第二级动叶异常偏转对轴流风机失速的影响

动叶可调式轴流风机叶片角度异常偏转时可能会诱发轴流风机失速。为了探讨这种影响规律,本文以两级动叶可调式轴流风机为研究对象,对第二级动叶轮中2个相邻叶片异常偏转角为+9°时轴流风机内的失速现象进行非定常数值模拟。结果表明:虽然叶片偏转降低了轴流风机的出口静压,但使轴流风机的稳定运行范围有所增加;失速先兆最先出现在第二级动叶片前缘叶顶;带有异常叶片和正常叶片的轴流风机内均经历了失速先兆的产生、发展、合并,最后演化为完整的失速团4个阶段;异常叶片的周向分布规律与正常叶片相同,均为周向均匀分布;异常叶片使失速先兆数量和演化为失速团的时间增加,虽然失速团数量没变,但生成的失速团的影响范围较正常轴流风机有所减小。     

电站轴流风机动叶异常偏转及失速状态下的叶轮应力特性分析

基于N-S方程和Realizable k-ε湍流模型,采用数值计算方法模拟了某电站轴流风机相邻两动叶+9°异常偏转及失速工况下叶轮内部的非定常流场特征,并研究了动叶异常偏转及失速工况下的叶轮应力特性,研究结果表明,失速发生后,叶轮流道内产生一个大约占据一半流道的完整失速团;+9°异常偏转叶片能够减弱失速团带来的气动载荷扰动,但最大等效应力值增加幅度较大,降低了叶轮的安全系数;旋转失速发生后,正常叶轮和异常叶轮的最大等效应力均小于屈服强度,未达到屈服状态。     

动叶异向偏转对轴流风机失速的影响

采用非定常数值模拟的方法捕捉失速现象,研究失速机理,所选择的对象为动叶可调式轴流风机,模型一的动叶安装角正常,模型二存在两个偏转角度为-9°和+9°的异常叶片。通过计算可以得知:两只异常叶片改变了同流量下风机的出口静压,但未改变风机运行的稳定范围。同正常叶片的失速变化过程相同,异常叶片的风机也会沿着失速预兆的发生、发展、合流,直到最终变成完整失速团这4个步骤。+9°异常叶片吸力面顶部是失速先兆的源头,而-9°异常叶片附近的流场相对平稳。异常风机产生失速先兆时刻的湍动能峰值较正常风机低72. 7%,形成完整失速团时刻的湍动能峰值较正常风机低41%,可见,异常叶片不但使失速先兆出现的时间前移,还减少了失速团的演化周期,该结论扩展了异常叶片影响失速变化过程的理论。     

后导叶安装角对动调轴流风机性能影响研究

以自主设计的单级动调轴流模型风机为研究对象,在动叶角度为0°工况下利用数值和实验方法研究了后导叶安装角度对风机性能的影响。结果表明:后导叶安装角负向偏转（?=–40°）会显著降低模型风机和叶轮级的性能;与后导叶正常状态相比,后导叶安装角度异常会导致模型风机全压系数最高降低35.3%,模型风机效率最高降低28.9%;在模型风机最高效运行点（φ=0.19）,后导叶安装角度异常会导致模型风机叶轮级全压系数降低27.2%,模型风机叶轮级效率降低24.9%;后导叶负向偏转性能优于后导叶正向偏转性能。     

两级动叶可调式轴流风机前后级异常叶片干涉现象的研究

针对某电厂SAF 36-25-2两级动叶可调式轴流引风机,借助Fluent研究了引风机前后级动叶片发生不同角度异常偏离时,风机性能参数的变化规律及前后两级异常叶片的相互干涉关系。研究结果表明:第二级异常叶片偏离角度Δβ2=+8°时风机整体性能要优于Δβ2=-8°时风机性能;保持Δβ2不变,随着第一级异常叶片偏离角度Δβ1从-12°增加到+12°,风机整体性能呈现先增大后减小的变化趋势,且在Δβ1=-12°时风机全压和效率在全流量范围内恶化最为明显,异常叶片对风机性能影响最大,而Δβ1=+8°时异常叶片对风机性能影响最小;第一级异常叶片对第二级叶轮性能的干涉影响随异常叶片偏离程度的增大而增强。     

轴流风机多动叶安装角非同步调节下的内流特征和运行特性

当动叶安装角不能与其他叶片同步调整时,将严重影响轴流风机的运行特性。针对OB-84型带后导叶的动叶可调轴流风机,采用Fluent模拟了相邻和相间两动叶、相邻三动叶安装角异常下的风机内流特征和运行特性。研究表明:相邻两动叶和三动叶下的径向总压在不同安装角偏离值Δβy下均高于正常值,而单动叶和相间两动叶下的全压在Δβy=18°、叶高中部处显著低于正常值。异常叶片后的尾迹低压区及其总压值受异常叶片数、叶片相位和Δβy的影响而呈现出不同的变化规律。风机全压随异常叶片数增加而提高,风机效率则减小,异常叶片数增加对效率的影响高于对全压的影响;虽然Δβy=6°和12°下的全压有所提高或基本不变,但其效率却明显下降。     

