旋轉(zhuǎn)失速與喘振

2022年10月10日 10:22:57人氣：1862來源：北京拓普瑞晟測控技術(shù)有限公司

　　旋轉(zhuǎn)失速是壓縮機(jī)中最常見的一種不穩(wěn)定現(xiàn)象。當(dāng)壓縮機(jī)流量減少時，由于沖角增大，葉柵背面將發(fā)生邊界層分離，流道將部分或全部被堵塞。這樣失速區(qū)會以某速度向葉柵運動的反方向傳播。

　　實驗表明，失速區(qū)的相對速度低于葉柵轉(zhuǎn)動的絕對速度。因此，我們可以觀察到失速區(qū)沿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向以低于工頻的速度移動，故稱分離區(qū)這種相對葉柵的旋轉(zhuǎn)運動為旋轉(zhuǎn)失速。

　　旋轉(zhuǎn)失速使壓縮機(jī)中的流動情況惡化，壓比下降，流量及壓力隨時間波動。在一定轉(zhuǎn)速下，當(dāng)入口流量減少到某一值時，機(jī)組會產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)失速。強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)失速會進(jìn)一步引起整個壓縮機(jī)組系統(tǒng)的一種危險性更大的不穩(wěn)定的氣動現(xiàn)象，即喘振。此外，旋轉(zhuǎn)失速時壓縮機(jī)葉片受到一種周期性的激振力，如旋轉(zhuǎn)失速的頻率與葉片的固有頻率相吻合，則將引起強(qiáng)烈振動，使葉片疲勞損壞造成事故。

　　旋轉(zhuǎn)失速嚴(yán)重時可以導(dǎo)致喘振，但二者并不是一回事。喘振除了與壓縮機(jī)內(nèi)部的氣體流動情況有關(guān)之外，還同與之相連的管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作特性有密切的聯(lián)系。

　　壓縮機(jī)總是和管網(wǎng)聯(lián)合工作的，為了保證一定的流量通過管網(wǎng)，必須維持一定壓力，用來克服管網(wǎng)的阻力。機(jī)組正常工作時的出口壓力是與管網(wǎng)阻力相平衡的。但當(dāng)壓縮機(jī)的流量減少到某一值時，出口壓力會很快下降，然而由于管網(wǎng)的容量較大，管網(wǎng)中的壓力并不馬上降低，于是，管網(wǎng)中的氣體壓力反而大于壓縮機(jī)的出口壓力，因此，管網(wǎng)中的氣體就倒流回壓縮機(jī)，一直到管網(wǎng)中的壓力下降到低于壓縮機(jī)出口壓力為止

　　這時，壓縮機(jī)又開始向管網(wǎng)供氣，壓縮機(jī)的流量增大，恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。但當(dāng)管網(wǎng)中的壓力又回到原來的壓力時，壓縮機(jī)的流量又減少，系統(tǒng)中的流體又倒流。如此周而復(fù)始產(chǎn)生了氣體強(qiáng)烈的低頻脈動現(xiàn)象——喘振。

　　喘振故障的識別特征：

　?、佼a(chǎn)生喘振故障的對象為氣體壓縮機(jī)組或其它帶長管道、容器的氣體動力機(jī)械；

　　②喘振發(fā)生時，機(jī)組的入口流量小于相應(yīng)轉(zhuǎn)速下的最小流量；

　　③喘振時，振動的幅值會大幅度波動；

　?、艽駮r，振動的特征頻率一般在1～15Hz之內(nèi)；與壓縮機(jī)后面相聯(lián)的管網(wǎng)及容器的容積大小成反比；

　?、輽C(jī)組及與之相連的管道等附著物及地面都發(fā)生強(qiáng)烈振動；

　?、蕹隹趬毫Τ蚀蠓鹊牟▌?；

　?、邏嚎s機(jī)的流量呈大幅度的波動；

　?、嚯姍C(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)組的電機(jī)電流呈周期性的變化；

　?、岽駮r伴有周期性的吼叫聲，吼叫聲的大小與所壓縮氣體的分子量和壓縮比成正比。

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