轴流风机是电站重要的辅助设备,其运行状况直接关系到电站的安全与经济运行。风机在小流量运行过程中会出现旋转失速、喘振等失稳现象,影响风机的安全运行。轴向间距作为风机重要的结构参数,研究其对失速先兆诱发的影响机理具有重要的理论意义和工程价值。本文基于节流阀模型,对某电站两级动叶可调式轴流风机的非定常失速过程进行了三维数值模拟。分析了不同轴向间距下风机失速先兆的起始位置、表现形式及三维非定常失速演化过程,并进一步揭示轴向间距对失速先兆诱发的影响机制。研究结果表明:风机稳定运行范围随着轴向间距的缩小得到拓宽;不同轴向间距下,失速先兆均在第二级动叶轮内首先出现,且失速先兆表现形式相同,均为突尖型。轴向间距增大时,失速先兆从第二级动叶传播至第一级动叶时间变长;研究发现轴向间距对叶顶间隙分离涡的产生具有重要影响,轴向间距较小时,分离涡主要由相邻流道的泄漏流绕过尾缘附近反向流入流道并与主流相互作用形成。轴向间距较大时分离涡的形成主要与叶顶间隙的泄漏流有关。本文对单级轴流风机的失速先兆诱发机理及气动噪声特性展开进一步的研究。研究结果表明:叶顶间隙泄漏流沿压力面向吸力面流出,与主流相互掺杂作用,在流道内产生三维泄漏涡,泄漏涡逐渐增大,并沿径向和周向移动,这与两级轴流风机大间距下形成失速先兆方式相同;风机稳定运行时声压随时间规律性波动,风机内噪声主要是基频噪声。进入失速发展段,低频段离散噪声增加,该频段噪声以具有离散峰值特征的旋转噪声为主。