第一级叶轮单动叶安装角异常对动叶可调轴流风机性能的影响

轴流风机动叶安装角的调节效果是影响风机气动性能和稳定性的重要因素之一。采用数值模拟方法对某两级动叶可调轴流一次风机进行了全三维定常计算,探讨了第一级叶轮单叶片安装角发生正、负向不同偏离度对性能曲线、内流特征和噪声的影响。结果表明,异常单动叶安装角发生小角度偏离时,风机的全压和效率、湍动能及声源功率级均变化不大;随偏离度?βy增加,全压和效率显著恶化,湍动能和噪声的强度增强,其影响范围扩展至多个流道,且受影响区域扩展的方向与叶轮旋转方向相反。额定流量下,小角度正向偏离时的风机性能略好于负向情形,而大角度时其湍动能梯度变化剧烈,噪声影响区域显著增大。     

动静叶可调子午加速轴流通风机气动性能研究

采用RNGk-epsilon湍流模型和Simple算法,分析了某鼓风机厂动静叶可调子午加速轴流通风机(简称动静叶可调轴流风机)在不同叶轮叶片安装角和前导叶安装角下的气动性能,指出不同工况下风机动、静叶调节规律,以及动静叶可调轴流风机的节能途径。结果表明:动静叶可调轴流风机全压、流量会随着叶轮安装角及前导叶安装角的增加而增大;风机最高效率变化呈先增大后减小的趋势,该风机最高压力点不在高效率区;可通过动、静叶调节使风机保持在高效率区稳定运行。     

单动叶安装角异常时轴流风机的噪声特性EI北大核心CSCD

以OB-84型单级动叶可调轴流风机为研究对象,在大涡模拟基础上,引入FW-H声学模型,模拟得到了安装角异常时风机声源强度分布和不同区域的气动噪声时频特性,并与正常工况进行了比较。研究表明:该风机的主要噪声源集中在吸力面叶片的前缘及叶顶附近;当动叶安装角异常时,高强度噪声源范围扩大,声功率级和声压级均有不同程度提高,致使在异常叶片周边流道内形成高噪声带;声压脉动区间和声压幅值受动叶偏离度影响较大,且越靠近声源的区域受影响程度愈显著;动叶安装角异常增强了动叶区宽频噪声特性,分散了其他区域在低频段的离散峰值,使其向高频段转移,而位于中高频段的宽频噪声明显提高。     

动叶可调轴流风机叶片切割前后的性能研究

以OB-84型动叶可调式轴流风机为对象,采用Fluent软件对叶片安装角为29°、32°和35°在5%、10%和15%切割量时的风机进行了三维数值模拟,得到了不同情形下的风机性能曲线,分析了安装角和切割量对风机性能和内流特性的影响。结果表明:在同一安装角下,风机全压和效率随切割量增大而减小、且叶顶流动损失变大,整机熵产增加;在同一切割量下,全压随安装角增加而提高,效率最高值向大流量侧移动;所得叶片切割前后运行工况点的关系式可为叶片实际切割提供理论依据。     

大容量机组轴流风机振动问题分析

本文总结了轴流风机结构特点及处理各种轴流风机异常振动故障的案例,汇总分析了轴流风机特有振动产生的原因:从动叶调节结构方面分析,主要有单级叶轮叶片开度不同步、两级叶轮叶片开度不同步以及调节部件本身偏心引起的各种风机振动;从气流脉动方面分析,主要有通流转动部件故障导致气流紊流、脉动引起的各种风机振动;从支撑刚度弱及局部共振方面分析,主要有风机本身设计支撑动刚度弱、连接松动导致支撑动刚度弱以及局部共振所引起的风机振动。同时,本文还从风机结构上对可能的故障部位进行了归纳,并给出了相应的检修处理建议。     

单动叶安装角深度异常对轴流风机性能及噪声影响的数值模拟

轴流风机动叶安装角调整漂移是导致电站非计划停机的主要故障之一。以带扩压器的OB-84型轴流风机为对象,采用Fluent对单叶片安装角发生不同程度同向和反向偏离时的风机内流特征、性能曲线和噪声变化进行了三维数值模拟。研究表明:异常动叶安装角的偏离值及其偏离方向对风机的性能曲线和噪声特征有明显的影响,动叶异常时对应的全压和效率值大都低于正常情形,而噪声则增强,且越大,其变化幅度愈显著;异常叶片扰乱了流场内的总压和噪声分布,随增加,其影响区域由相邻流道扩展至下游处的多个流道,并形成狭长的低压带和高噪带。     

双级轴流风机失速问题分析及解决方案

以扬州第二发电有限责任公司二期工程调试中遇到的一次风机失速问题为背景,阐述了双级轴流风机失速的现象、特性及运行处理方法。针对风机失速问题,扬州第二发电有限责任公司对一次风机的动叶角度及叶顶间隙进行调整,最终解决了风机失速问题,为同类型双级轴流式风机的调试和运行提供了可借鉴的经验。     

