专用风机降噪原理和穿孔模型

降噪原理在风机运行过程中，专用风机，产生的主要噪声是机械噪声和空气动力噪声。其中，专用风机机械噪声主要包括电机噪声、结构振动噪声等。优化结构以降低机械噪声是必要的。空气动力噪声按产生原因可分为旋转噪声和涡流噪声。旋转噪声是由叶片与气流相互作用引起的压力波动引起的。它也被称为离散噪声或叶片通过频率噪声。产生涡流噪声的主要原因是由于阻力引起的叶片边界层涡流、随主流沿叶片后缘脱落的涡流和叶尖放电。专用风机叶片穿孔减噪是应用穿孔射流***非工作面涡流和分离的原理。当边界层流体的动能能够克服叶片表面的摩擦力时，叶片表面可能形成回流。回流被主流气体带走，导致涡流脱落。涡流以噪声的形式不断地产生和释放出大量的能量。当叶片穿孔时，部分叶片工作面气流流向非工作面，非工作面气流获得更多动能，克服叶片表面的摩擦，***涡流的产生和脱落。

（1）专用风机叶顶间隙超差对失速点压力偏差和风机效率偏差有显著影响。

（2）叶顶间隙与失速点压力偏差的相关系数为-0.99，木材烘干专用风机，即叶顶间隙越大，失速点负压偏差越大，实际失速线向下偏离理论失速线的程度越严重。

（3）叶尖间隙与效率偏差的相关系数为-0.93。

叶尖间隙与效率也有很强的相关性，也就是说，叶尖间隙越大，负效率偏差越大。以叶片角度可调、叶片角度固定的对旋轴流风机叶轮为研究对象，建立了两种叶轮的三维模型，并引入ANSYS进行计算模型分析。得到了两个专用风机叶轮的前六种振型。叶片变形量较大，烘干机专用风机，尤其是叶片顶部，通过角度调节机构，叶片变形量略有增加。利用LMS模态试验软件得到了两个叶轮的前六个固有频率。通过比较发现，叶片角度调节机构使叶轮的固有频率略有增加，专用风机叶轮的固有频率避开了电机的频率，在正常运行时不产生共振。叶轮是旋转轴流风机的重要部件。其安全性和可靠性直接影响到风机的正常运行。一方面，叶轮的模态分析可以得到结构的固有频率，使叶轮的工作频率远离其固有频率，有效地避免了共振引起的疲劳损伤；另一方面，可以得到叶轮机构在不同频率下的振动模态。变形较大的区域可能出现裂纹、松动、零件损坏等，变形较小。该地区在工作中相对稳定。

专用风机利用模拟方法分析了第1级导叶结构形式对某两级动叶可调轴流风机性能的影响，表明长短复合导叶对提升轴流风机气

动性能方面好于单一长度叶片式导叶。专用风机在流固耦合模拟研究方面，利用CFX 和Ansys 对离心风机叶轮的模拟表明，风机气动性能基本不变，而较大变形量减少2. 5%，较大等效应力增大3. 6%。失速工况下叶轮的静力特性，指出气动力载荷对叶轮的总变形量有显著的影响，对叶轮等效应力分布的影响较小，专用风机旋转工作时的应力及总应变，验证了在流固耦合作用下风机工作的强度要求。Dhopade模拟了低周疲劳与高周疲劳联合作用对燃气轮机叶片结构与气动性能的影响。在考虑叶片和流域相互耦合状态下，烘干专用风机，对大型轴流风机叶片的气动弹性的模拟表明，考虑气动弹性的较大应力几乎是不考虑气动弹性的较大应力的两倍，由此证明在叶片安全性评估方面考虑气动弹性的必要性。综上所述，目前对于轴流风机的导叶数目改变研究只关注其气动性能，而对于叶轮静力结构和振动情况研究较少。

因此，本文研究对象为某电厂660 MW 机组配套的动叶可调轴流一次风机，借助Fluent 软件对其内部流场进行数值模拟，并借助Workbench 流固耦合模块对叶片进行静力分析和预应力下的模态分析，对导叶数目改变前后的叶轮安全性进行评估，为风机生产和改造提供参考依据。

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