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旋轉失速與喘振
更新時間:2022-10-10   點擊次數(shù):1644次
  旋轉失速是壓縮機中最常見的一種不穩(wěn)定現(xiàn)象。當壓縮機流量減少時,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動的絕對速度。因此,我們可以觀察到失速區(qū)沿轉子的轉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運動為旋轉失速。
 
  旋轉失速使壓縮機中的流動情況惡化,壓比下降,流量及壓力隨時間波動。在一定轉速下,當入口流量減少到某一值時,機組會產生強烈的旋轉失速。強烈的旋轉失速會進一步引起整個壓縮機組系統(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,旋轉失速時壓縮機葉片受到一種周期性的激振力,如旋轉失速的頻率與葉片的固有頻率相吻合,則將引起強烈振動,使葉片疲勞損壞造成事故。
 
  旋轉失速嚴重時可以導致喘振,但二者并不是一回事。喘振除了與壓縮機內部的氣體流動情況有關之外,還同與之相連的管道網絡系統(tǒng)的工作特性有密切的聯(lián)系。
 
  壓縮機總是和管網聯(lián)合工作的,為了保證一定的流量通過管網,必須維持一定壓力,用來克服管網的阻力。機組正常工作時的出口壓力是與管網阻力相平衡的。但當壓縮機的流量減少到某一值時,出口壓力會很快下降,然而由于管網的容量較大,管網中的壓力并不馬上降低,于是,管網中的氣體壓力反而大于壓縮機的出口壓力,因此,管網中的氣體就倒流回壓縮機,一直到管網中的壓力下降到低于壓縮機出口壓力為止
 
  這時,壓縮機又開始向管網供氣,壓縮機的流量增大,恢復到正常的工作狀態(tài)。但當管網中的壓力又回到原來的壓力時,壓縮機的流量又減少,系統(tǒng)中的流體又倒流。如此周而復始產生了氣體強烈的低頻脈動現(xiàn)象——喘振。
 
  喘振故障的識別特征:
 
  ①產生喘振故障的對象為氣體壓縮機組或其它帶長管道、容器的氣體動力機械;
 
  ②喘振發(fā)生時,機組的入口流量小于相應轉速下的最小流量;
 
  ③喘振時,振動的幅值會大幅度波動;
 
  ④喘振時,振動的特征頻率一般在1~15Hz之內;與壓縮機后面相聯(lián)的管網及容器的容積大小成反比;
 
  ⑤機組及與之相連的管道等附著物及地面都發(fā)生強烈振動;
 
  ⑥出口壓力呈大幅度的波動;
 
  ⑦壓縮機的流量呈大幅度的波動;
 
  ⑧電機驅動的壓縮機組的電機電流呈周期性的變化;
 
  ⑨喘振時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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