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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

導葉數目減少時風機效率明顯高于導葉數目增加時的風機效率; 在導葉數目減少的方案中，在qv ＜ 87. 5 m3 /s 時全壓全部高于原風機，在高于此流量時提升效果僅方案二比原風機效率稍高，其余方案略低于原風機，在設計流量82. 5 m3 /s 時，方案三的效率提升效果好，提升比例為0. 46 個百分點; 在流量低于設計流量時，方案四至六于原風機，高于設計流量時風機效率低于原風機，且隨流量增大，效率下降速度加快。從性能比較上可以看出，方案三表現出優于原風機的性能，所以下文主要針對方案三和原風機進行流固耦合模擬研究。

風機軸功率Psh定義為單位時間內原動機傳遞給風機軸上的能量，其大小可反映風機的能耗。因此導葉數目改造對于經濟性的影響可通過軸功率來考察，圖5 為原風機和方案三軸功率比較?？梢钥闯龇桨溉仍L機軸功率有少許增加且變化不大，這也與方案三全壓提升做功能力增強有密切關系。

風機靜力結構特性

在旋轉機械中，葉片結構強度和振動直接關系到其安全運行，其取決于葉片表面的氣動載荷和本身固有的力學性能。而僅對流體域進行研究還不能完全確定導葉數目變化是否對風機固體域產生影響，為此利用ANSYS Workbench 軟件將流場壓力數據加載到動葉片表面，對風機動葉進行了單向流固弱耦合，來研究導葉數目變動后動葉等效應力、總變形及振動的變化。

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。

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，風機葉片各階振型變得更加復雜，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。

從風機不同位置和X、Y、Z三個方向的周向振動來看，風機下部固定在底座上，比其他三個周向位置振動小。風機頂部水平振動為嚴重，主要為1159.86赫茲和1351.40赫茲、1828.22赫茲等高頻振動?？傮w而言，風機振動主要是兩級葉輪葉片通過頻率與1159.86赫茲之和引起的，其次是高頻氣動力引起的振動和風機基頻的倍頻。風機振動主要為1351.40赫茲、1640.75赫茲、189.91赫茲和238.82赫茲。風扇基頻的第四個頻率189.91赫茲與風扇罩的第五階固有頻率193.70赫茲相似。可能發生共振。應通過優化風機結構來避免共振，以避免風機的基頻和倍頻。

1）對風機機殼前六階固有頻率進行模態試驗。風扇基頻的第四個頻率與外殼的第五個固有頻率相似。應通過優化風機結構來避免共振。

2）風機進出口振動較小，振動頻率主要為風機基頻及其倍頻。兩級葉輪和電機振動較大，主要是由流場氣動力引起的高頻寬帶振動引起的。

3）由于風機下部固定在底座上，產生的振動小于周向位置。風機頂部的水平振動為嚴重?？梢钥紤]在頂部安裝一個減震器以減少振動。