本文以方案中木材干燥風(fēng)機(jī)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，木材干燥風(fēng)機(jī)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)。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)了木材干燥風(fēng)機(jī)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）。木材干燥風(fēng)機(jī)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。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，木材干燥風(fēng)機(jī)葉尖間隙高于均勻間隙，而葉片TiP間隙小于均勻間隙。

根據(jù)以往對(duì)木材干燥風(fēng)機(jī)亞音速定子葉片的研究，前緣彎曲用于匹配迎角[20]，根部彎曲高度為20%，端部彎曲角度為20，頂部彎曲高度為30%，端部彎曲角度為40，如圖18左側(cè)所示。彎曲高度和彎曲角度的選擇是基于流入流的流動(dòng)角度條件：如圖5中藍(lán)色箭頭所示，定子葉片的流入角度受上游動(dòng)葉片的影響，靠近端壁有兩個(gè)不符合主流分布趨勢的區(qū)域，而彎曲高度末端彎板的T應(yīng)覆蓋與流動(dòng)角度匹配的區(qū)域；通過三維流場的數(shù)值分析，修正了求解S2流面過程中的損失，并通過迭代得到了初步設(shè)計(jì)方案。末端彎板角度的選擇基于區(qū)域和主流流動(dòng)角度之間的差異。

根據(jù)前面的研究，木材干燥風(fēng)機(jī)前緣彎曲的定子葉片可以有效地消除流入攻角，但葉片的局部端部彎曲會(huì)導(dǎo)致葉片局部反向彎曲的形狀效應(yīng)。在保證端部攻角減小的同時(shí)，定子葉片端部的阻塞量增大，損失增大。在端部彎曲建模的基礎(chǔ)上，適當(dāng)疊加葉片正彎曲建模，可以減小端部攻角，保證定子葉片和級(jí)間的有效流動(dòng)。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，得到了合適的前彎參數(shù)：木材干燥風(fēng)機(jī)彎曲高度60%，輪轂彎曲角度40，翼緣彎曲角度20，基本符合以往研究得出的彎曲葉片設(shè)計(jì)參數(shù)選擇規(guī)則。不同葉柵的吸力面徑向壓力梯度和出口段邊界層邊界的徑向壓力梯度可以很好地進(jìn)行比較。在帶端彎和正彎葉片的三維復(fù)合葉片表面，存在兩個(gè)明顯的徑向壓力梯度增大區(qū)域，形成從端彎到流道中徑的徑向力，引導(dǎo)木材干燥風(fēng)機(jī)葉片表面邊界層的徑向重排。在套管處理方面，Yang等人[11]發(fā)現(xiàn)自循環(huán)殼體處理后壓縮機(jī)的穩(wěn)定流量范圍明顯增大，這是由于葉片負(fù)荷降低、低能流體吸附能力降低和周向流量畸變能力降低所致。從出口段附面層的邊界形狀可以看出，復(fù)合三維葉片試圖使葉片的徑向附面層均勻化，消除了葉片角部區(qū)域的低能流體積聚，對(duì)提高葉片邊緣起到了明顯的作用。

介紹了一套高負(fù)荷木材干燥風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)過程，包括參數(shù)選擇、葉片形狀優(yōu)化和三維葉片的設(shè)計(jì)思想。在此基礎(chǔ)上，完成了高負(fù)荷軸流風(fēng)機(jī)壓力比1.20的初步設(shè)計(jì)，負(fù)荷系數(shù)高達(dá)0.83。其次，在初步設(shè)計(jì)方案中，通過對(duì)木材干燥風(fēng)機(jī)靜葉多葉高處S1流面剖面的協(xié)調(diào)優(yōu)化，有效地減少了靜葉損失，提高了風(fēng)機(jī)的裕度。同時(shí)，采用三維葉片技術(shù)，提高了定子葉片的端部流動(dòng)，提高了定子葉片端部區(qū)域的工作能力。風(fēng)機(jī)裕度由27.1%擴(kuò)大到48.8%。優(yōu)化葉頂間隙形狀可以有效地提高軸流風(fēng)機(jī)的性能。采用FLUENT軟件對(duì)OB-84動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)在均勻和非均勻間隙下的性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，討論了不同間隙形狀對(duì)泄漏流場和間隙損失分布的影響。結(jié)果表明，在平均葉頂間隙不變的前提下，錐形間隙風(fēng)機(jī)的總壓力和于均勻間隙風(fēng)機(jī)，區(qū)范圍擴(kuò)大，錐形間隙越大，性能改善越顯著；錐形間隙改變了間隙內(nèi)渦量場的分布，減少了葉尖泄漏損失，增強(qiáng)了木材干燥風(fēng)機(jī)葉片上、中部的功能力。風(fēng)機(jī)的性能低于均勻間隙的性能。從木材干燥風(fēng)機(jī)中不難看出，端部彎曲定子可以有效地提高裕度，但由于定子損耗的增加，級(jí)效率降低了1。錐形葉片的葉尖間隙形狀可以作為提高風(fēng)機(jī)性能的重要手段。

木材干燥風(fēng)機(jī)四種不同結(jié)構(gòu)尺寸的半圓形軸縫。模擬和試驗(yàn)結(jié)果表明，軸向縫處理技術(shù)不僅能達(dá)到穩(wěn)定膨脹效果，而且能在設(shè)計(jì)速度下提率和壓力比。套管壁環(huán)對(duì)簡單木材干燥風(fēng)機(jī)性能的影響。結(jié)果表明，環(huán)形結(jié)構(gòu)能有效地削弱葉頂間隙渦，甚至抑制其產(chǎn)生，有效地提高了風(fēng)機(jī)的總壓和效率。全冠、部分冠和加強(qiáng)型部分冠對(duì)木材干燥風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響。結(jié)果表明，部分冠形能削弱泄漏流和二次流的強(qiáng)度，與全冠形相比，部分冠形的效率提高了0.6%。Satish Koyyalamudi和Nagpurwala[17]對(duì)離心式壓縮機(jī)的導(dǎo)葉進(jìn)行了處理。結(jié)果表明，改進(jìn)后的壓氣機(jī)峰值效率降低了0.8%~1%，失速裕度提高了18%，阻塞流量提高了9.5%。葉頂間隙形態(tài)的研究主要集中在離心式、軸流式壓縮機(jī)和渦輪上，而葉頂間隙形態(tài)對(duì)軸流風(fēng)機(jī)特別是動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)性能影響的研究相對(duì)較少?？紤]到優(yōu)化葉頂間隙形狀可以有效地提高風(fēng)機(jī)的性能，對(duì)OB-84動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)在均勻間隙、逐漸收縮和逐漸膨脹等六種非均勻間隙下的性能進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。其中動(dòng)葉面積198萬片，集熱器、導(dǎo)葉面積和擴(kuò)壓管網(wǎng)格數(shù)分別為30萬片、26萬片和32萬片。比較了不同葉尖間隙形狀下的內(nèi)部流動(dòng)特性、總壓分布和葉輪作用力，分析了漸縮型和漸擴(kuò)型。間隙對(duì)風(fēng)機(jī)性能影響的內(nèi)在機(jī)理。