軸流風機
關注創建者：Titan 流體 創建時間：2020-11-27
軸流風機的視頻教程
軸流風機（旋轉機械）流體仿真在CREO7軟件環境下的操作
軸流風機（旋轉機械）仿真教程主要內容 一、CREO flow analysis 簡介 二、標準版、高級版和黃金版的仿真模塊內容 三、所用模型介紹（設計、制造、使用等角度） 四、操作演 1，操作思路及步驟 2，運動學模塊屬性定義 3，結論報告 4、模型檢查 5，軸流風機（運動學）流體仿真模塊調用 6、結果解讀，動畫渲染 7，現場操作 7.1模塊調用及定義 7.2仿真域創建及屬性定義 7.3界面條件分配
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軸流風機的實例教程
軸流風機以其流量大、啟動力矩小、對風道系統變化適應性強的優勢逐步取代離心風機成為主流。軸流風機有動葉和靜葉2種調節方式。
動葉可調軸流風機通過改變做功葉片的角度來改變工況，沒有截流損失，效率高，還可以避免在小流量工況下出現不穩定現象，但其結構復雜，對調節裝置穩定性及可靠性要求較高，對制造精度要求也較高，易出現故障，所以一般只用于送風機及一次風機。
靜葉可調軸流風機通過改變流通面積和入口氣流導向的方式來改變工況，有截流損失，但其結構簡單，調節機構故障率很低，所以一般用于工作環境惡劣的引風機。
隨著軸流風機的廣泛應用，與其結構特點相對應的振動問題也逐步暴露，這些問題在離心式風機上則不存在或不常見。本文通過總結各種軸流風機異常振動故障案例，對其中一些有特點的振動及其產生的原因進行匯總分析。
一、動葉調節結構導致振動
動葉可調軸流風機通過在線調節動葉開度來改變風機運行工況，這主要依賴輪轂里的液壓調節控制機構來實現，各個葉片角度的調節涉及到一系列的調節部件，因而對各部件的安裝、配合及部件本身的變形、磨損要求較高，液壓動葉調節系統結構如圖1所示。動葉調節結構對振動的影響主要分單級葉輪的部分葉片開度不同步、兩級葉輪的葉片開度不同步及調節部件本身偏心3個方面。
1—碟片；2—調節桿；3—活塞； 4—油缸；5—接收軸；6—控制頭；7—位置反饋桿；8—輸出軸；9—控制滑伐；10—輸入軸；
A—壓力油；B—回油。
圖1 軸流風機液壓動葉調節系統結構
1. 單級葉輪部分葉片開度不同步
單級葉輪部分葉片開度不同步主要是由于滑塊磨損、調節桿與曲柄配合松動、葉柄導向軸承及推力軸承轉動不暢引起的。
展開 軸流就是與風葉的軸同方向的氣流，如電風扇，空調外機風扇就是軸流方式運行風機，其用途非常廣泛。之所以稱為“軸流式”，是因為氣體平行于風機軸流動。軸流風機主要由風機葉輪和機殼組成，結構簡單但是數據要求非常高。軸流式風機通常用在流量要求較高而壓力要求較低的場合，由此軸流風機的氣動性能成為評判其性能優劣的重要指標。
本文即將展示的是某軸流風機的氣動性能優化的全流程介紹。通過對軸流風機的葉片和風道進行調整優化以提高其流量與效率。
01
優化前準備工作：
為了方便對葉片進行調整，建立葉輪的全參數化模型，并將葉片分為六個控制截面來調整參數變化。之后設定參數變化規律或給定算法，在優化軟件中會自動生成不同模型并啟動CFD軟件進行仿真計算。
021
優化目標：PQ性能與效率
模型優化過程中，主要分為風道及葉片的調整，調整內容如下：
031
優化過程：
首先我們在軟件當中建立全參數化的模型，然后優化軟件設置中的參數以及參數變化范圍，接下來與CFD軟件進行耦合，最后進行全自動的性能優化。
展開 為實現上述目的，在消煙除塵車、機側爐頂和裝煤車上增加了三套裝置，技術方案如下：
