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

鼓風(fēng)機的物理模型

某600 MW 機組配套的兩級動葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機，流體計算域包括從集流器到擴壓器的內(nèi)部通道，固體計算部分為葉輪葉片部分。原風(fēng)機每級導(dǎo)葉數(shù)目為23 片，改造方案圍繞導(dǎo)葉數(shù)目進行。風(fēng)機動葉片和導(dǎo)葉片數(shù)目通常是互質(zhì)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(dǎo)葉片，其中導(dǎo)葉數(shù)目減少為方案一至方案三，導(dǎo)葉數(shù)目增加為方案四至方案六?；谳S流風(fēng)機軸向可以分區(qū)的結(jié)構(gòu)特點，鼓風(fēng)機采用分區(qū)法將流體計算區(qū)域劃分為集流器區(qū)、級動葉區(qū)、級導(dǎo)葉區(qū)、第二級動葉區(qū)、第二級導(dǎo)葉區(qū)和擴壓器等6 個部分，因為動葉區(qū)內(nèi)流動較復(fù)雜，故采用尺寸函數(shù)對動葉區(qū)進行加密，而其他區(qū)域采用較為稀疏的網(wǎng)格。在模擬中進行了網(wǎng)格無關(guān)性驗證，鼓風(fēng)機分別采用260 萬、380 萬、560 萬和820 萬等網(wǎng)格數(shù)對風(fēng)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(wǎng)格數(shù)為560 萬，在此網(wǎng)格數(shù)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(zhuǎn)運動和二次流的Ｒealizable k － ε 湍流模型，鼓風(fēng)機的動葉區(qū)采用多重參考系模型。在數(shù)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(shù)的殘差小于10 － 4，認(rèn)為當(dāng)前計算達(dá)到收斂要求。

比較兩種葉輪的振動模態(tài)，可以看出，每種葉片的低階模態(tài)都表現(xiàn)出從葉片頂部到根部的彎曲變形，高階模態(tài)是葉片兩側(cè)的扭轉(zhuǎn)變形。鼓風(fēng)機葉輪各級的形狀變形和較大變形都在葉片頂部，葉片角度可調(diào)的葉輪的葉片變形相對較大，因為其材質(zhì)為尼龍66，剛度小于Q235，更容易變形。葉片角固定葉輪的葉根與輪轂固定，因此葉根與輪轂相對穩(wěn)定，基本無變形。由于葉片角度可調(diào)葉輪增加了角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，使得葉根彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形較小。鼓風(fēng)機實驗采用了力錘激勵、加速度傳感器采集信號、LMS數(shù)據(jù)采集與處理等方法。該測試的主要過程包括：支持被測對象、選擇激勵方案、布置傳感器、確定輸入通道、建立測試模型和與通道相關(guān)、確定分析帶寬、測量和保存數(shù)據(jù)。由于輪轂變形基本為0，鼓風(fēng)機葉輪通過柔性彈性繩懸掛在輪轂上進行測量。振動方式選擇力錘激振，固定錘擊點，移動傳感器測量。由于葉片的明顯變形，每個葉片頂部和根部有兩個測量點，葉片下方輪轂有一個測量點，每個葉輪有50個測量點。建立合適的圓柱坐標(biāo)系，測量各測點的相對坐標(biāo)，建立測試模型。傳感器布置完畢后，測試通道與模型中相應(yīng)的測量點相關(guān)聯(lián)。通過力錘激勵收集數(shù)據(jù)。同樣的方法依次測量每個葉輪的50個測量點。在PolyMax輸入模塊中選擇已有的fr集，在高層穩(wěn)態(tài)圖中選擇符號較多的列，即阻尼頻率、頻率和模向量穩(wěn)定性。

鼓風(fēng)機在0.05<r<0.4的范圍內(nèi)，a的變化很小。當(dāng)0.4<r<0.85時，_a逐漸增大，在85%葉高時達(dá)到較大值，說明該區(qū)域具有更大的機械能和更強的循環(huán)能力。與均勻間隙相比，方案2和方案6的葉尖間隙形狀在0<r<0.5時基本保持不變，說明葉尖間隙形狀的變化對葉片底部到中部沒有影響，但在方案2下，鼓風(fēng)機葉尖間隙高于均勻間隙，而葉片TiP間隙小于均勻間隙。這是由于葉尖渦度強度增大，泄漏流減弱，葉片前緣渦度明顯增大和減小。減輕了主流與泄漏流的相互作用，削弱了泄漏渦的強度，增強了葉片中上部的流動能力，增加了獲得的能量。在方案6中，在0.5<r<0.85的范圍內(nèi)，均勻間隙也略有增大，但接近較大的速度明顯減小。這是由于葉尖渦度強度隨間隙的均勻變化而略有變化，對泄漏流影響不大，而葉尖前緣渦度強度顯著增大，導(dǎo)致葉尖a減小，總流量減小，能量降低，從而提高了風(fēng)機效率。ENcy略有下降。也就是說，為了更直觀地反映鼓風(fēng)機葉頂間隙形狀變化對葉頂附近速度場的影響，90%葉片高度截面的軸向速度分布如圖7所示。