两级动叶可调式轴流风机失速演化过程的流固耦合研究

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3、文中明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：Ｉ日期：年３月化日ｆ迪华北电力大学硕±学位论文使用授权书《两级动叶可调式轴流风机失速演化过程的流固稱合研究》系本人在华北电力大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的硏究内容不得封其它单位的名文发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和化子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可ＬＪ采用影印、缩印或其他复制手段保

4、存论文，可＂布论＂文的全部或部分内容。本学位论支属于（请在臥上相应方框内打Ｖ）：保密□，在年解密后适用本授权书不保密亿ｆ作者签名：ｉｔ我円期：｛处年ｉ月化日导师签名：為、＼三日期：姊〇：年是月／〇日又＼国内图书分类号：TH432学校代码：10079国际图书分类号：621.5密级：公开硕士学位论文两级动叶可调式轴流风机失速演化过程的流固耦合研究硕士研究生：郎进花导师：王松岭教授张磊讲师申请学位：工学硕士学科：动力工程及工程热物理专业：动力机械及工程所在学院：能源动力与机械工程学院答辩日期：2015年3

5、月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:TH432U.D.C:621ThesisfortheMasterDegreeStudyontheDynamicMechanismofRotatingStallinAxial-flowFansforPowerPlantsCandidate：LangJinhuaSupervisor：Prof.WangSonglingLecturer.ZhangLeiSchool：SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineeringDateofDefence

6、：March,2015Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity摘要动叶可调式轴流风机以其流量大、变工况时经济性好、结构紧凑等优势得到了广泛的应用，而风机参数的不断提高使得叶轮的工作环境更加恶劣，风机运行中叶轮出现裂纹进而发生叶片断裂的事故时有发生。非稳定流动现象旋转失速是引发叶片断裂的重要原因之一，因此研究旋转失速对叶轮动力特性的影响具有重要意义。本文以某电站两级动叶可调式轴流风机为研究对象，利用数值模拟软件Fluent对风机的旋转失速现象进行

7、了数值模拟，分析了旋转失速演化过程中五个典型时刻，设计工况、近失速工况、失速先兆工况、失速发展工况、完整失速团工况的流场特性。结果表明，旋转失速发生后，叶轮内部流场变化明显。失速最先产生在部分流道的叶顶附近，呈现出一个带状高熵产区。随着旋转失速的逐步演化，高熵产区扩大，叶轮流道内出现三个分散的高熵产区。最终三个小失速团聚集为一个大失速团，旋转失速达到相对稳定状态。以风机旋转失速的流场特性为基础，利用仿真分析软件Ansys对风机叶轮进行了流固耦合特性分析。结果表明，旋转失速发生后，叶轮的等效应力分布变化较小，但总变形分布呈现明显的

8、周向不均，气动载荷的变化对叶轮总变形分布具有显著影响。完全失速工况下，叶轮最大总变形位于失速团中心所在区域的叶顶前缘，较设计工况最大总变形量增大了133.3%。对叶轮进行了不同载荷下的模态分析，离心力载荷对叶轮的固有频率和振型具有一定影响，气动载荷影响很小。对于