多级轴流风机轴向间距变化对性能的影响.pdf

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1、上海理工大学学报第32卷第1期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．32No．12010文章编号：1007—6735(2010)O1—0036—04多级轴流风机轴向间距变化对性能的影响叶增明，薛超(上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：运用三维黏性流动计算软件NUMECA—FINE对l台多级轴流风机进行了数值模拟计算．针对3种不同动静叶排轴向间距，重点分析了轴向间距的变化对风机性能的影响．结果表明，在额定流量附近随着动静叶排轴向间

2、距减少，动静叶片间距对风机的效率和压升影响不大．因此，适当改变风机动静叶排轴向间距不会影响风机压升和效率，从而可减小多级风机的轴向尺寸，以方便发电机结构布置．关键词：多级轴流风机；轴向间距；NUMECA；数值模拟中图分类号：TH432．1文献标志码：AEffectsofaxialspacingonmulti-stagesfanperformanceYEZen9-ming，XUEChao(SchoolofEmergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScie

3、nceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Detailed3Dnumericalinvestigationsontheaerodynamicperformancesofanaxialmulti—stagescoolingfanwiththreedifferentkindsofaxialspacingswereperformedbyusingNUMECA／FINE．Theoverallperformanceespeciallytheeffectsofthea

4、xialspacingbetweenthebladerowswereanalyzedbasedonthecomputationresults．Alltheresultsshowthatreducingtheaxialgapbe—tweenbladerowsinmulti·stagesfanincreasesthepressureratioandefficiencyslightly．Thusvar—yingthedistancebetweenrotorandstatorhasaminorinfluenceon

5、thefanperformance，further-more，italsoshowsthepossibilityofreducingtheaxialdimensionofthefan．Keywords：multi—stageaxialfan；axialspacing；NUMECA；numericalsimulation目前国内外大型发电机中所使用的冷却风机有子的强度、振动问题．一部分采用多级轴流风机，基本都是简单的由相同多级轴流风机在国内很少使用，也很少有公开的单级轴流风机串联而成，而且级间的距离较大．如文

6、献涉及，对这种由单级轴流风机串联而成的多级西门子百万千瓦氢冷发电机四级风机的级间距离要风机，其轴向距离也少有研究．本文针对国内达到64mm．由于风机是直接装在发电机主轴上，350MW发电机中所使用的多级轴流风机，出现动较长的级间距离将会使发电机的轴向尺寸增长，因静叶排轴向间距过大而导致发电机结构布置困难的此发电机整体结构就需加长，而且还可能会出现转问题，通过数值模拟计算的方法来讨论轴向间距对收稿日期：2009—01—11作者简介：叶增明(1950一)，男，高级工程师．E-mail：yezm0028@126．

7、corn第1期叶增明，等：多级轴流风机轴向间距变化对性能的影响风机性能的影响．国外对压气机叶片轴向间距的研究为本文的讨论指出了方向．文献El-1通过数值模拟针对远中近3种不同轴向间距，研究了轴流压气机动静叶片在不同轴向间距时产生的损失，分析认为当轴向间距很小时，存在的附加损失是造成压比、效率下降的主要成因．文献E2-1针对不同轴向位置研究了势流扰动和涡流扰动对轴流压气机性能的影响．文献[3]研究了3个轴向间距下小尺度扰动和大尺度扰动诱导旋转失速的动态过程．结果表明，扰动图1多级轴流风机波的演变过程与动静叶间

8、距有很大的关系．然而，这Fig．1Multi-stageaxialfan些实验研究只是借助轴向间距的改变来研究其流动现象，并且都是针对高马赫数，高压比下的轴流压气各排叶片的网格采用商业软件NⅢECA的机，对于马赫数和压比都较低的多级轴流风机轴向AutoGrid模块生成，并使用IGG模块连接整体．在间距对性能的影响研究的却不多．进口动叶前和末级静叶后分别加上长度近似等于一个叶高的稳定段，这两部分的网格采用H型拓扑结