双凹槽叶顶结构下的轴流风机性能及叶片振动特性研究_叶学民

叶顶采用双凹槽结构是一种通过有效阻碍叶顶泄漏流进而改善叶轮性能的措施之一。基于 FLUENT 数值模拟软件， 以 OB-84 型动叶可调式轴流风机为研究对象，模拟风机在原叶顶及三种不同开槽深度的双凹槽叶顶下的性能，探讨间隙内 部及其附近泄漏流场变化及损失分布特征； 并利用 ANSYS 有限元动态分析模块校核原叶顶及双凹槽叶顶时叶片的振动特性。 研究表明：双凹槽叶顶结构改善了泄漏流场的分布，阻碍了泄漏流的发展，削弱了泄漏流与主流的掺混；采用双凹槽叶顶结 构后风机性能发生显著变化，设计工况下风机全压有所下降，同时效率得到一定程度的提高；开槽深度对风机性能的影响在 设计流量附近较为显著，而在大流量下对风机性能影响较小；设计工况下叶顶开槽深度为 3 mm 时风机具有最优的性能，效 率较原风机提高了 1.05%，喘振裕度也有所改善。叶片振动特性的校核结果表明双凹槽叶顶下叶片各阶固有频率较原叶顶时 均有所增加且避开了叶片通过频率，即采用双凹槽叶顶结构不会引发叶片共振。