周向弯曲低压轴流风机叶顶泄漏流动数值研究2

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4．2上端壁极限流线分布图2给出三个叶轮上端壁极限流线和压力分布。如图，从吸力面一侧靠近叶片前缘附近流体开始汇集形成一条低压区，并不断向同一流道的压力面后缘方向蔓延，这是一条分离线。它反映了泄漏涡的发生、发展的过程。从吸力面一侧可以看出，后弯叶轮的叶顶泄漏涡发生地点最靠近叶片前缘，原型叶轮次之，前弯叶轮最远。另外，前弯叶轮的分离线明显长于叶轮的分离线，同时与后弯叶轮比较，前弯叶轮的叶顶泄漏涡更加稳定。从旋涡的强度来看(见图3)，后弯叶轮在起始段最强，前弯叶轮要弱一些，而且后弯叶轮涡量最大点更靠近叶片前缘。
4．3叶顶间隙区域压力分布图2右列为叶顶间隙区域叶间面的压力分布，以静压系数表示。吸力面一侧压力等值线呈现凹槽结构与叶顶泄漏流动是相对应的，即泄漏流与压力极小值相对应，反映了叶顶泄漏流使间隙区域的压力减小。比较三个叶轮压力分布，沿主流后弯叶轮最先出现凹槽结构的压力分布，原型叶轮次之，前弯叶轮最迟，这与前面的分析完全吻合。从压力大小看，前弯叶轮最大，说明前弯叶轮的泄漏流卷曲．
4.4叶顶间隙高度的影响对比不同叶顶间隙高度的原型叶轮三维流线(图1(a)与图4)和极限流线分布(图2(a)与图5)间隙高度对叶顶泄漏涡的发生和发展有着显著的影响。当叶顶间隙高度减小时，泄漏流动受到很大削弱，泄漏涡强度和卷曲程度都大大减小，与大叶顶间隙相比，泄漏涡的起始位置更靠近前缘。另一方面，随着叶顶间隙高度的不断减小，靠近叶片吸力面一侧的泄漏流的流动方向与叶弦的夹角不断增加，说明大叶顶间隙时主流与叶顶泄漏流动之间的相互影响更大。从流动损失的角度讲，减小叶顶间隙的高度是减小整个流动的损失，提高效率的途径之一。
5结 论

(1)从泄漏涡的发展过程看，叶顶的周向前弯会带来诸多不利因素，造成泄漏涡与周围主流剧烈混合，导致损失增加。与周向前弯叶轮相比，叶顶周向后弯睦叶片会更加有利于叶顶泄漏流动的减弱。

(2)叶顶泄漏涡对石家庄风机性能造成明显的影响，泄漏涡越强，衰减越慢，叶顶的通流能力越差；泄漏涡破碎后与主流作用越剧烈，端部损失越大，最终造成石家庄风机效率下降，甚至会影响石家庄风机总体性能。

(3)叶顶间隙高度越大，泄漏流动越强，泄漏涡的起始位置更靠近叶片后缘。