针对风机叶轮在旋转时发生耦合振动的问题,以离心式风机叶轮为研究对象,采用κ-ε湍流模型及振动力学理论,对叶轮周围流场及模态进行分析,得到不同转速下离心式风机内部流场的压力及速度分布情况。结果表明:受压较大区域分布在风机出口周围,叶轮中心速度较小,沿径向方向速度逐渐增大;随着转速增大,叶轮前4阶模态逐渐降低,后2阶模态逐渐增高。所得结论为风机叶轮的使用工况及优化设计提供了参考。

基于离心式风机的间隙，首先研究了不同湍流模型对数值计算结果的影响，并将其与试验测量值进行对比，发现 SST 模型与试验误差小于3％。接着利用该模型分别模拟了间隙为4、6和8 mm 时，风机内部的流场特性，并对其进行了系统的分析。研究结果表明：随着气体流量的增加，泄露量的增加量存在一个特定的拐点，拐点前泄露量的增幅缓慢，拐点后泄露量急剧增加；径向间隙越大，相同流量下的泄漏量越大，但是拐点之前间隙大小对泄漏量的影响较小；随着径向间隙的增大，泄漏增加的趋势越明显。此外，还验证了径向间隙只能调整风机的静压效率，而不能改变静压效率曲线趋势。