1、爐頂煙塵收集裝置：
在消煙除塵車上設置爐頂煙塵收集裝置，本裝置主要由爐頂可移動的消煙除塵車、爐頂煙塵收集管道、對接導套、1臺11KW軸流風機組成，軸流風機與燃燒室、爐頂煙塵收集管道、對接導套依次連接，設置在消煙除塵車上，對接導套與爐頂上的對接導套在裝煤時進行對接。在裝煤時，消煙除塵車工作啟動軸流風機，此時大量的煙塵、荒煤氣、粉塵通過機側爐頂上的煙塵收集裝置導入到消煙除塵車的爐頂煙塵收集裝置內，進入燃燒室。
爐頂煙塵收集裝置包括，軸流風機、連接管道、集煙罩、煙塵收集管道Ⅰ、伸縮管道和行走小車；軸流風機一端通過連接管道與集煙罩連接固定，且軸流風機另一端與爐頂導煙車的集塵管路相連；集煙罩與煙塵收集管道Ⅰ通過加強筋焊接固定；煙塵收集管道Ⅰ與伸縮管道之間通過螺栓連接固定；行走小車上設置有與伸縮管道連接的對接導套Ⅰ。
2、煙塵收集裝置：
在機側爐頂每個爐孔上方增加了集塵收集裝置，主要由集塵收集罩、連接管道對接導套組成，集塵收集罩設置在機側爐門上方，通過連接管路連接集塵罩與對接導套，對接導套設置在爐頂上方。
機側煙塵收集裝置包括，用于與行走小車上對接導套Ⅰ連接固定的對接導套Ⅱ和煙塵收集管道Ⅱ；煙塵收集管道Ⅱ前端與對接導套Ⅱ連接，后端設置有伸向焦爐裝煤口的煙塵收集罩；裝煤密封裝置前端設置有爐口煙罩，且爐口煙罩上端設置有用于煙塵收集罩伸入的凹槽；煙塵收集罩側壁向中心收縮形成收口狀。
展開 考慮到吸入氣體的狀態如壓力、溫度、密度等都會引起風機特性曲線的微小變化，因此應考慮一定的安全容量，確保實際工作點不至于太靠近喘振極限，以免發生喘振事故。
七.防喘振控制方案
在風機出口管路設置放空閥。
風機的喘振控制方案通常有多種，最常用的有入口流量控制和風機電流控制。下圖為典型的風機電流防喘振控制方案。當風機的電流達到防喘振控制的限定值時，防喘振閥打開，風機脫離喘振區。
圖6-4 多級離心風機防喘振控制方案圖
第三章 軸流風機
一. 軸流風機的工作原理
氣流由集流器進入軸流風機，經前導葉獲得預旋后，在葉輪動葉中獲得能量，再經后導葉，將一部分偏轉的氣流動能轉變為靜壓能，最后氣體流經擴散筒，將一部分軸向氣流的動能轉變為靜壓能后輸入到管路中。
軸流式風機的橫截面一般為翼剖面。葉片可以固定位置，也可以圍繞其縱軸旋轉。葉片與氣流的角度或者葉片間距可以不可調或可調。改變葉片角度或間距是軸流式風機的主要優勢之一。小葉片間距角度產生較低的流量，而增加間距則可產生較高的流量。
先進的軸流式風機能夠在風機運轉時改變葉片間距（這與直升機旋翼頗為相似），從而相應地改變流量。這稱為動葉可調(VP)軸流式風機。
軸流風機又叫局部通風機，是工礦企業常用的一種風機，安不同于一般的風機它的電機和風葉都在一個圓筒里，外形就是一個筒形，用于局部通風，安裝方便，通風換氣效果明顯，安全，可以接風筒把風送到指定的區域。
圖7-1軸流通風機
二. 軸流風機的結構
1.進氣箱：主要作用是改變氣流方向，同時收斂進氣室，改變氣流流動狀況，使氣流在進入集流器之前更為均勻。
2.集流器：主要作用是使氣流加速，降低流動損失，使氣流能均勻地充滿可調前導葉。
展開 考慮到吸入氣體的狀態如壓力、溫度、密度等都會引起風機特性曲線的微小變化，因此應考慮一定的安全容量，確保實際工作點不至于太靠近喘振極限，以免發生喘振事故。
七.防喘振控制方案
在風機出口管路設置放空閥。
風機的喘振控制方案通常有多種，最常用的有入口流量控制和風機電流控制。下圖為典型的風機電流防喘振控制方案。當風機的電流達到防喘振控制的限定值時，防喘振閥打開，風機脫離喘振區。
