煤炭科学技术

作者：陈庆光, 徐延辉, 郭武, 张祯江,

关键词：对旋风机, 轴向间距, 失速起始, 叶顶泄漏流, 径向涡流,

对旋风机在小流量工况运行时容易出现失速甚至喘振等不稳定现象，为研究轴向间距对对旋风机失速起始及其发展与传播过程的影响，采用Shear Stress Transport(剪切应力输运)k-ω湍流模型，对一台FBCDZ-10-No20型对旋风机全通道内的非定常流动进行数值模拟，探究了2种轴向间距下对旋风机的失速发展过程。结果表明：轴向间距对对旋风机失速起始及发展过程具有显著影响。在失速起始阶段，当对旋风机两级叶轮的轴向间距为170 mm时，失速起始扰动首先发生于后级叶根吸力面的尾缘区域，之后扰动沿径向从叶根向叶顶发展，沿周向向某个叶片通道聚集，导致该叶片通道堵塞，从而引起对旋风机失速；当轴向间距为70 mm时，失速起始扰动先后发生于前、后级的叶顶区域，之后扰动逐渐增强，最终发生失速。在完全失速阶段，轴向间距对于失速涡团沿周向、轴向及径向的传播都具有显著影响。轴向间距为170 mm时对旋风机进入单涡团全叶高失速，失速涡团沿轴向传播范围限于后级叶轮区域，沿周向以33.3%的后级转速旋转；轴向间距为70 mm时对旋风机进入多涡团部分叶高失速，失速涡团先后在两级叶轮叶顶区域产生，沿轴向向上、下游传播，沿径向分散于各叶片通道的70%叶高以上区域。由于两级叶轮轴向间距的改变，引起了对旋风机的失速起始扰动类型发生了由“局部喘振型”向“突尖型”的转变。

来源：2023年第6期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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