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轴向间距对矿用对旋风机旋转失速性能的影响

2023-10-18



本论文创新点



(1)研究了轴向间距对矿用对旋风机失速性能的影响,揭示了不同轴向间距时失速起始扰动的发生与发展机理,探究了轴向间距对风机失速起始扰动首发位置、表现形式和发展过程的影响规律。

(2)分析了引起对旋风机内部失速起始扰动首发位置变化的内在原因,揭示了轴向间距对对旋风机旋转失速性能的影响规律。

题 目



轴向间距对矿用对旋风机旋转失速性能的影响

作 者



陈庆光,徐延辉,张祯江,郭武

单 位



山东科技大学 机械电子工程学院


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摘   要



矿用对旋风机在小流量工况运行时极易出现旋转失速现象,严重影响其运行稳定性。采用SST k-ω湍流模型,对一台FBCDZ-10-No20型对旋风机在五种轴向间距下全流道内的非定常流动进行数值模拟,研究了轴向间距对对旋风机失速过程的影响,揭示了不同轴向间距时的失速起始与发展机理。结果表明:轴向间距对失速起始扰动的首发位置、表现形式和发展过程都具有显著影响。对于70 mm和100 mm两种轴向间距,失速起始扰动均首发于前级叶顶,随后在两级叶轮之间的动-动干涉作用下,后级叶顶也出现失速起始扰动,但与 70mm的轴向间距相比,当轴向间距为100 mm时,动-动干涉效应相对较弱,使得后级出现失速起始扰动需要更长的时间。对于140 mm、170 mm和225 mm三种轴向间距,失速起始扰动均是首先发生在后级叶根区域,不同的是140 mm间距时,前级叶顶泄漏流不能完全随主流流出通道,而是形成了局部叶顶堵塞区;而对于170 mm和225 mm两种间距,前级叶顶则几乎没有堵塞区,最终仅在后级形成了成熟的失速涡团。随着轴向间距的增大,由前级叶顶泄漏流发生前缘溢流及尾缘反流形成的堵塞区逐渐缩小,而由后级叶根吸力面径向涡流形成的堵塞区则逐渐增大,当前级叶顶泄漏流无法形成堵塞区时,失速类型就由前级叶顶泄漏流诱发的“突尖型”转变为由后级叶根径向涡流诱发的“局部喘振型”。









作者简介





    
陈庆光

教授

博士生导师


陈庆光,男,1969年8月生,山东临沂人,中共党员,工学博士、教授、博士生导师,现任山东科技大学机械电子工程学院机电教工党支部书记,主要从事工程流体力学、矿山流体机械及工程方面的教学与科研工作,中国机械工程学会高级会员、中国空气动力学会会员。国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金项目评审专家,山东省、广东省、河北省、河南省科学技术奖和自然科学基金项目评审专家,International Journal of Thermal Sciences、Advances in Mechanical Engineering、Journal of Vibroengineering、Heat Transfer Research、机械工程学报(中、英文版)、北京航空航天大学学报、振动与冲击、煤炭科学技术等国内外学术期刊审稿专家,噪声与振动控制期刊编委。




研究方向




高性能流体机械的研究开发、矿用通风机安全与节能技术、工业噪声与振动控制技术

主要成果




主持和参与完成国家自然科学基金、中国博士后科学基金、教育部科学研究重点项目、山东省自然科学基金等项目11项;获省部级科技进步二等奖2项、三等奖3项;在国内外重要学术期刊和国际会议发表论文100余篇,被SCI、EI收录40余篇;出版著作和教材6部,主讲的《高等流体力学》2021年获批山东省研究生课程思政示范课程,2021年获山东科技大学“教书育人楷模”荣誉称号。



引用格式




陈庆光,徐延辉,张祯江,等. 轴向间距对矿用对旋风机旋转失速性能的影响[J]. 煤炭科学技术,2023,51(9):242−250.

CHEN Qingguang,XU Yanhui,ZHANG Zhenjiang,et al. Effect of axial spacing on rotating stall performance of FBCDZ-10-No20 contra-rotating fan[J]. Coal Science and Technology,2023,51(9):242−250

END

责任编辑:宫在芹

设计排版:冯春晖

审       核常   琛


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