对旋轴流风机作为一种通用设备,具有结构紧凑、易于拆卸和维护等优点,被广泛应用于煤矿和隧道工程、石油和化工生产等领域。对于矿用对旋式主通风机来说,改变两级动叶片的安装角是调节其性能参数以满足不同工况要求的主要方式之一,因此两级动叶安装角的调节和匹配非常重要,否则极易在气固耦合作用下出现低效运行的情况,甚至影响通风设备运行的安全性。因此研究在气固耦合作用下动叶安装角对通风机动力性能的影响具有重要意义。本文以FBCDZ-10-No20型压入式矿用对旋主通风机为研究对象,在两级动叶不同的安装角条件下,对风机内流特性进行数值模拟,并基于气固耦合计算对两级叶轮进行静力特性和动力特性分析,揭示了动叶安装角对对旋风机内流特征和叶片气固耦合动力性能的影响。首先,对两级动叶安装角分别为β=-3°、0°和+3°时的对旋风机全流道内的三维流场进行数值模拟,获得风机的基本内部流动特性,并对风机沿轴向和径向的流动进行特性分析。研究结果表明,随着动叶安装角度的增大,两级叶轮对气体的做功能力增强、轴功率增加,后级叶轮增加的幅度大于前级;当动叶安装角增大时,叶片压力面的静压和吸力面的压力梯度都明显增大,后级叶轮的变化幅度大于前级叶轮;当两级动叶安装角均为+3°时,叶片上的静压分布呈现更显著的周向不均匀性。然后,结合单向气固耦合分析方法,对对旋风机的两级叶轮进行了静态特性分析,分析结果表明,当动叶安装角增大时,两级叶轮所受等效应力和总变形量均增大;当考虑气固耦合和离心力载荷协同作用时,两级叶轮所受等效应力和总变形量的最大值均增加,两级叶轮的静力特性受离心力的影响最大;当叶片安装角β=+3°时等效应力值最大,但仍远不及叶片材料的许用应力,表明两级动叶安装角为-3°、0°和+3°时都不会对叶轮结构造成损坏。最后,对对旋风机两级动叶片进行了动态特性分析,分析结果表明,在气固耦合作用下,叶片安装角对叶轮叶片的动力特性影响很小,不同安装角所对应的固有频率和振型分布大致相似;离心力和气动力对叶片动力特性有一定影响,但增加幅度很小,主要以离心力载荷影响为主;三种安装角时的叶片最大总变形均呈现于叶顶区域,零变形区均在叶根与轮毂表面连接处;三种动叶安装角时的叶片共振裕度远超安全裕度范畴,叶片不会引起共振危险。本文从风机的内流特性和两级叶轮叶片动力性能的角度探讨了动叶安装角的改变对矿用对旋主通风机的影响,同时考虑了气流与叶片之间的气固耦合作用,研究成果对于提高矿用对旋主通风机运行的安全性和稳定性具有重要参考价值。