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。     

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。     

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。     

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。     

第一级单个动叶安装角异常对两级轴流风机旋转失速的影响

以某电站两级动叶可调式轴流风机为研究对象,基于节流阀UDF函数和SST k-w湍流模型,对轴流风机第一级动叶轮中单个叶片异常偏转角度分别为+6°和-6°时的旋转失速现象进行数值模拟。计算结果表明:当轴流风机第一级动叶轮中存在叶片安装角异常时,会引起风机提前进入失速,动叶异常偏转角度为+6°和-6°时,轴流风机失速裕度分别为21.06%和20.93%,较叶片正常偏转时分别降低了6.73%和6.86%;第一级单个动叶安装角异常对两级轴流风机失速诱发起始位置及失速类型几乎没有影响,与动叶正常偏转时相同;第一级动叶轮内单个叶片安装角异常对两级动叶轮内由失速先兆演化为失速团的三维非定常演化过程具有重要影响。研究结果进一步丰富了对多级轴流叶轮机械旋转失速复杂流动现象的认识。     

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。     

第一级导叶结构对动叶可调轴流风机性能影响的研究

以某两级动叶可调轴流引风机为对象,构建了3种导叶结构:方案一将短导叶改为长导叶,空心导叶不变;方案二将空心导叶改为长导叶,短导叶不变;方案三将所有叶片均改为长叶片。采用Fluent软件模拟了不同方案下的风机气动特性和内流特征,得到优化后的导叶结构,分析其内在机理。研究表明:方案一的风机全压和效率均有下降,方案二在小流量下风机全压小幅上升。方案三的风机性能提升明显,在设计流量下全压和效率分别提升3.8%和1.8%,第一级导叶效率较原结构提升7%;方案三减少了内部流动的掺混程度,内部流动更均匀,叶片总压整体提高约500 Pa。     

空调用轴流风叶优化设计方法研究

本文采用fluent对轴流风叶不同周向截面安装角进行流场分析,得到在最佳周向截面安装角时的优化风叶,其全压效率相比原风叶提升3.42%。将优化风叶进行风机性能实验,结果表明优化风叶同风量时比原风叶功率低2~5W,同风量噪音低0.5d B(A)。     

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。     

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。     

基于人工神经网络和遗传算法的动叶可调轴流风机后导叶数值优化

以自主设计的单级动叶可调轴流风机模型为研究对象,建立了基于人工神经网络和遗传算法的三维气动优化设计模型,在设计点对后导叶进行三维气动优化生成优化叶型,并运用全通道三维数值计算方法对后导叶优化前后的风机整体性能进行数值模拟。模拟结果表明:与原始叶型相比,设计点优化叶型风机效率提高了1.1%,风机全压提高了2.1%;非设计点风机效率提高了8.6%,风机全压提高了20.3%。通过进一步对叶轮级内部流场分析可知,无论是在设计点还是在非设计点,优化叶型较原始叶型不仅表现了更强的抗气流分离能力,而且能够有效抑制叶栅通道内低能流体团的径向迁移,因而优化叶型显著减少了叶栅通道内部的流动损失。     

正导叶进出口角对多级液力透平性能的影响

为揭示正导叶进出口角对多级液力透平性能的影响，以一台3级离心泵作液力透平为研究对象，利用速度矩相等并根据叶轮和反导叶几何参数推导出正导叶进出口角，设计出推导后的三种导叶模型，通过计算流体力学软件CFX对初始方案和三种新方案进行数值模拟并对比分析。结果表明：三种新方案在各个流量工况下效率均有明显提高，且高效运行范围变宽，其中新方案中方案C液力透平的性能最佳，在最优工况下效率提升了2.15%；内流方面，新方案下的多级液力透平在正导叶与叶轮之间的压力分布更加均匀，各级叶轮叶片进口附近的漩涡区域变小，同时对于进口处较高的湍动能区域也有明显减弱。上述研究可为今后多级液力透平导叶设计和优化提供一定参考。     

