叶轮机械在国民经济、工矿企业中有着广泛的应用，汽轮机和燃气轮机可作为发电设备原动机和各类动力装置。实际机组工作中工况经常变化，各不同工况下机组的气动性能会发生较大改变，同时机组的振动情况也将变化，本文结合试验和数值模拟计算，以部分进汽及可调导叶涡轮为案例分析变工况时涡轮机组的流动性能及振动特性，为如何在变工况下保证涡轮机组有足够的输出功率和较高的效率以及机组的安全性能提供依据。本文对涡轮采用部分进汽时的非定常流动进行数值模拟，通过NUMECA的非定常计算研究了部分进汽时的非定常流动特性，分析了位于叶高中截面上涡轮的气动性能，并研究了不同转速、进汽条件及导叶角度对其影响，结果表明不同的工况下气流攻角绝对值较小的情况下涡轮内部的流动性能较好，机组的效率也较高，研究中也发现双进气道下比单进气道下的效率下降约5%。同时，计算动叶在转动过程中位于不同位置时的激振力，发现在堵塞部分与进汽部分的交界处存在较大的切向压力梯度，造成动叶在转过此部分时受到的轴向力和切向力急剧变化，对动叶强度要求增大，整个叶轮的受力不对称，由此造成的振动将比全周进汽下更为剧烈。研究中还发现，进口总压相同时，部分进汽下的轴向力随转速的上升而增大，切向力则相反；转速相同时，部分进汽下的轴向力及切向力均随进口总压的增大而增大；风机转速及叶轮转速不变时，轴向力随导叶转角由负变正而增大，切向力则相反。对不同工况下的激振力进行傅里叶变换，分析其频谱特性，发现轴向力与切向力基频下谐波分量大小的变化情况与激振力变化一致。为研究不同情况下变工况机组的振动问题，根据部分进汽试验台建立三维有限元模型。根据不同工况将激振力加载至有限元模型，对考察点在各个工况下不同方向的振动进行计算分析，为研究机组振动提供资料。研究发现，同一工况下，机组在各个方向上的振动强弱不一；在不同的工况下，转速、进口总压及导叶角度对激振力引起的振动都有较强的影响；双进气道下振动相比单进气道明显减弱。