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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FBCDZ-10-No20型对旋风机在5种轴向间距下全流道内的非定常流动进行数值模拟，研究了轴向间距对矿用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、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70 mm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、170、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、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”。
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单位电子工程学院; 山东科技大学
