了級(jí)間環(huán)境下兩葉型風(fēng)機(jī)特性線(xiàn)和兩定子葉片變攻角特性線(xiàn)。從圖17可以看出，定子葉片損失減小，裕度增大，這與不同截面的S1流面性能分析結(jié)果相似。但由于烘干房排濕風(fēng)機(jī)氣流角的匹配問(wèn)題，級(jí)效率沒(méi)有明顯提高，之間失速裕度由27.1%提高到34.9%。針對(duì)葉片高度方向的不均勻進(jìn)口流動(dòng)情況，在詳細(xì)設(shè)計(jì)中采用了端部彎曲技術(shù)來(lái)匹配定、轉(zhuǎn)子葉片之間的流動(dòng)角。