比较两种叶轮的振动模态，可以看出，每种叶片的低阶模态都表现出从叶片顶部到根部的弯曲变形，高阶模态是叶片两侧的扭转变形。轴流风机叶轮各级的形状变形和较大变形都在叶片顶部，叶片角度可调的叶轮的叶片变形相对较大，因为其材质为尼龙66，刚度小于Q235，更容易变形。叶片角固定叶轮的叶根与轮毂固定，因此叶根与轮毂相对稳定，基本无变形。由于叶片角度可调叶轮增加了角度调节机构，使得叶根弯曲变形和扭转变形较小。轴流风机实验采用了力锤激励、加速度传感器采集信号、LMS数据采集与处理等方法。该测试的主要过程包括：支持被测对象、选择激励方案、布置传感器、确定输入通道、建立测试模型和与通道相关、确定分析带宽、测量和保存数据。由于轮毂变形基本为0，轴流风机叶轮通过柔性弹性绳悬挂在轮毂上进行测量。振动方式选择力锤激振，固定锤击点，高温高湿轴流风机，移动传感器测量。由于叶片的明显变形，防腐轴流风机，每个叶片顶部和根部有两个测量点，叶片下方轮毂有一个测量点，每个叶轮有50个测量点。建立合适的圆柱坐标系，测量各测点的相对坐标，建立测试模型。传感器布置完毕后，测试通道与模型中相应的测量点相关联。通过力锤激励收集数据。同样的方法依次测量每个叶轮的50个测量点。在PolyMax输入模块中选择已有的fr集，在高层稳态图中选择符号较多的列，即阻尼频率、频率和模向量稳定性。

本文根据已经完成的一种基于欧拉方程外加源项的模型来计算预测大小动叶可调轴流风机的气动性能，主要采用损失和落后角模型用来考虑叶片排和摩擦对气流的影响，并用堵塞因子修正环壁附面层堵塞影响。根据在风机安装角未发生改变时的实验性能，高温轴流风机，优化模型中的损失系数和落后角系数使得计算结果和实验计算相近。改变动叶可调风机的安装角后，本模型预测得到的该风机在安装角变化( 10°， 5°，－ 5°，－ 10°) 的性能曲线与实验结果误差小于2%。结果表明轴流风机模型使用经过优化后的损失和落后角模型能快速准确地预测出该动叶可调轴流风机在全工况下的气动性能。

在实际的轴流风机叶轮机械中，气体的流动是一种十分复杂的、非定常的、全三维的流动。为了提高程序的计算速度，需要做出如下假设: 气体为完全气体; 流场为轴对称; 不考虑径向变化，流场沿叶片中弧线。

在轴流风机的数值计算中，本文采用Stratford 的模型对环壁边界层进行模拟。环壁边界层会沿壁面产生位移厚度，该模型假设位移厚度是沿着叶片排连续分布的，同时端壁边界层和叶尖间隙漏流发生的总压损失也包含在三维总压修正系数3D中，该模型能够计算得出比较合理的堵塞因子。

导叶数目减少时轴流风机效率明显高于导叶数目增加时的风机效率; 在导叶数目减少的方案中，在qv ＜ 87. 5 m3 /s 时全压全部高于原风机，在高于此流量时提升效果仅方案二比原风机效率稍高，其余方案略低于原风机，在设计流量82. 5 m3 /s 时，轴流风机，方案三的效率提升效果好，提升比例为0. 46 个百分点; 在流量低于设计流量时，方案四至六效率高于原风机，高于设计流量时风机效率低于原风机，且随流量增大，效率下降速度加快。从性能比较上可以看出，方案三表现出优于原风机的性能，所以下文主要针对方案三和原风机进行流固耦合模拟研究。

轴流风机轴功率Psh定义为单位时间内原动机传递给风机轴上的能量，其大小可反映轴流风机的能耗。因此导叶数目改造对于经济性的影响可通过轴功率来考察，图5 为原风机和方案三轴功率比较。可以看出方案三比原风机轴功率有少许增加且变化不大，这也与方案三全压提升做功能力增强有密切关系。

轴流风机静力结构特性

在旋转机械中，叶片结构强度和振动直接关系到其安全运行，其取决于叶片表面的气动载荷和本身固有的力学性能。而仅对流体域进行研究还不能完全确定导叶数目变化是否对风机固体域产生影响，为此利用ANSYS Workbench 软件将流场压力数据加载到动叶片表面，对风机动叶进行了单向流固弱耦合，来研究导叶数目变动后动叶等效应力、总变形及振动的变化。

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