當(dāng)排風(fēng)機采用兩種不同的葉片進行聲功率級分析時，風(fēng)機的總聲功率級分布所示，可以反映出風(fēng)機各位置單位時間內(nèi)輻射到空間的聲能量?？傮w而言，風(fēng)機進出口聲功率水平較低，氣流在這兩個位置穩(wěn)定，幾乎沒有渦流。排風(fēng)機葉輪位置處的聲功率級較大，第二葉輪旋轉(zhuǎn)方向與第1葉輪加速氣流的夾角較大，沖擊較大。氣流比第1葉輪具有更高的能量，第二葉輪的聲功率級大于第1葉輪。除葉片頂部的聲功率級較高外，葉片非工作面中部的聲功率級較高，是由于作用在邊界層上的粘性力產(chǎn)生的速度梯度，導(dǎo)致回流，被主流帶走形成較大的能量輻射，w在第二個葉輪處更明顯。排風(fēng)機葉片穿孔后風(fēng)扇整體聲功率級的分布。風(fēng)機前后氣流穩(wěn)定，聲功率級略低于原葉片，一級葉輪頂部聲功率級也略低，減少了葉尖泄漏現(xiàn)象。由于排風(fēng)機渦流的產(chǎn)生和脫落，葉片非工作面輻射的能量基本消失，因為工作面內(nèi)的氣流通過孔流向非工作面，非工作面內(nèi)的氣流獲得能量克服粘性力，抑制了產(chǎn)生和脫落。對該引風(fēng)機軸承振動烈度超標(biāo)的振動現(xiàn)象如下：在排風(fēng)機軸承座和機殼振動烈度中，振動主要以多倍頻成分為主，且基頻份額占30%左右。渦流。同樣，二級葉輪的聲功率級也明顯降低，但非工作面的渦流沒有完全消失?？梢钥紤]改變二級葉輪的穿孔參數(shù)來優(yōu)化二級葉輪的流場。

為了探索高效大負(fù)荷大流量風(fēng)機的關(guān)鍵氣動設(shè)計技術(shù)和內(nèi)部流動機理，本文設(shè)計了一臺排風(fēng)機，其壓力比為1.20，負(fù)荷系數(shù)為0.83。詳細研究了流量系數(shù)、反力等設(shè)計參數(shù)的影響規(guī)律，給出了相應(yīng)的選擇原則。分析了葉片負(fù)荷調(diào)節(jié)、葉片彎曲和葉片端部彎曲對葉柵流動、級匹配和級性能的影響，給出了高負(fù)荷軸流風(fēng)機三維葉片設(shè)計的基本原則。同時，開發(fā)了S1流面協(xié)同優(yōu)化方法，取得了較好的效果。降低了定子損耗，增大了風(fēng)機裕度。高壓風(fēng)機的設(shè)計通常采用離心風(fēng)機，但離心風(fēng)機存在迎風(fēng)面積大、流量小、效率低等缺點。針對大流量、高壓力比、高效率的設(shè)計要求，如何完成單級軸流設(shè)計成為研究的重點。長期以來，軸流風(fēng)機的設(shè)計方法得到了發(fā)展。氣流比第1葉輪具有更高的能量，第二葉輪的聲功率級大于第1葉輪。從孤立葉型法、葉柵法、降功率法到目前廣泛采用的準(zhǔn)三維、全三維氣動設(shè)計方法，甚至到S1流面葉型優(yōu)化[6]、三維葉型優(yōu)化、排風(fēng)機三維葉型技術(shù)，已經(jīng)有了大量的研究工作。用于提高設(shè)計方法的準(zhǔn)確性和快速性。以高效率、高負(fù)荷為設(shè)計目標(biāo)，通過合理選擇總體參數(shù)，優(yōu)化了排風(fēng)機流面葉片的初步設(shè)計和三維疊加，實現(xiàn)了軸流風(fēng)機的氣動設(shè)計。

通過對排風(fēng)機設(shè)計參數(shù)和S2設(shè)計參數(shù)的多次迭代，得到了一個接近設(shè)計要求的初步三維設(shè)計方案。從表2可以看出，初步設(shè)計方案的氣動參數(shù)與一維設(shè)計結(jié)果吻合較好。風(fēng)機設(shè)計過程中一維參數(shù)的設(shè)計精度足以支持設(shè)計工作的進一步發(fā)展。表2顯示了一維設(shè)計結(jié)果和初步設(shè)計的平均質(zhì)量參數(shù)。由表2可以看出，單級風(fēng)機平均半徑處的負(fù)荷系數(shù)約為1.0，甚至高于普通航空發(fā)動機壓氣機的負(fù)荷系數(shù)。同時，單級風(fēng)機的反應(yīng)性略大于0.5，平均負(fù)荷分布在靜、動葉片上，使排風(fēng)機葉片展開中部的彎曲角度達到40度以上，擴壓系數(shù)達到0.5以上。從出版的文獻中不難找到?？紤]到軸流風(fēng)機制造成本的限制，擴壓系數(shù)接近0.6，基本達到了無主動流量控制技術(shù)的亞音速軸流風(fēng)機的設(shè)計極限。然而，在排風(fēng)機設(shè)計結(jié)果與設(shè)計目標(biāo)的壓力比與效率之間仍存在一定的差距，需要進一步的詳細設(shè)計來彌補。例如，2012年7月12日，1號機組DCS發(fā)出風(fēng)機電流差報警。由于本文設(shè)計的單級風(fēng)機的負(fù)荷比設(shè)計中采用的經(jīng)驗公式高，因此有必要對每排葉片的稠度和展弦比進行調(diào)整。初步設(shè)計方案如圖所示。6和7，以及表3所示的氣動性能，其中載荷系數(shù)由葉尖的切線速度定義。