糧食烘干風機以其和易調節(jié)等優(yōu)點已成為燃煤發(fā)電機組的送、引和一次風機的優(yōu)選。葉片是軸流風機的核心部件，決定風機的性能; 而導葉是軸流風機中重要的流通部件，其氣動設計直接影響上下游流通部件的特性。研究表明，糧食烘干風機的葉輪機械內的流固耦合現象與流體機械各種故障的產生有直接關系。因此借助流固耦合的方法對導葉數目變化后風機葉片的靜力結構及振動進行研究具有重要的現實意義和工程價值。隨著對旋風機的廣泛應用，風機的振動和噪聲除性能外，越來越受到人們的重視。導葉結構、數目和安裝角度對提高流體機械的性能、降低糧食烘干風機噪聲和減輕振動具有明顯影響。利用試驗對軸流泵有無導葉時的外特性進行測試，表明在較優(yōu)工況下導葉可回收的旋轉動能約占葉輪出口總能量的15. 7%，驗證了導葉對提高能量利用率的作用。

模擬糧食烘干風機導葉數

目不同時泵內的壓力脈動特征，指出導葉數變動對導葉區(qū)流域及其下游流域的壓力脈動具有一定影響，而對上游葉輪流域的流動影響則較小。利用數值模擬方法對導葉與葉輪匹配進行研究，表明導葉數目增加后模型壓力提高329Pa，軸功率降低1. 2 kW，效率提高6%。彎頭加折板式消聲器的組合消聲結構，不僅能夠有效的改變氣流流通方向，增加通道長度，提高空氣動力性噪聲的消聲量，而且節(jié)約空間，組合形式靈活，具有廣泛的應用前景。模擬了軸流風機后導葉改變對風機性能的影響，表明導葉數目減少4 片后全壓提升5. 4 Pa，效率提高0. 8%。

糧食烘干風機利用模擬方法分析了級導葉結構形式對某兩級動葉可調軸流風機性能的影響，表明長短復合導葉對提升軸流風機氣

動性能方面好于單一長度葉片式導葉。糧食烘干風機在流固耦合模擬研究方面，利用CFX 和Ansys 對離心風機葉輪的模擬表明，風機氣動性能基本不變，而較大變形量減少2. 5%，較大等效應力增大3. 6%。失速工況下葉輪的靜力特性，指出氣動力載荷對葉輪的總變形量有顯著的影響，對葉輪等效應力分布的影響較小，糧食烘干風機旋轉工作時的應力及總應變，驗證了在流固耦合作用下風機工作的強度要求。Dhopade模擬了低周疲勞與高周疲勞聯合作用對燃氣輪機葉片結構與氣動性能的影響。通過定期維護，及時檢查和更換風扇滑塊和襯套等易損件，檢查葉柄裝置，潤滑葉柄軸承，旋轉維護液壓缸，清洗油站和更換潤滑油，清洗油冷卻器，調整適當的供油壓力。在考慮葉片和流域相互耦合狀態(tài)下，對大型軸流風機葉片的氣動彈性的模擬表明，考慮氣動彈性的較大應力幾乎是不考慮氣動彈性的較大應力的兩倍，由此證明在葉片安全性評估方面考慮氣動彈性的必要性。綜上所述，目前對于軸流風機的導葉數目改變研究只關注其氣動性能，而對于葉輪靜力結構和振動情況研究較少。

因此，本文研究對象為某電廠660 MW 機組配套的動葉可調軸流一次風機，借助Fluent 軟件對其內部流場進行數值模擬，并借助Workbench 流固耦合模塊對葉片進行靜力分析和預應力下的模態(tài)分析，對導葉數目改變前后的葉輪安全性進行評估，為風機生產和改造提供參考依據。進出口流量殘差小于10－5，各方向的速度及k、ε等參數的殘差小于10－4，認為當前計算達到收斂要求。

