大风量轴流风机 轴流风机 冠熙风机综合实力强

导叶数目减少时轴流风机效率明显高于导叶数目增加时的风机效率; 在导叶数目减少的方案中，在qv ＜ 87. 5 m3 /s时全压全部高于原风机，大风量轴流风机，在高于此流量时提升效果仅方案二比原风机效率稍高，其余方案略低于原风机，在设计流量82. 5 m3/s 时，方案三的效率提升效果好，提升比例为0. 46 个百分点;在流量低于设计流量时，方案四至六效率高于原风机，高于设计流量时风机效率低于原风机，且随流量增大，效率下降速度加快。从性能比较上可以看出，方案三表现出优于原风机的性能，下文主要针对方案三和原风机进行流固耦合模拟研究。

轴流风机轴功率Psh定义为单位时间内原动机传递给风机轴上的能量，其大小可反映轴流风机的能耗。导叶数目改造对于经济性的影响可通过轴功率来考察，图5为原风机和方案三轴功率比较。可以看出方案三比原风机轴功率有少许增加且变化不大，这也与方案三全压提升做功能力增强有密切关系。

轴流风机静力结构特性

在旋转机械中，轴流风机规格，叶片结构强度和振动直接关系到其安全运行，其取决于叶片表面的气动载荷和本身固有的力学性能。而仅对流体域进行研究还不能完全确定导叶数目变化是否对风机固体域产生影响，工业轴流风机，为此利用ANSYSWorkbench软件将流场压力数据加载到动叶片表面，对风机动叶进行了单向流固弱耦合，来研究导叶数目变动后动叶等效应力、总变形及振动的变化。

加载气动力、离心力后计算得到轴流风机导叶数目变化后动叶的应力基本没有影响，动叶吸力面的近叶顶部位等值线沿叶高方向近似呈倒S分布且应力较小;叶根部分布应力较为复杂，较大值位于叶根中部与轮毂接触位置，此处是由于承受较大的径向离心力、垂直于轴流风机叶片表面的气动力和扭曲的叶型结构共同作用造成;第1级等效应力稍微高于第二级等效应力，这是由于离心力沿径向，而气动力垂直于叶片表面，气动力的作用效果抑制离心力作用效果造成的，但气动力作用效果影响较小;总变形近似沿对角线方向由小到大发生变化，轴流风机叶根处变形基本为零，较大值变形位于叶顶后缘。由此可知导叶数目变化后，对叶片总变形基本没有影响。

轴流风机在静应力强度分析中，通常选取材料的屈服极限作为极限应力，基于第四强度理论对叶片进行强度校核。塑性材料的许用应力［σ］=σs /ns，其中σs是材料的屈服极限，ns为材料的安全系数，一般对于弹性结构材料加载静力载荷的情况下，ns = 1. 5 ～2。叶片材料为ZL101，其屈服强度σs = 180 MPa，ns = 2，计算叶片的许用应力为90MPa，而叶片较大等效应力的峰值为21. 3MPa，远小于叶片许用应力，改型后方案三强度仍满足要求。在叶片刚度方面，前面分析知，气动力作用效果对离心力效果有抑制作用，方案三全压相对于原风机有所增大，较大变形有所降低。

本文根据已经完成的一种基于欧拉方程外加源项的模型来计算预测大小动叶可调轴流风机的气动性能，主要采用损失和落后角模型用来考虑叶片排和摩擦对气流的影响，并用堵塞因子修正环壁附面层堵塞影响。根据在风机安装角未发生改变时的实验性能，优化模型中的损失系数和落后角系数使得计算结果和实验计算相近。改变动叶可调风机的安装角后，本模型预测得到的该风机在安装角变化(+ 10°，+ 5°，－ 5°，－ 10°)的性能曲线与实验结果误差小于2%。结果表明轴流风机模型使用经过优化后的损失和落后角模型能快速准确地预测出该动叶可调轴流风机在全工况下的气动性能。

在实际的轴流风机叶轮机械中，轴流风机，气体的流动是一种十分复杂的、非定常的、全三维的流动。为了提高程序的计算速度，需要做出如下假设:气体为完全气体; 流场为轴对称; 不考虑径向变化，流场沿叶片中弧线。

在轴流风机的数值计算中，本文采用Stratford的模型对环壁边界层进行模拟。环壁边界层会沿壁面产生位移厚度，该模型假设位移厚度是沿着叶片排连续分布的，端壁边界层和叶尖间隙漏流发生的总压损失也包含在三维总压修正系数3D中，该模型能够计算得出比较合理的堵塞因子。

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