本試驗(yàn)選用力錘激勵(lì)，風(fēng)機(jī)采用三向加速度傳感器采集信號，采用SCADAS多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件LMSTESTLAB對采集到的信號進(jìn)行分析和處理。SCADAS多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由LMS公司生產(chǎn)。風(fēng)機(jī)具有和率。它可以采集速度、加速度、力、位移、聲音、扭矩等信號。它是用于振動(dòng)、聲學(xué)和疲勞耐久性測試的硬件。同時(shí)可以與lmstestlab無縫對接，將采集到的信號輸入處理軟件進(jìn)行后處理分析。

初步設(shè)計(jì)了風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)方案。在此基礎(chǔ)上，建立了風(fēng)機(jī)殼體的簡化模型。采用錘擊法進(jìn)行錘擊試驗(yàn)，獲得頻率響應(yīng)信號。然后利用后處理函數(shù)識(shí)別模態(tài)參數(shù)，后得到模態(tài)參數(shù)。在LMSTESTLAB中，烘干機(jī)風(fēng)扇，對風(fēng)機(jī)殼體的三維模型進(jìn)行了簡化。通過建立多個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，盡可能反映殼體的形狀，高溫烘箱風(fēng)機(jī)，在殼體的進(jìn)口、葉輪和出口處設(shè)置48個(gè)圓周試驗(yàn)點(diǎn)，選擇靠近殼體中間位置的點(diǎn)作為錘擊點(diǎn)。風(fēng)機(jī)采用固定錘擊點(diǎn)和移動(dòng)傳感器進(jìn)行測試。錘擊殼體施加瞬時(shí)激勵(lì)。傳感器測量每個(gè)位置的響應(yīng)。從各測點(diǎn)采集數(shù)據(jù)后，在polymax輸入模塊中選擇已有的fr集，在穩(wěn)態(tài)圖中選擇符號較多的列，即阻尼穩(wěn)定的頻率、頻率和模矢量。風(fēng)機(jī)外殼的階振型頻率如表1所示。風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為2900r/min，基頻為48.3Hz，四次諧波頻率為193.2Hz，類似于機(jī)殼的五階振型。應(yīng)優(yōu)化風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，以避免運(yùn)行時(shí)發(fā)生共振。

由于風(fēng)機(jī)動(dòng)葉片是扭曲葉片，網(wǎng)格單元選用帶含有10 個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的四面體實(shí)體單元Solid187。分別采用20 萬、30 萬、55 萬和60 萬網(wǎng)格計(jì)算后，選擇設(shè)定單元大小15 mm，生成網(wǎng)格單元數(shù)量為30萬、節(jié)點(diǎn)數(shù)量45 萬，在計(jì)算時(shí)間和計(jì)算精度上為合適。對葉片葉根部位施加固定約束，葉片整體施加離心力慣性載荷，對風(fēng)機(jī)葉片表面施加氣動(dòng)壓力載荷，其中氣動(dòng)壓力載荷是流體計(jì)算得到的壓力數(shù)據(jù)，采用流固弱耦合的方式加載到葉片表面，在模擬風(fēng)機(jī)運(yùn)行范圍內(nèi)，模擬所得全壓、效率與試驗(yàn)樣本值的平均偏差分別為4. 2%、1. 8%，特別是在設(shè)計(jì)流量下為3. 4%和2. 2%，風(fēng)機(jī)，由此可確保數(shù)值模擬的真實(shí)可靠性，模擬結(jié)果可反映該風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況，并且可以用于進(jìn)一步固體域的流固耦合模擬計(jì)算。

風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉數(shù)目改變后整體上不影響風(fēng)機(jī)性能的變化趨勢，全壓隨流量增大而減小，效率呈現(xiàn)先增后減的變化。q v表示風(fēng)機(jī)體積流量，導(dǎo)葉數(shù)目減少時(shí)，在qv ＜ 90 m3 /s 時(shí)全壓均得到提高，在高于此流量時(shí)僅方案二全壓低于原風(fēng)機(jī)，其中在導(dǎo)葉數(shù)目減少后，流量越小提升作用越明顯，方案三在qv = 80 m3 /s時(shí)，全壓提升效果明顯，提升數(shù)值為141 Pa。風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉數(shù)目增加時(shí)，在qv ＜ 85 m3 /s 時(shí)，方案四至六全壓得到有效提升，而qv ＞ 85 m3 /s 時(shí)，僅有方案四全壓得到提升。

風(fēng)機(jī)以其和易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)已成為燃煤發(fā)電機(jī)組的送、引和一次風(fēng)機(jī)的優(yōu)選。葉片是軸流風(fēng)機(jī)的核心部件，決定風(fēng)機(jī)的性能; 而導(dǎo)葉是軸流風(fēng)機(jī)中重要的流通部件，其氣動(dòng)設(shè)計(jì)直接影響上下游流通部件的特性。研究表明，風(fēng)機(jī)的葉輪機(jī)械內(nèi)的流固耦合現(xiàn)象與流體機(jī)械各種故障的產(chǎn)生有直接關(guān)系。因此借助流固耦合的方法對導(dǎo)葉數(shù)目變化后風(fēng)機(jī)葉片的靜力結(jié)構(gòu)及振動(dòng)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程價(jià)值。導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)、數(shù)目和安裝角度對提高流體機(jī)械的性能、降低風(fēng)機(jī)噪聲和減輕振動(dòng)具有明顯影響。利用試驗(yàn)對軸流泵有無導(dǎo)葉時(shí)的外特性進(jìn)行測試，表明在較優(yōu)工況下導(dǎo)葉可回收的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能約占葉輪出口總能量的15. 7%，驗(yàn)證了導(dǎo)葉對提高能量利用率的作用。

模擬風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉數(shù)

目不同時(shí)泵內(nèi)的壓力脈動(dòng)特征，烘干房排濕風(fēng)機(jī)，指出導(dǎo)葉數(shù)變動(dòng)對導(dǎo)葉區(qū)流域及其下游流域的壓力脈動(dòng)具有一定影響，而對上游葉輪流域的流動(dòng)影響則較小。利用數(shù)值模擬方法對導(dǎo)葉與葉輪匹配進(jìn)行研究，表明導(dǎo)葉數(shù)目增加后模型壓力提高329Pa，軸功率降低1. 2 kW，效率提高6%。模擬了軸流風(fēng)機(jī)后導(dǎo)葉改變對風(fēng)機(jī)性能的影響，表明導(dǎo)葉數(shù)目減少4 片后全壓提升5. 4 Pa，效率提高0. 8%。

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