由于糧食烘干風機動葉片是扭曲葉片，網格單元選用帶含有10 個中間節(jié)點的四面體實體單元Solid187。分別采用20 萬、30 萬、55 萬和60 萬網格計算后，選擇設定單元大小15 mm，生成網格單元數量為30萬、節(jié)點數量45 萬，在計算時間和計算精度上為合適。對策：控制空氣預熱器出口排煙溫度不低于制造廠規(guī)定的較低溫度，防止低溫腐蝕和運行空氣預熱器冷端部件堵塞。對葉片葉根部位施加固定約束，葉片整體施加離心力慣性載荷，對糧食烘干風機葉片表面施加氣動壓力載荷，其中氣動壓力載荷是流體計算得到的壓力數據，采用流固弱耦合的方式加載到葉片表面，，在模擬糧食烘干風機運行范圍內，模擬所得全壓、效率與試驗樣本值的平均偏差分別為4. 2%、1. 8%，特別是在設計流量下為3. 4%和2. 2%，由此可確保數值模擬的真實可靠性，模擬結果可反映該風機的實際運行狀況，并且可以用于進一步固體域的流固耦合模擬計算。

糧食烘干風機的導葉數目改變后整體上不影響風機性能的變化趨勢，全壓隨流量增大而減小，效率呈現先增后減的變化。q v表示風機體積流量，導葉數目減少時，在qv ＜ 90 m3 /s 時全壓均得到提高，在高于此流量時僅方案二全壓低于原風機，其中在導葉數目減少后，流量越小提升作用越明顯，方案三在qv = 80 m3 /s時，全壓提升效果明顯，提升數值為141 Pa。在第1個葉輪的旋轉作用下，糧食烘干風機氣流的動能和壓力勢能增加，并迅速流向第二個葉輪，第二個葉輪可以加速，以獲得更高的能量。糧食烘干風機導葉數目增加時，在qv ＜ 85 m3 /s 時，方案四至六全壓得到有效提升，而qv ＞ 85 m3 /s 時，僅有方案四全壓得到提升。

比較兩種葉輪的固有頻率，糧食烘干風機葉片角度可調的葉輪的頻率略高于葉片角度固定的葉輪。這是因為葉片角度可調葉輪具有角度調節(jié)機構，其輪轂稍寬，整體質量大于葉片角度固定葉輪。模態(tài)質量反映了質量數對模態(tài)形狀的影響。在壓力損失要求不高時，增大消聲片的排片角度，有利于增加消聲量。葉片角度可調的葉輪的模態(tài)質量較大，激振點和響應點的模態(tài)值大于葉片角度固定的葉輪。模態(tài)剛度和阻尼系數基本相同，對應的振幅較大，糧食烘干風機葉片角度可調的葉輪的模態(tài)變形大于之前獲得的葉片角度可調的葉輪的模態(tài)變形。關于一致性。

糧食烘干風機配套電機為高壓隔爆型三相異步電動機，額定轉速2900r/min（48.33r/s），可調速。因此，當電機在額定工況下運行時，勵磁頻率為48.33Hz，避免了兩個葉輪的固有頻率，因此在額定工況下葉輪不會產生共振。隨著機組容量的增加，引風機作為火力發(fā)電廠的重要輔機設備，其糧食烘干風機運行性能直接影響著機組的安全穩(wěn)定與經濟性運行。但是，需要注意的是，在調整電機轉速時，在上述葉輪固有頻率下，應盡量避免電機頻率。

（1）考慮到礦山巷道開挖中不同掘進深度所需的風量和壓力的差異，為避免淺層掘進深度的高風量和壓力影響井下人員的正常作業(yè)，造成不必要的功耗，在葉輪上增加葉片角度調節(jié)模塊。通過調節(jié)葉片角度來控制風量和壓力的機構。

（2）糧食烘干風機利用ANSYS對兩種不同的葉輪結構進行了自由模態(tài)計算和分析。在葉輪結構的每一級前后，都增加了葉片角度調節(jié)機構。兩個葉輪陣列顯示了從葉片頂部到根部的彎曲變形和葉片兩側的扭轉變形。n/60，其中m為動葉片數，n為風機轉速，風機兩級葉片數為14和10，兩級葉片通過頻率分別為676。由于角度可調結構的葉片材料剛度小，變形稍大，存在葉根。扭轉變形小。