本文以方案中可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流風機的定子葉片為例進行了詳細設(shè)計，優(yōu)化了S1流面葉型，可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流風機采用三維葉片技術(shù)改善了定子葉柵內(nèi)的流動。通過三維數(shù)值模擬，對S2流面設(shè)計中的損失和滯后角模型進行了標定，為葉片三維建模提供了依據(jù)。通過與初步三維設(shè)計結(jié)果的比較，兩種設(shè)計方案的氣動參數(shù)徑向分布一致，證實了可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流風機設(shè)計過程中S2流面設(shè)計的準確性和可靠性。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)計趨勢預(yù)測了葉尖泄漏流對氣動參數(shù)徑向分布的影響；bec在高負荷下，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。預(yù)測結(jié)果略有不同（圖中橙色虛線圈所示的區(qū)域）?？赡孓D(zhuǎn)耐高溫軸流風機利用一條非均勻有理B-sline曲線來描述由四個控制點（紅點）控制的曲線，包括前緣點和后緣點。葉片體由四條非均勻曲面、兩個吸力面和兩個壓力面組成，同時與較大切圓（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。控制方程包括三維穩(wěn)態(tài)雷諾時均N-S方程和可實現(xiàn)的K-E湍流模型。

介紹了一套高負荷可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流風機的氣動設(shè)計過程，包括參數(shù)選擇、葉片形狀優(yōu)化和三維葉片的設(shè)計思想。在此基礎(chǔ)上，完成了高負荷軸流風機壓力比1.20的初步設(shè)計，負荷系數(shù)高達0.83。其次，在初步設(shè)計方案中，通過對可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流風機靜葉多葉高處S1流面剖面的協(xié)調(diào)優(yōu)化，有效地減少了靜葉損失，提高了風機的裕度。同時，采用三維葉片技術(shù)，提高了定子葉片的端部流動，提高了定子葉片端部區(qū)域的工作能力。風機裕度由27.1%擴大到48.8%。優(yōu)化葉頂間隙形狀可以有效地提高軸流風機的性能。采用FLUENT軟件對OB-84動葉可調(diào)軸流風機在均勻和非均勻間隙下的性能進行了數(shù)值模擬，討論了不同間隙形狀對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，錐形間隙風機的總壓力和于均勻間隙風機，區(qū)范圍擴大，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，增強了可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流風機葉片上、中部的功能力。風機的性能低于均勻間隙的性能。錐形葉片的葉尖間隙形狀可以作為提高風機性能的重要手段。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)計方案。

以可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流風機帶后導(dǎo)葉的可調(diào)軸流風機模型為研究對象，如圖1所示。風扇由集熱器、活動葉片、后導(dǎo)葉和擴散器組成。風機轉(zhuǎn)子葉片采用翼型結(jié)構(gòu)，動葉14片，導(dǎo)葉15片，葉輪直徑d為1500mm，可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流風機葉頂間隙delta為4.5mm，風機工作轉(zhuǎn)速為1200r/min，輪轂比為0.6，設(shè)計工況安裝角為32度，相應(yīng)設(shè)計流量和總壓為37.14m3_S-1和2348pa，結(jié)構(gòu)簡圖給出了葉頂間隙均勻和不均勻的方程，其中前緣間隙和后緣間隙分別為1和2。leand te表示葉片的前緣和后緣。為了保證前緣與后緣的平均間隙為4.5mm，選取六種非均勻間隙進行分析?，F(xiàn)代軸流風機的相對徑向間隙為0.8%~1.5%[18]，改變后風機葉尖間隙的較小相對徑向間隙為1%，滿足正常運行的要求，如表1所示。在可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流風機葉片前緣形成了C形軸向速度分布，在翼型阻力的作用下，流入流的軸向速度減小，形成了一個低速區(qū)。其中方案1~3為漸變收縮型，方案4~6為漸變膨脹型。控制方程包括三維穩(wěn)態(tài)雷諾時均N-S方程和可實現(xiàn)的K-E湍流模型。可實現(xiàn)的K-E模型可以有效地解決旋轉(zhuǎn)運動、邊界層流動分離、強逆壓梯度、二次流和回流等問題?？赡孓D(zhuǎn)耐高溫軸流風機采用分離隱式方法計算，壁面采用防滑邊界條件，壓力-速度耦合采用簡單算法。采用二階逆風法離散了與空間有關(guān)的對流項、擴散項和湍流粘性系數(shù)，忽略了重力和壁面粗糙度的影響。