煤炭科学技术

作者：陈永平, 刘荣华, 陈世强, 刘东, 李洋溢, 王潇,

关键词：对旋轴流通风机, 能量传递过程, 能量转换理论, 流动角, 局部理论全压升, 流动损失,

叶轮旋转将能量传递给风流，如何实现能量高效转化是工程领域内关键问题，掌握叶轮内能量传递过程是实现能量高效转化的前提与基础。为明确通风机叶轮内能量传递机理，以对旋轴流通风机为研究对象，采用数值模拟和试验方法获得了叶轮内部流场。基于叶轮机械能量转换理论，探明了叶轮内风流流动角、轴向速度和叶轮局部理论全压升等参数演变规律，揭示了叶轮内能量演变特性和流动损失过程。结果表明：当流量大于0.7 QBEP（QBEP为最高效率工况）时，前级叶轮效率明显高于后级，在最高效率工况，两级叶轮效率差值约26.5%，当流量等于1.22 QBEP时，效率差值高达66.6%，表明后级叶轮效率偏低是导致通风机整机效率降低的主因；在流动方向，后级叶轮流动损失集中在STL=0～0.3（STL为流动方向叶轮进口到出口的距离），降低该区域的流动损失是提升后级叶轮效率的关键；实际风流全压升曲线驼峰特性是叶轮理论全压升和流动损失共同作用的结果，但主要与前级叶轮出口和后级叶轮入口理论全压有关；流动角在叶展方向急剧减小或增大将引起轴向速度显著减小，进而导致前级叶轮进出口和后级叶轮进口在SPN=0.8～1.0产生回流（SPN为叶展方向轮毂至机壳的距离），最终影响叶轮内理论全压升的大小，因此流动角和轴向速度共同作用并改变叶轮内能量演变规律；两级叶轮局部理论全压升均在叶轮中部区域获得较大提升，而在叶轮进出口区域变化甚微，局部理论全压升增长率是决定叶轮理论全压升大小的关键因素。

来源：2024年第11期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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