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。     

空调器室外机轴流风机内部流场特性研究

空调器室外机轴流风机系统广泛使用轴流风叶。轴流风机系统对空调器室外机换热能力起着决定性作用,轴流风叶对轴流风机的内部流场分布有着重要影响。本文通过对轴流风叶结构进行优化,主要研究前倾角的不同对轴流风机内部流场特性的影响。基于数值模拟技术,本文采用SST k-ω湍流模型探究内部流动特性。研究结果表明：叶片前倾角对轴流风机性能影响较大,尤其是在大风量工况下,减小前倾角会导致风机性能下降太大,小前倾角在设计工况点静压效率较低,叶片前倾角的变化直接影响轴流风叶流道内气流的流动,对叶根区域和叶顶区域的流动稳定性产生影响。     

电厂动叶可调轴流送风机数值模拟

以唐山某电厂轴流送风机为研究对象,利用FLUENT软件模拟风机运行过程中不同进口速度时内部气体流动情况,结果表明,进口速度高于临界值时,风机内气体流动较为均匀,进口速度低于临界值时,叶顶泄漏流产生的涡旋造成很大的流动损失降低风机的效率、诱发喘振,且随着风机动叶开度的增大影响加剧。模拟结果与实际运行结果相吻合。     

导叶数目对两级动叶可调轴流风机叶片静力结构及振动的影响

导叶数目对轴流风机的性能、叶片静力结构及振动等均有一定影响。针对某660MW机组配套的两级动叶可调轴流一次风机,借助Fluent进行流体数值模拟,研究导叶数目改变对风机性能的影响,并选出最优方案三。利用Workbench软件进行流固耦合计算得出对叶片静力结构及振动的影响。研究表明:导叶数目减少方案风机性能明显优于导叶数目增加的方案,其中方案三为改型性能最佳的方案,改型后的方案其轴功率有所增大、耗电量有所增加;方案三的叶片应力、总变形和振动与原风机基本一致,可以得出离心力对叶片静力结构和振动起决定性作用,气动力影响较小的结论;方案三叶片的工作转速远低于一阶临界转速,叶片的最大应力小于许用应力,均满足设计使用要求。     

导叶形式对于两级动叶可调轴流风机的影响

为探究导叶形式和结构对轴流风机的影响,选取某两级动叶可调轴流引风机为研究对象,构建了不同的导叶结构方案,方案一是将所有短导叶变为长导叶;方案二是将空心导叶改为长导叶;方案三是所有叶片均为长叶片.采用FLUENT软件进行三维定常数值模拟,分析了不同方案下风机性能和内流特征,得到最优的方案.研究表明,方案三是将所有导叶变为...     

汽轮机动叶栅内泄漏流动特性及损失分布

针对汽轮机间隙蒸汽泄漏的注入对动叶栅气动性能和损失的影响,以带有叶顶和静叶环汽封的某汽轮机高压级模型为例,分析不同汽封齿顶间隙下汽轮机动叶栅内泄漏蒸汽与主蒸汽的掺混作用、高损失区域体熵增率的变化规律和对轴功率和级效率的影响。结果表明:泄漏蒸汽的影响区域主要集中在叶片的吸力面附近,且泄漏蒸汽流经动叶通道时,其影响范围不断向叶中扩展。高损失区域沿径向集中在上、下叶端附近;沿轴向集中在动叶吸力面中部和叶片前缘处。随蒸汽泄漏量增加,高损区损失量越大,在叶片径向和轴向上的影响范围越大。在齿顶间隙增加时,由叶顶和静叶环漏汽分别导致的动叶栅高损失区的变化趋势相反。汽封齿顶间隙扩大至设计尺寸2倍,级功率下降约1.06%,级效率下降约1.49%。     

对旋轴流通风机流场预测及两级电机功率匹配研究

对旋风机是矿井通风系统的重要组成部分,其安全稳定的运行是煤矿工人生命安全的保障。针对在长距离送风状态下,对旋风机风量显著减小、前后两级电机功率匹配难度加大的问题,依据流体动力学原理(Computational Fluid Dynamics,CFD),采用对旋风机全域流体场数值模拟方法,对两级对旋叶轮性能与两级电动机性能的"线(点对点)"匹配进行研究。仿真结果揭示了对旋轴流通风机流场内部气流的真实流动规律以及两级电机轴功率匹配情况。将数值模拟结果和实验数据进行对比,验证该数值模拟方法的准确性,同时验证通过改变叶片安装角提高风机运行效率的可行性,为高性能对旋风机调速控制和节能控制提供理论依据。     

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。