电站动叶可调式轴流风机叶轮动力特性研究

基于有限元分析方法,结合流固耦合理论,对某电站两级动叶可调式轴流风机叶轮的静态及动态特性分别进行了研究。研究结果表明,离心载荷及气动载荷对叶轮应力及变形分布具有重要影响,考虑流固耦合作用后,叶轮最大等效应力值减小约6%,最大总变形位置从叶尖后缘点变为叶尖前缘点;叶轮一阶模态的坎贝尔图表明,在风机转速1 490 r/min附近,最危险的是k(阶次)=m(节径数)=10"三重点"共振条件,共振裕度为1.9%。当节径数m≤6时,该文的叶轮振动特性避开了"三重点"共振。研究结果对动叶可调轴流风机的安全运行具有重要的理论意义与工程价值。     

偏工况下离心泵叶轮内失速特性研究

旋转失速是离心泵内部常见的一种不稳定流动现象,通常发生在小流量工况下,会引起水泵运行时的性能不稳定,严重时会引起整个泵系统的共振。采用CFD方法对某离心泵内的失速现象进行数值模拟,并从外特性曲线、内部流动状况及频域分析三个方面与已有的实验结果进行对比。采用阻塞系数来量化表达叶轮内部的失速状况。结果表明,在0.35倍最优流量（0.35Q0）下,在叶轮通道间存在着五个失速团,随着时间的推移,五个失速团在不同的通道之间以低于叶轮转频的转动频率在叶轮之间传播。对通道内部监测点的速度波动进行频域分析的结果表明,失速团的旋转频率约为叶轮转频的23.4%,即失速团的旋转角速度为叶轮转速的4.68%。而在0.41Q0工况下,由于此时造成失速的初始扰动还不足以使失速团相对于叶轮发生转动,离心泵内部出现了“固定失速”的现象。相比于旋转失速,在发生固定失速时,叶道中的阻塞系数波动较小,因此这是一种相对稳定的失速现象。同时,叶轮叶片数对失速的类型有着决定性的影响。     

叶轮和扩压器几何参数对离心压缩机末级性能和失速的影响

无叶扩压器的旋转失速限制了离心压缩机的运行范围。已有的失速预测模型在应用于压缩机末级时会产生较大的偏差。对于高压场合下通常采用的叶轮，因其叶片出口宽度和半径比很小，偏差则更加明显。该文利用文献中的实验结果，建立了基于小波神经网络的失速和性能预测模型；并分析了几何尺寸对压缩机稳定性和设计点效率的影响。研究结果表明：叶轮出口无量纲宽度不同，扩压器尺寸的影响表现也不同。扩压器的收缩形状，对临界角和性能的影响较小。分析的结果对于高压压缩机末级的设计具有一定的指导意义。     

并列运行的轴流风机的喘振研究

该文利用流体网络法 ,计算了并列的两台轴流风机的动态运行情况 ,找出了并列运行两台轴流风机发生喘振的临界动叶角度差。结果表明 ,当并联运行的两台轴流风机的动叶角度差小于其临界动叶角度差时 ,风机不会发生喘振。图 2表 1参 4     

轴向间距对轴流风机失速流场特征影响

轴向间距作为轴流风机重要的结构参数,研究其对旋转失速的影响机制具有重要意义。本文采用Realizable k-ε湍流模型,利用Fluent软件对不同轴向间距下风机旋转失速非定常演化过程进行数值模拟。结果表明:在近失速工况下叶片压力面前缘和后缘静压系数沿气流方向迅速减小;叶顶区域先于其他叶高区域出现失速先兆,失速先兆占据的流道随轴向间距的增大而增多;风机进入旋转失速后,大轴向间距下高湍动能区域的面积增大、数目增多;第二级动叶内相对应位置处,压力随轴向间距的增大而减小。     

一次风机严重失速原因分析及处理

针对一次风机严重失速事故频发,通过失速现象调查、风机特性测试和叶片检查,开展分析研究,确定了风机失速的原因。风机叶片磨损使风机性能曲线发生改变,并导致风机出力降低。为平衡并列运行风机的电流,不对照叶片实际角度而偏移动叶定位,使运行中的风机叶片角度偏离设计范围。采取技术措施后,风机失速得到有效避免。最后通过叶片更换和动叶规范定位彻底解决了问题。     

双辽发电厂1号锅炉送风机的振动处理

双辽电厂1号锅炉配备的两台送风机为沈阳鼓风机厂引进丹麦技术生产的ASN-900型轴流风机。该风机动叶可调,它通过安装在轮毂前部的液压调节机构来调节动叶片角度,从而改变风机负荷。1994年11月27日,A送风机动叶片全部断裂,B送风机运行中振动增大,两台风机均无法正常运行而导致停炉、停机。电厂在检修中更