動(dòng)葉角度對(duì)軸流風(fēng)機(jī)失速先兆影響機(jī)制的數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著火電機(jī)組裝機(jī)容量的不斷增大，鍋爐送、引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)多采用動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)在小流量區(qū)會(huì)出現(xiàn)失速、喘振等非定常流動(dòng)現(xiàn)象，引起流動(dòng)惡化、噪聲增大及葉片斷裂。研究不同動(dòng)葉角度下軸流風(fēng)機(jī)的失速先兆誘發(fā)機(jī)制，對(duì)失速的主動(dòng)控制及風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。
　　本文以某電廠兩級(jí)動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，分析研究風(fēng)機(jī)的級(jí)數(shù)、動(dòng)葉角度對(duì)風(fēng)機(jī)失速先兆的起始位置、表現(xiàn)形式以及失速三維非定常演化過(guò)程的影響機(jī)制。分析結(jié)果表明：動(dòng)

2、葉角度為3°時(shí)的兩級(jí)風(fēng)機(jī)在59.5 m3/s時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速，失速先兆首先起始于第二級(jí)動(dòng)葉葉頂區(qū)域，隨后于第一級(jí)葉輪內(nèi)也產(chǎn)生了失速先兆。兩級(jí)動(dòng)葉輪的交互作用使得兩級(jí)先兆最終同步發(fā)展為完整的失速團(tuán)，兩級(jí)內(nèi)出現(xiàn)的先兆轉(zhuǎn)速為75％轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，失速團(tuán)轉(zhuǎn)速為55%轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，葉輪內(nèi)產(chǎn)生了突尖型失速先兆。單級(jí)風(fēng)機(jī)的模擬結(jié)果表明：風(fēng)機(jī)在55.38 m3/s流量下發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速，先兆同樣起始于葉頂區(qū)域，先兆在3個(gè)周向均勻分布的區(qū)域出現(xiàn)。3個(gè)先兆區(qū)出現(xiàn)存在先后順

3、序，最終在葉輪內(nèi)形成3個(gè)旋轉(zhuǎn)速度相同的成熟失速團(tuán)，先兆表現(xiàn)形式為突尖型失速先兆。
　　對(duì)不同動(dòng)葉角度下風(fēng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象的數(shù)值模擬結(jié)果表明：在0°和9°兩個(gè)動(dòng)葉角度下，失速裕度最大，這也是風(fēng)機(jī)工作區(qū)間選定在0°~13.5°的一個(gè)重要原因。動(dòng)葉角度從27°到-18°的變化過(guò)程中，各動(dòng)葉角度下對(duì)應(yīng)的失速壓力值依次減小，這與樣本中的喘振曲線的壓力變化規(guī)律一致。在27°動(dòng)葉角度下，風(fēng)機(jī)內(nèi)出現(xiàn)的模態(tài)波型失速先兆主要是由靠近吸力面的回流誘發(fā)的