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山東冠熙環(huán)保設(shè)備有限公司主營(yíng)：軸流風(fēng)機(jī),耐高溫高濕風(fēng)機(jī),烘干設(shè)備用風(fēng)機(jī),離心風(fēng)機(jī),除塵風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)以其和易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)已成為燃煤發(fā)電機(jī)組的送、引和一次風(fēng)機(jī)的優(yōu)選。葉片是軸流風(fēng)機(jī)的核心部件，決定風(fēng)機(jī)的性能; 而導(dǎo)葉是軸流風(fēng)機(jī)中重要的流通部件，其氣動(dòng)設(shè)計(jì)直接影響上下游流通部件的特性。研究表明，風(fēng)機(jī)的葉輪機(jī)械內(nèi)的流固耦合現(xiàn)象與流體機(jī)械各種故障的產(chǎn)生有直接關(guān)系。因此借助流固耦合的方法對(duì)導(dǎo)葉數(shù)目變化后風(fēng)機(jī)葉片的靜力結(jié)構(gòu)及振動(dòng)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程價(jià)值。導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)、數(shù)目和安裝角度對(duì)提高流體機(jī)械的性能、降低風(fēng)機(jī)噪聲和減輕振動(dòng)具有明顯影響。利用試驗(yàn)對(duì)軸流泵有無(wú)導(dǎo)葉時(shí)的外特性進(jìn)行測(cè)試，表明在較優(yōu)工況下導(dǎo)葉可回收的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能約占葉輪出口總能量的15. 7%，驗(yàn)證了導(dǎo)葉對(duì)提高能量利用率的作用。

模擬風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉數(shù)

目不同時(shí)泵內(nèi)的壓力脈動(dòng)特征，指出導(dǎo)葉數(shù)變動(dòng)對(duì)導(dǎo)葉區(qū)流域及其下游流域的壓力脈動(dòng)具有一定影響，而對(duì)上游葉輪流域的流動(dòng)影響則較小。利用數(shù)值模擬方法對(duì)導(dǎo)葉與葉輪匹配進(jìn)行研究，表明導(dǎo)葉數(shù)目增加后模型壓力提高329Pa，軸功率降低1. 2 kW，效率提高6%。模擬了軸流風(fēng)機(jī)后導(dǎo)葉改變對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響，表明導(dǎo)葉數(shù)目減少4 片后全壓提升5. 4 Pa，效率提高0. 8%。

風(fēng)機(jī)利用模擬方法分析了級(jí)導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)形式對(duì)某兩級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)性能的影響，表明長(zhǎng)短復(fù)合導(dǎo)葉對(duì)提升軸流風(fēng)機(jī)氣

動(dòng)性能方面好于單一長(zhǎng)度葉片式導(dǎo)葉。風(fēng)機(jī)在流固耦合模擬研究方面，利用CFX 和Ansys 對(duì)離心風(fēng)機(jī)葉輪的模擬表明，風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能基本不變，而較大變形量減少2. 5%，較大等效應(yīng)力增大3. 6%。失速工況下葉輪的靜力特性，指出氣動(dòng)力載荷對(duì)葉輪的總變形量有顯著的影響，對(duì)葉輪等效應(yīng)力分布的影響較小，風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)工作時(shí)的應(yīng)力及總應(yīng)變，驗(yàn)證了在流固耦合作用下風(fēng)機(jī)工作的強(qiáng)度要求。Dhopade模擬了低周疲勞與高周疲勞聯(lián)合作用對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)葉片結(jié)構(gòu)與氣動(dòng)性能的影響。在考慮葉片和流域相互耦合狀態(tài)下，對(duì)大型軸流風(fēng)機(jī)葉片的氣動(dòng)彈性的模擬表明，考慮氣動(dòng)彈性的較大應(yīng)力幾乎是不考慮氣動(dòng)彈性的較大應(yīng)力的兩倍，由此證明在葉片安全性評(píng)估方面考慮氣動(dòng)彈性的必要性。綜上所述，目前對(duì)于軸流風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉數(shù)目改變研究只關(guān)注其氣動(dòng)性能，而對(duì)于葉輪靜力結(jié)構(gòu)和振動(dòng)情況研究較少。

因此，本文研究對(duì)象為某電廠660 MW 機(jī)組配套的動(dòng)葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī)，借助Fluent 軟件對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，并借助Workbench 流固耦合模塊對(duì)葉片進(jìn)行靜力分析和預(yù)應(yīng)力下的模態(tài)分析，對(duì)導(dǎo)葉數(shù)目改變前后的葉輪安全性進(jìn)行評(píng)估，為風(fēng)機(jī)生產(chǎn)和改造提供參考依據(jù)。

GAMBIT軟件用于風(fēng)機(jī)模型建立和網(wǎng)格生成。考慮到風(fēng)機(jī)葉片翼型結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和頂部區(qū)域的三維流動(dòng)，首先選擇三角形網(wǎng)格劃分葉片頂部，并利用尺寸函數(shù)對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化，以保證風(fēng)機(jī)網(wǎng)格質(zhì)量。其它區(qū)域的網(wǎng)格劃分為動(dòng)葉區(qū)域網(wǎng)格作為參考，采用結(jié)構(gòu)化/非結(jié)構(gòu)化混合網(wǎng)格。為了保證精度和網(wǎng)格獨(dú)立性，對(duì)原風(fēng)機(jī)在216萬(wàn)、245萬(wàn)、286萬(wàn)和337萬(wàn)網(wǎng)格條件下的性能進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明，隨著網(wǎng)格數(shù)量的增加，總壓和效率逐漸接近樣本值，337萬(wàn)和286萬(wàn)網(wǎng)格的總壓和效率偏差分別為0.085%和0.024%。綜合模擬精度和網(wǎng)格數(shù)確定了所用的總網(wǎng)格數(shù)。這個(gè)數(shù)字是286萬(wàn)。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。在模擬葉尖間隙形狀的變化之前，將原始風(fēng)扇的模擬結(jié)果與參考文獻(xiàn)中的風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，在33.31-46.63m3_s-1流量范圍內(nèi)，總壓和效率的平均相對(duì)誤差分別為3.0%和1.5%，表明結(jié)果能夠反映風(fēng)機(jī)的實(shí)際性能。