不同不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)靜葉設(shè)計(jì)點(diǎn)90%葉片高度剖面上的壓力分布。從圖中不難看出，原型直葉片的進(jìn)口具有明顯的正攻角，端彎葉片的載荷由于分離流動(dòng)而減小。由于受葉片端部彎曲的影響，三維葉片的攻角幾乎為零，并且由于端部流動(dòng)的改善，載荷甚至略高于原型直葉片。研究了不同靜葉對(duì)單級(jí)風(fēng)扇級(jí)性能的影響。不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)帶有三個(gè)不同定子葉片的單級(jí)風(fēng)扇級(jí)的效率特性。從不銹鋼耐高溫軸流風(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1.39%。前緣彎曲引起的葉片反向彎曲效應(yīng)被葉片正向彎曲疊加所抵消。當(dāng)不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)葉頂間隙形狀發(fā)生變化時(shí)，不可避免地會(huì)引起葉頂及其附近的吸力面和壓力面流場(chǎng)的分布。舞臺(tái)效率略有提高，高點(diǎn)提高0.26%。失速邊界越近，風(fēng)扇級(jí)效率越明顯。同時(shí)，不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子出口頂部的靜壓力隨著定子葉片頂部的功能力的增加而降低（如圖21所示，轉(zhuǎn)子葉片出口直徑上的靜壓力）。在方向分布上，將定子出口處的背壓設(shè)置為接近失速的原型級(jí)工況，背壓為114451pa，風(fēng)機(jī)的失速裕度進(jìn)一步從27.1%擴(kuò)大到48.8%，推遲了葉尖泄漏引起的失速。

不銹鋼耐高溫軸流風(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(jiǎn)單不銹鋼耐高溫軸流風(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)不銹鋼耐高溫軸流風(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。從不銹鋼耐高溫軸流風(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。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。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。

當(dāng)不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)葉頂間隙形狀發(fā)生變化時(shí)，不可避免地會(huì)引起葉頂及其附近的吸力面和壓力面流場(chǎng)的分布。由于葉尖間隙的存在，泄漏流將與通道內(nèi)的主流混合，在吸入面頂角形成泄漏旋渦。不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)與方案3相比，方案2具有幾乎相同的區(qū)范圍，但葉尖間隙較大，有利于防止動(dòng)靜部件之間的摩擦，而方案6具有明顯的性能退化，易于分析其損耗機(jī)理。為此，分析了三種葉尖間隙：均勻間隙、方案2和方案6。旋渦是描述旋渦運(yùn)動(dòng)的重要特征量，其大小可以反映旋渦的強(qiáng)度。在間隙均勻的情況下，渦量分布從葉片前緣到后緣呈下降趨勢(shì)，流入量能有效地粘附在吸力面上，因此不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)渦量相對(duì)較小。目標(biāo)函數(shù)括號(hào)中的第1項(xiàng)為設(shè)計(jì)點(diǎn)損失，第二項(xiàng)為有效流入流角范圍，邊界為設(shè)計(jì)點(diǎn)損失的1。由于主流與泄漏流的相互作用，葉片頂端的渦度比吸力面大得多，較大渦度出現(xiàn)在吸力面拐角處和葉片頂端附近。中間葉片頂部渦度強(qiáng)度明顯增大，這是由于間隙收縮導(dǎo)致葉片前緣泄漏面積增大，導(dǎo)致泄漏流量增大，主流與泄漏流量的混合程度增大，渦度強(qiáng)度增大。不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)葉尖間隙的大小沿流動(dòng)方向減小，即葉片葉尖越靠近殼體，泄漏旋渦越靠近葉片上部和中部。副作用減少。

在不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)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(gè)低速區(qū)。吸入面沿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的相反方向形成橫向壓力梯度。根據(jù)機(jī)翼理論，通過吸力面的速度高于通過壓力面的速度，吸力面后緣形成高速區(qū)。進(jìn)一步討論了動(dòng)葉區(qū)中間流動(dòng)面內(nèi)的總壓力分布。分析了在設(shè)計(jì)流量下動(dòng)葉區(qū)中流面內(nèi)的總壓分布。由于不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)葉片壓力面所做的工作，壓力面上的總壓力明顯高于吸力面上的總壓力，總壓力沿動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)方向由壓力面逐漸下降到吸力面。總壓逐漸升高，但吸入面略有變化。其中動(dòng)葉面積198萬(wàn)片，集熱器、導(dǎo)葉面積和擴(kuò)壓管網(wǎng)格數(shù)分別為30萬(wàn)片、26萬(wàn)片和32萬(wàn)片。這是因?yàn)楫?dāng)氣流通過葉柵時(shí)，從吸力面到相鄰葉片壓力面的離心力沿葉片高度逐漸增大。為了抵消離心力的影響，將葉片設(shè)計(jì)為扭曲葉片后，沿葉片高度方向產(chǎn)生橫向壓力梯度，使兩個(gè)力達(dá)到平衡，吸力面附近有一個(gè)負(fù)壓區(qū)。由于不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)葉片的吸入面和壓力面之間的壓差較大，位于壓力側(cè)的流體通過葉尖間隙流向吸入面，導(dǎo)致葉尖間隙中的泄漏流。泄漏流與主流相互作用，產(chǎn)生較大的泄漏損失。