引風(fēng)機(jī)利用模擬方法分析了第1級導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)形式對某兩級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)性能的影響，表明長短復(fù)合導(dǎo)葉對提升軸流風(fēng)機(jī)氣

動性能方面好于單一長度葉片式導(dǎo)葉。引風(fēng)機(jī)在流固耦合模擬研究方面，利用CFX 和Ansys 對離心風(fēng)機(jī)葉輪的模擬表明，風(fēng)機(jī)氣動性能基本不變，而較大變形量減少2. 5%，較大等效應(yīng)力增大3. 6%。模擬引風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉數(shù)目不同時泵內(nèi)的壓力脈動特征，指出導(dǎo)葉數(shù)變動對導(dǎo)葉區(qū)流域及其下游流域的壓力脈動具有一定影響，而對上游葉輪流域的流動影響則較小。失速工況下葉輪的靜力特性，指出氣動力載荷對葉輪的總變形量有顯著的影響，對葉輪等效應(yīng)力分布的影響較小，引風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)工作時的應(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)合作用對燃?xì)廨啓C(jī)葉片結(jié)構(gòu)與氣動性能的影響。在考慮葉片和流域相互耦合狀態(tài)下，對大型軸流風(fēng)機(jī)葉片的氣動彈性的模擬表明，考慮氣動彈性的較大應(yīng)力幾乎是不考慮氣動彈性的較大應(yīng)力的兩倍，由此證明在葉片安全性評估方面考慮氣動彈性的必要性。綜上所述，目前對于軸流風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉數(shù)目改變研究只關(guān)注其氣動性能，而對于葉輪靜力結(jié)構(gòu)和振動情況研究較少。

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

將引風(fēng)機(jī)葉輪模型引入到ANSYS中。葉輪整體材料為Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，密度7850 kg/m3，彈性模量210 gpa，泊松比0.3。葉片角度可調(diào)的葉輪，輪轂和葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，葉片采用尼龍66。該材料阻燃、防爆、耐磨、耐熱。引風(fēng)機(jī)葉片穿孔后，整個頻率范圍內(nèi)的A聲級有不同程度的下降，中低頻段的下降幅度較大，而高頻段的下降幅度較小。它常被用作機(jī)械配件，而非有色金屬，作為機(jī)械外殼或發(fā)動機(jī)葉片。該材料的密度為1150 kg/m3，彈性模量為8.3gpa，泊松比為0.28。葉輪各部分采用可調(diào)葉片固定連接。在葉片角度可調(diào)的葉輪中，當(dāng)葉片臂與輪轂連接時，引風(fēng)機(jī)葉片臂可以旋轉(zhuǎn)和調(diào)整，即接觸面的法向可以分離，在切向上沒有相對滑動。由于葉片的葉尖比整個葉輪機(jī)構(gòu)中的其他零件更容易變形，因此葉片嚙合時應(yīng)減小網(wǎng)格尺寸，輪轂零件在整個結(jié)構(gòu)中的變形較小。考慮計(jì)算時間，可以適當(dāng)增大網(wǎng)格尺寸。在求解自由模態(tài)時，剛體有三個平移和三個旋轉(zhuǎn)，因此前六個頻率是系統(tǒng)的剛體模態(tài)。整個引風(fēng)機(jī)葉輪機(jī)構(gòu)為對稱結(jié)構(gòu)。計(jì)算了兩個葉輪的前20個自由振型，并從中提取了前6個自由振型。

引風(fēng)機(jī)葉尖渦度的增大可以有效地阻礙泄漏流的通過，使引風(fēng)機(jī)泄漏流與主流混合造成的損失減小，葉片前緣泄漏量的增加小于中、后緣泄漏量的增加?？傮w上，漏風(fēng)量減少，提高了風(fēng)機(jī)的性能。這與參考文獻(xiàn)中得到的前、后緣對引風(fēng)機(jī)總壓損失系數(shù)的影響是一致的。隨著間隙的逐漸增大，葉頂前部的渦度強(qiáng)度增大，后緣的渦度強(qiáng)度減小，總體變化較小，泄漏量略有增加。引風(fēng)機(jī)潤滑系統(tǒng)方面所用旋轉(zhuǎn)設(shè)備的支撐軸承包含兩類軸承，即滑動軸承和滾動軸承。葉片吸力前緣中部渦度強(qiáng)度略有增加，沿弦長方向吸力面中部和后部渦度強(qiáng)度基本不變。引風(fēng)機(jī)葉片前緣附近的渦度強(qiáng)度急劇增加。這是由于前緣點(diǎn)高度的變化導(dǎo)致的葉尖流動角度的變化。前緣點(diǎn)渦度強(qiáng)度的增加阻礙了吸力面附近的流入，也降低了主流與泄漏流的混合程度。雖然方案6的進(jìn)風(fēng)速度有所降低，但由于葉頂和后緣附近的渦度強(qiáng)度降低，引風(fēng)機(jī)效率總體降低，相應(yīng)的泄漏面積和泄漏流量增大。軸向速度分布可以反映轉(zhuǎn)子葉片流道內(nèi)的流動能力和分離尾跡區(qū)的特征。因此，轉(zhuǎn)子葉片出口軸向速度分布的徑向分布如圖6所示，用于分析流量。由于葉根和葉頂端壁附件的附面層較厚，導(dǎo)致流體流過該區(qū)域后的軸向速度較小，而葉頂附件又因泄漏存在使軸向速度進(jìn)一步減小。