圖6-4 多級離心風機防喘振控制方案圖
第三章 軸流風機
一. 軸流風機的工作原理
氣流由集流器進入軸流風機，經前導葉獲得預旋后，在葉輪動葉中獲得能量，再經后導葉，將一部分偏轉的氣流動能轉變為靜壓能，最后氣體流經擴散筒，將一部分軸向氣流的動能轉變為靜壓能后輸入到管路中。
軸流式風機的橫截面一般為翼剖面。葉片可以固定位置，也可以圍繞其縱軸旋轉。葉片與氣流的角度或者葉片間距可以不可調或可調。改變葉片角度或間距是軸流式風機的主要優勢之一。小葉片間距角度產生較低的流量，而增加間距則可產生較高的流量。
先進的軸流式風機能夠在風機運轉時改變葉片間距（這與直升機旋翼頗為相似），從而相應地改變流量。這稱為動葉可調(VP)軸流式風機。
軸流風機又叫局部通風機，是工礦企業常用的一種風機，安不同于一般的風機它的電機和風葉都在一個圓筒里，外形就是一個筒形，用于局部通風，安裝方便，通風換氣效果明顯，安全，可以接風筒把風送到指定的區域。
圖7-1軸流通風機
二. 軸流風機的結構
1.進氣箱：主要作用是改變氣流方向，同時收斂進氣室，改變氣流流動狀況，使氣流在進入集流器之前更為均勻。
2.集流器：主要作用是使氣流加速，降低流動損失，使氣流能均勻地充滿可調前導葉。
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12. “ 電機及軸流風機 ”專利獲批，雙層通風孔設計攻克高溫難題
2025 年 7 月 25 日，安徽皖南電機股份有限公司獲國家知識產權局授權， 取得實用新型專利“ 電機及軸流風機 ”（專利號 CN202421689993.3） 。該 專利在轉子沖片上同軸設置兩層通風孔，利用徑向間隔布局形成強制風冷通 道，顯著降低定轉子溫升，保證電機在高溫環境仍能穩定運行。
根據氣流進入葉輪后的流動方向不同，風機主要分為軸流式風機、離心式風機和斜流（混流）式風機。
直播課程 | 機器學習在振動噪聲與氣動噪聲領域的應用
【干貨】齒輪—Rattle噪聲及嘯叫噪聲的來源（附汽車動力總成NVH解決方案）
【技術帖】軸流風機的氣動性能優化
4 基于溫度場仿真的干式變壓器散熱設計
4.1 模型分析
本研究的對象為干式變壓器，該變壓器安裝在一個封閉的箱體中，這個箱體的安全等級較高，為了保證箱體的空氣流通，讓變壓器的散熱功能保持穩定，需要使用軸流風機，實現將變壓器中的熱空氣進行驅除，利用外側的散熱器實現熱量交換。交換后空氣發生變化，即可實現變壓器的空氣循環。
與離心風機相比，軸流風機有著風量大、能耗低、風壓小等特點，因此電磁爐通常采用軸流風機實現強制對流風冷。風機正下方設有進風格柵，當空氣通過風機進入電磁爐內部后，會分別被聚風板和導風筋導向線圈盤和散熱片，發生熱交換后從出風口排出。
圖1 電磁爐散熱結構物理模型
2.2 網格劃分
電磁爐內部計算域的網格如圖2所示。
某輪空壓機，值班期間檢查發現四 號空壓機聲音異常，低壓端不能正常打氣，高壓端打氣正常，隨即把空壓機停掉，吊低壓端缸蓋發現活塞有裂紋，拆下低壓端缸套，發現缸套布油正常活塞環活動正常，活塞銷小端斷裂，曲拐箱正常，連桿大端軸向串量正常滾珠軸承正常，潤滑情況正常，機油質量未發現大量鐵粉，機油更換正常，油位正常，夏天機艙溫度升高，額外加了兩臺軸流風機吹風。
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由于冷凝風機為低轉速軸流風機，采用ANSYS12.0版本的FLUENT模塊進行流場計算。為了模擬冷凝器對氣流的阻礙，在數值計算過程中，冷凝器處的流動模擬為多孔介質流動［4］。
