高溫烘箱風機在實際應用過程中，葉片型線的優(yōu)化可能面臨一個問題。不同葉片高度的不同進水條件導致葉片型線優(yōu)化結果差異過大，難以對葉片型線進行過度優(yōu)化。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函數之間的關系，使得到的輪廓滿足三維實際要求。在優(yōu)化過程中，增加了葉片型線的幾何分析和設計點氣流角的調整模塊，以保證獲得的葉片型線能達到與原型相同的氣流轉向能力。但4-6級進風機的總壓和效率均低于均勻間隙，隨著間隙的增大，風機的性能下降更大。同時，高溫烘箱風機設計點的氣動性能滿足一定要求，否則，可以以罰函數的形式盡快完成葉型的氣動分析，提高優(yōu)化過程的快速性。在確定優(yōu)化目標時，綜合考慮了設計點的性能和非設計條件，高溫烘箱風機對有效范圍內的剖面性能進行了研究。目標函數括號中的項為設計點損失，第二項為有效流入流角范圍，邊界為設計點損失的1.5倍，第三項為失速裕度，第四項為有效流入流角范圍內的平均損失，第五項為平均損失差的方差。有效流入角范圍內的分布。分子是分析葉片外形的氣動性能，分母是原型參考值。高溫烘箱風機利用加權因子w對截面之間的關系進行加權，設置目標函數，得到損失小、失速裕度高的多截面S1剖面。各參數的權重和各截面的權重系數決定了優(yōu)化目標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。

本文列舉了高溫烘箱風機靜音扇葉，說明了S1流面優(yōu)化設計在風機詳細設計過程中的作用。根系頂部三個橫截面的流入條件不同，如表3所示。根部設計點的進口氣流角較大，高溫烘箱風機工作范圍不同于其它兩段。由于轉子葉片泄漏流的影響，頂部馬赫數較小，工作范圍較大。采用多島遺傳算法進行優(yōu)化，種群44，孤島7，代數7。以上分析表明，在相同流量范圍的前提下，錐形間隙的高效區(qū)變寬，相應的流量范圍增大，高溫烘箱風機的穩(wěn)定工作區(qū)增大，設計流量和左效率明顯提高，措施簡單，易于實施。三個截面共優(yōu)化了22個葉片型線參數，包括較大厚度位置、安裝角度、中弧控制點、吸入面控制點等。當優(yōu)化后的葉片型線三維疊加時，高溫烘箱風機葉片上半部分略微向后彎曲，可能導致優(yōu)化后的定子葉片損失增加。將優(yōu)化后的靜葉恢復到級環(huán)境中，得到了三維數值模擬結果。在設計點流量下，靜葉吸力面邊界層變薄，堵塞面積減小。計算了級間環(huán)境下兩葉型風機特性線和兩定子葉片變攻角特性線。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流面性能分析結果相似。但由于高溫烘箱風機氣流角的匹配問題，級效率沒有明顯提高，之間失速裕度由27.1%提高到34.9%。針對葉片高度方向的不均勻進口流動情況，在詳細設計中采用了端部彎曲技術來匹配定、轉子葉片之間的流動角。

與均勻間隙相比，高溫烘箱風機在平均葉頂間隙不變的前提下，1~3級間隙方案下的風機總壓力和效率均高于均勻間隙方案下的風機總壓力和效率；前導間隙越大，尾隨間隙越小，性能越明顯。改進是，但隨著高溫烘箱風機間隙的逐漸收縮，風機的性能改善逐漸減?。辉谠O計流量下，方案2和方案3下的總壓力分別增加20。對于PA和22PA，高溫烘箱風機效率分別提高0.69%和0.70%，特別是在小流量情況下。方案2和方案3的效率分別提高1.16%和1.20%。同時，方案1-3對應的區(qū)（>81%）變寬，根據總壓的趨勢，喘振裕度增大，穩(wěn)定工作范圍提高。葉頂間隙形態(tài)的研究主要集中在離心式、軸流式壓縮機和渦輪上，而葉頂間隙形態(tài)對軸流風機特別是動葉可調軸流風機性能影響的研究相對較少。但4-6級進風機的總壓和效率均低于均勻間隙，隨著間隙的增大，風機的性能下降更大。方案6的總壓力和效率分別降低了15pa和0.14%。模擬結果與參考文獻中給出的結果一致。以上分析表明，在相同流量范圍的前提下，錐形間隙的區(qū)變寬，相應的流量范圍增大，高溫烘箱風機的穩(wěn)定工作區(qū)增大，設計流量和左效率明顯提高，措施簡單，易于實施。考慮到風機選型中參數裕度過大，導致軸流風機在設計流量的左側運行，可以將變細的間隙形狀作為提高風機性能的手段。為了分析不同葉尖間隙形狀下風機性能變化的內在機理，進行了內部流動特性和葉輪能力分析。