兩級(jí)動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)失速演化過(guò)程的流固耦合研究

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3、文中明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽名：Ｉ日期：年３月化日ｆ迪華北電力大學(xué)碩±學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)《兩級(jí)動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)失速演化過(guò)程的流固稱合研究》系本人在華北電力大學(xué)攻讀碩±學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的碩±學(xué)位論文。本論文的研究成果歸華北電力大學(xué)所有，本論文的硏究?jī)?nèi)容不得封其它單位的名文發(fā)表。本人完全了解華北電力大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部口送交論文的復(fù)印件和化子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華北電力大學(xué)，可ＬＪ采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保

4、存論文，可＂布論＂文的全部或部分內(nèi)容。本學(xué)位論支屬于（請(qǐng)?jiān)谂P上相應(yīng)方框內(nèi)打Ｖ）：保密□，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)不保密億ｆ作者簽名：ｉｔ我円期：｛處年ｉ月化日導(dǎo)師簽名：為、＼三日期：姊〇：年是月／〇日又＼國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：TH432學(xué)校代碼：10079國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：621.5密級(jí)：公開(kāi)碩士學(xué)位論文兩級(jí)動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)失速演化過(guò)程的流固耦合研究碩士研究生：郎進(jìn)花導(dǎo)師：王松嶺教授張磊講師申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程所在學(xué)院：能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院答辯日期：2015年3

5、月授予學(xué)位單位：華北電力大學(xué)ClassifiedIndex:TH432U.D.C:621ThesisfortheMasterDegreeStudyontheDynamicMechanismofRotatingStallinAxial-flowFansforPowerPlantsCandidate：LangJinhuaSupervisor：Prof.WangSonglingLecturer.ZhangLeiSchool：SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineeringDateofDefence

6、：March,2015Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity摘要?jiǎng)尤~可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)以其流量大、變工況時(shí)經(jīng)濟(jì)性好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的應(yīng)用，而風(fēng)機(jī)參數(shù)的不斷提高使得葉輪的工作環(huán)境更加惡劣，風(fēng)機(jī)運(yùn)行中葉輪出現(xiàn)裂紋進(jìn)而發(fā)生葉片斷裂的事故時(shí)有發(fā)生。非穩(wěn)定流動(dòng)現(xiàn)象旋轉(zhuǎn)失速是引發(fā)葉片斷裂的重要原因之一，因此研究旋轉(zhuǎn)失速對(duì)葉輪動(dòng)力特性的影響具有重要意義。本文以某電站兩級(jí)動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，利用數(shù)值模擬軟件Fluent對(duì)風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象進(jìn)行

7、了數(shù)值模擬，分析了旋轉(zhuǎn)失速演化過(guò)程中五個(gè)典型時(shí)刻，設(shè)計(jì)工況、近失速工況、失速先兆工況、失速發(fā)展工況、完整失速團(tuán)工況的流場(chǎng)特性。結(jié)果表明，旋轉(zhuǎn)失速發(fā)生后，葉輪內(nèi)部流場(chǎng)變化明顯。失速最先產(chǎn)生在部分流道的葉頂附近，呈現(xiàn)出一個(gè)帶狀高熵產(chǎn)區(qū)。隨著旋轉(zhuǎn)失速的逐步演化，高熵產(chǎn)區(qū)擴(kuò)大，葉輪流道內(nèi)出現(xiàn)三個(gè)分散的高熵產(chǎn)區(qū)。最終三個(gè)小失速團(tuán)聚集為一個(gè)大失速團(tuán)，旋轉(zhuǎn)失速達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。以風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的流場(chǎng)特性為基礎(chǔ)，利用仿真分析軟件Ansys對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行了流固耦合特性分析。結(jié)果表明，旋轉(zhuǎn)失速發(fā)生后，葉輪的等效應(yīng)力分布變化較小，但總變形分布呈現(xiàn)明顯的

8、周向不均，氣動(dòng)載荷的變化對(duì)葉輪總變形分布具有顯著影響。完全失速工況下，葉輪最大總變形位于失速團(tuán)中心所在區(qū)域的葉頂前緣，較設(shè)計(jì)工況最大總變形量增大了133.3%。對(duì)葉輪進(jìn)行了不同載荷下的模態(tài)分析，離心力載荷對(duì)葉輪的固有頻率和振型具有一定影響，氣動(dòng)載荷影響很小。對(duì)于