本文關(guān)鍵詞：動葉角度對軸流風(fēng)機(jī)失速先兆影響機(jī)制的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,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)多采用動葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)在小流量區(qū)會出現(xiàn)失速、喘振等非定常流動現(xiàn)象,引起流動惡化、噪聲增大及葉片斷裂。研究不同動葉角度下軸流風(fēng)機(jī)的失速先兆誘發(fā)機(jī)制,對失速的主動控制及風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計具有重要意義。本文以某電廠兩級動葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)為研究對象,分析研究風(fēng)機(jī)的級數(shù)、動葉角度對風(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程的影響機(jī)制。分析結(jié)果表明:動葉角度為3°時的兩級風(fēng)機(jī)在59.5 m3/s時發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速,失速先兆首先起始于第二級動葉葉頂區(qū)域,隨后于第一級葉輪內(nèi)也產(chǎn)生了失速先兆。兩級動葉輪的交互作用使得兩級先兆最終同步發(fā)展為完整的失速團(tuán),兩級內(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個周向均勻分布的區(qū)域出現(xiàn)。3個先兆區(qū)出現(xiàn)存在先后順序,最終在葉輪內(nèi)形成3個旋轉(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。對不同動葉角度下風(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°兩個動葉角度下,失速裕度最大,這也是風(fēng)機(jī)工作區(qū)間選定在0°~13.5°的一個重要原因。動葉角度從27°到-18°的變化過程中,各動葉角度下對應(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,先兆起始于葉頂靠近吸力面附近,隨著流場演化,失速先兆沿著葉頂流道由吸力面向壓力面和沿流道由葉頂向葉根兩個方向逐漸發(fā)展至成熟失速團(tuán)。而在其他的5個動葉角度下,風(fēng)機(jī)內(nèi)出現(xiàn)的突尖型失速先兆主要是由葉頂間隙泄漏流誘發(fā)的,流場的不穩(wěn)定流動起始于葉頂間隙區(qū)域,隨后先兆向相鄰流道的葉頂區(qū)域逐漸發(fā)展,最終在葉輪內(nèi)形成一個占據(jù)了50%流道的失速團(tuán)隨葉輪穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
【關(guān)鍵詞】：軸流風(fēng)機(jī) 旋轉(zhuǎn)失速 動葉角度 失速先兆
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM621;TH432.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 旋轉(zhuǎn)失速先兆研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 模態(tài)波型失速先兆9-10
• 1.2.2 突尖型失速先兆10
• 1.2.3 其他類型失速先兆10-11
• 1.3 失速先兆影響因素的研究11-12
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容12-13
• 第2章 軸流風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的數(shù)值計算方法13-17
• 2.1 數(shù)值計算方法13-16
• 2.1.1 風(fēng)機(jī)幾何模型13
• 2.1.2 網(wǎng)格劃分13-14
• 2.1.3 控制方程14-15
• 2.1.4 湍流模型15
• 2.1.5 邊界條件15-16
• 2.1.6 數(shù)值失速實現(xiàn)方法16
• 2.2 本章小結(jié)16-17
• 第3章 級數(shù)對風(fēng)機(jī)失速先兆影響機(jī)制的研究17-42
• 3.1 雙級風(fēng)機(jī)失速模擬結(jié)果分析17-32
• 3.1.1 風(fēng)機(jī)全壓-流量特性17
• 3.1.2 風(fēng)機(jī)出口靜壓時域特性17-18
• 3.1.3 數(shù)值探針布置方案與失速頻率分析18-21
• 3.1.4 失速先兆起始位置與類型21-26
• 3.1.5 旋轉(zhuǎn)失速發(fā)生前后動葉輪內(nèi)流場動力學(xué)特征26-32
• 3.1.5.1 失速前后相對速度流線分布的變化26-29
• 3.1.5.2 失速前后湍動能分布的變化29-32
• 3.2 單級風(fēng)機(jī)失速模擬結(jié)果分析32-38
• 3.2.1 單級風(fēng)機(jī)幾何模型及網(wǎng)格劃分32
• 3.2.2 風(fēng)機(jī)全壓-流量特性32-33
• 3.2.3 風(fēng)機(jī)出口靜壓時域特性33-34
• 3.2.4 失速起始過程與先兆類型34-35
• 3.2.5 旋轉(zhuǎn)失速發(fā)生前后葉輪內(nèi)流場動力學(xué)特征35-38
• 3.3 單雙級風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速過程對比分析38-40
• 3.3.1 失速先兆起始位置與失速演化過程39
• 3.3.2 失速先兆類型及旋轉(zhuǎn)速度39-40
• 3.4 突尖型失速先兆特征40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 動葉角度對風(fēng)機(jī)失速先兆影響機(jī)制的研究42-54
• 4.1 幾何模型及網(wǎng)格劃分42-43
• 4.2 不同動葉角度風(fēng)機(jī)失速模擬結(jié)果分析43-53
• 4.2.1 失速起始流量及失速裕度43-44
• 4.2.2 風(fēng)機(jī)出口靜壓時域特性44-46
• 4.2.3 數(shù)值探針處相對速度變化規(guī)律46-48
• 4.2.4 動葉角度為 27°時失速發(fā)生前后流場動力學(xué)特征48-50
• 4.2.5 模態(tài)波型失速先兆特征50-51
• 4.2.6 動葉角度為-9°時失速發(fā)生前后流場動力學(xué)特征51-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 第5章 結(jié)論與展望54-56
• 5.1 結(jié)論54-55
• 5.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果60-61
• 致謝61

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