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山東冠熙環保設備有限公司主營：軸流風機,耐高溫高濕風機,烘干設備用風機,離心風機,除塵風機
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本文根據已經完成的一種基于歐拉方程外加源項的模型來計算預測大小動葉可調鼓風機的氣動性能，主要采用損失和落后角模型用來考慮葉片排和摩擦對氣流的影響，并用堵塞因子修正環壁附面層堵塞影響。根據在風機安裝角未發生改變時的實驗性能，優化模型中的損失系數和落后角系數使得計算結果和實驗計算相近。改變動葉可調風機的安裝角后，本模型預測得到的該風機在安裝角變化( + 10°，+ 5°，－ 5°，－ 10°) 的性能曲線與實驗結果誤差小于2%。結果表明鼓風機模型使用經過優化后的損失和落后角模型能快速準確地預測出該動葉可調軸流風機在全工況下的氣動性能。

在實際的鼓風機葉輪機械中，氣體的流動是一種十分復雜的、非定常的、全三維的流動。為了提高程序的計算速度，需要做出如下假設: 氣體為完全氣體; 流場為軸對稱; 不考慮徑向變化，流場沿葉片中弧線。

在軸流風機的數值計算中，本文采用Stratford 的模型對環壁邊界層進行模擬。環壁邊界層會沿壁面產生位移厚度，該模型假設位移厚度是沿著葉片排連續分布的，同時端壁邊界層和葉尖間隙漏流發生的總壓損失也包含在三維總壓修正系數3D中，該模型能夠計算得出比較合理的堵塞因子。

葉片是軸流風機的核心部件，在振動作用下容易發生破損或斷裂，對葉片進行振動分析具有重要的工程意義。模態分析主要是分析結構的振動屬性，葉片的固有特性包括頻率和模態振型，與葉片的質量和剛度分布有關。

鼓風機葉片在預應力下的前六階振動頻率。第二級動葉區的全壓數值上基本是級的兩倍且流體流動更加復雜，兩者離心力慣性力相同，在同等條件下第二張動葉區更容易發生損壞，而級與第二級各階的固有頻率基本一致，所以離心力對固有頻率起決定性作用，氣動力對固有頻率影響較小。葉輪各階模態的臨界轉速為n = 60 f，可得到各階模態的臨界轉速。

通常情況下，一階臨界轉速下的振動較為激烈，葉片的一階臨界轉速為16 860 r /min，而工作轉速為1 490 r /min，遠比一階臨界轉速低，因此不會產生共振，滿足風機的設計使用要求，同時方案三風機振動頻率基本沒有發生變化，也滿足使用要求。導葉數目改變前后葉片振型基本沒有發生變化，在葉片的前緣或者后緣點處現振動較大位移，葉根部位振動位移較小。 階振型為葉片前緣點繞軸向的彎曲振動，第2 階振型為葉片前、后緣點繞軸向的扭轉振動，第3 階振型為葉片后緣點繞軸向的扭轉振動與一階彎曲振動的復合運動，第4 階振型為葉片后緣點繞軸向扭轉與一階彎曲振動的復合振動，第5 階振型為扭轉與一階彎曲振動的復合振動，第6 階振型為葉片后緣點繞軸向的二階彎曲振動。可以看出，隨模態階數的依次增加，鼓風機葉片各階振型變得更加復雜，鼓風機葉片的高階次振型變為葉片復雜彎曲與繞軸扭轉的復合振動。

（1）當導葉數減少時，隨著導葉數的增加，鼓風機的性能優于風機。采用21個導葉的方案3是較佳方案，有效地提高了總壓效率。同時，改造后的軸功率略有增加，方案3的功耗有所增加。

（2）當流場數據加載到固體區域表面時，葉片的應力、總變形和固有頻率基本不變。離心力對葉片的強度和振動起著決定性作用，而空氣動力對其影響不大。葉片的工作轉速遠低于一階臨界轉速，不會發生共振。

（3）綜合考慮方案3風機性能、軸功率、強度、振動分析結果，減少一套導葉，也可降低設計制造成本。由此可見，減徑導葉方案3對實際生產和改造具有一定的參考意義。葉尖間隙對動軸流風機實際失速線的影響。

結果表明，鼓風機葉頂間隙過大，使風機實際失速線與理論失速線有較大偏差。實際失速線向下移動，同時會造成較大的負效率偏差。詳細描述了試驗過程，分析了操作點在性能曲線上的位置。后通過接近失速試驗確定風機的實際失速線位置。通過引入相關系數，研究了葉尖間隙與失速點壓力偏差、效率偏差的關系。鼓風機葉頂間隙與失速點的相對壓力偏差相關系數為-0.99，即葉頂間隙越大，實際失速線與理論失速線的偏差越嚴重，實際失速點的負壓偏差越嚴重。同時，葉頂間隙與效率偏差的相關系數為-0.93，即葉頂間隙越大，負效率偏差越大。