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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

風機的物理模型

某600 MW 機組配套的兩級動葉可調軸流一次風機，流體計算域包括從集流器到擴壓器的內部通道，固體計算部分為葉輪葉片部分。原風機每級導葉數目為23 片，改造方案圍繞導葉數目進行。風機動葉片和導葉片數目通常是互質的，可以減少上游氣流對下游的沖擊，減少氣流脈動及噪聲。改造方案成組減少或者增加導葉片，其中導葉數目減少為方案一至方案三，導葉數目增加為方案四至方案六。基于軸流風機軸向可以分區的結構特點，風機采用分區法將流體計算區域劃分為集流器區、級動葉區、級導葉區、第二級動葉區、第二級導葉區和擴壓器等6 個部分，因為動葉區內流動較復雜，故采用尺寸函數對動葉區進行加密，而其他區域采用較為稀疏的網格。在模擬中進行了網格無關性驗證，風機分別采用260 萬、380 萬、560 萬和820 萬等網格數對風機氣動性能進行計算，在保證較好的計算精度和計算成本的前提下，確定網格數為560 萬，在此網格數下時間成本和模擬精度好。運動方程為三維定常雷諾時均N-S 方程，采用可有效解決旋轉運動和二次流的Ｒealizable k － ε 湍流模型，風機的動葉區采用多重參考系模型。在數值模擬中，以集流器入口和擴壓器的出口作為整個計算域進出口，邊界條件為進口速度和自由流出。進出口流量殘差小于10 － 5，各方向的速度及k、ε 等參數的殘差小于10 － 4，認為當前計算達到收斂要求。

本文列舉了風機靜音扇葉，說明了S1流面優化設計在風機詳細設計過程中的作用。根系頂部三個橫截面的流入條件不同，如表3所示。根部設計點的進口氣流角較大，風機工作范圍不同于其它兩段。由于轉子葉片泄漏流的影響，頂部馬赫數較小，工作范圍較大。采用多島遺傳算法進行優化，種群44，孤島7，代數7。三個截面共優化了22個葉片型線參數，包括較大厚度位置、安裝角度、中弧控制點、吸入面控制點等。當優化后的葉片型線三維疊加時，風機葉片上半部分略微向后彎曲，可能導致優化后的定子葉片損失增加。將優化后的靜葉恢復到級環境中，得到了三維數值模擬結果。在設計點流量下，靜葉吸力面邊界層變薄，堵塞面積減小。計算了級間環境下兩葉型風機特性線和兩定子葉片變攻角特性線。從圖17可以看出，定子葉片損失減小，裕度增大，這與不同截面的S1流面性能分析結果相似。但由于風機氣流角的匹配問題，級效率沒有明顯提高，之間失速裕度由27.1%提高到34.9%。針對葉片高度方向的不均勻進口流動情況，在詳細設計中采用了端部彎曲技術來匹配定、轉子葉片之間的流動角。

通過在風機葉尖壓力面附近擴展合適的葉尖平臺，可以有效地減小葉尖泄漏和氣動損失。模擬了三種風機不同長度和初始位置的吸力面小翼葉柵的內部流場。結果表明，三段小翼可以改善葉柵頂部的流動狀況，并在不同程度上削弱泄漏渦的強度。周志華等[10]計算了某型渦軸發動機高壓渦輪一級的三維流場。結果表明，錐形間隙能有效地控制間隙內的泄漏流速，減少間隙內的堵塞，從而提高其整體性能。在套管處理方面，Yang等人[11]發現自循環殼體處理后壓縮機的穩定流量范圍明顯增大，這是由于葉片負荷降低、低能流體吸附能力降低和周向流量畸變能力降低所致。風機的不同分區數的非軸對稱套管處理。實驗表明，合理的非軸對稱殼體處理結構可以使壓縮機的穩定裕度提高13%，峰值效率提高0.8%。提率的原因是加工槽對壓氣機葉頂流場產生低頻非定常影響信號。風機在低速壓縮機上測試了不同結構的斜槽殼體處理。實驗表明，合理的配置可以提高壓縮機效率1%~2%，而不會對失速裕度產生不利影響。