有哪些原因?qū)е麓癞a(chǎn)生?喘振性能曲線了解嗎?
喘振是一種振動現(xiàn)象,喘振就如同人的喘息一樣的一種振動。為增進大家對喘振的認(rèn)識,本文將對喘振及其產(chǎn)生的原因予以介紹,并闡述喘振的性能曲線。如果你對喘振或是對本文內(nèi)容具有興趣,不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。
一、喘振及其產(chǎn)生原因
喘振(surge)是透平式壓縮機(也叫葉片式壓縮機)在流量減少到一定程度時所發(fā)生的一種非正常工況下的振動。離心式壓縮機是透平式壓縮機的一種形式,喘振對于離心式壓縮機有著很嚴(yán)重的危害。
壓氣機喘振是指氣流沿壓氣機軸線方向發(fā)生的低頻率(通常只有幾赫茲或十幾赫茲)、高振幅(強烈的壓強和流量波動)的氣流振蕩現(xiàn)象。這種低頻率高振幅的氣流振蕩是一種很大的激振力來源,它會導(dǎo)致壓氣機部件的強烈機械振動和熱端超溫。并在很短的時間內(nèi)造成部件的嚴(yán)重?fù)p壞,所以在任何狀態(tài)下都不允許壓氣機進入喘振區(qū)工作。
例如,泵或壓縮機運轉(zhuǎn)中可能出現(xiàn)的喘振過程是:
流量減小到最小值時出口壓力會突然下降,下游管道內(nèi)壓力反而高于出口壓力,于是被輸送介質(zhì)倒流回機內(nèi),直到出口壓力升高重新向管道輸送介質(zhì)為止;當(dāng)管道中的壓力恢復(fù)到原來的壓力時,流量再次減少,管道中介質(zhì)又產(chǎn)生倒流,如此周而復(fù)始。
喘振的產(chǎn)生與流體機械和管道的特性有關(guān),管道系統(tǒng)的容量越大,則喘振越強,頻率越低。產(chǎn)品一般都附有壓力-流量特性曲線,據(jù)此可確定喘振點、喘振邊界線或喘振區(qū)。流體機械的喘振會破壞機器內(nèi)部介質(zhì)的流動規(guī)律性,產(chǎn)生機械噪聲,引起工作部件的強烈振動,加速軸承和密封的損壞。一旦喘振引起管道、機器及其基礎(chǔ)共振時,還會造成嚴(yán)重后果。為防止喘振,必須使流體機械在喘振區(qū)之外運轉(zhuǎn)。在壓縮機中,通常采用最小流量式、流量-轉(zhuǎn)速控制式或流量-壓力差控制式防喘振調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當(dāng)多臺機器串聯(lián)或并聯(lián)工作時,應(yīng)有各自的防喘振調(diào)節(jié)裝置。
二、喘振性能曲線
所謂喘振,就是當(dāng)具有“駝峰”形Q-H性能曲線的風(fēng)機在曲線臨界點以左工作時,即在不穩(wěn)定區(qū)工作時,風(fēng)機的流量和能頭在瞬間內(nèi)發(fā)生不穩(wěn)定的周期性反復(fù)變化的現(xiàn)象。風(fēng)機產(chǎn)生的最大能頭將小于管路中的阻耗,流體開始反方向倒流,由管路倒流入風(fēng)機中(出現(xiàn)負(fù)流量),由于風(fēng)機在繼續(xù)運行,所以當(dāng)管路中壓力降低時,風(fēng)機又重新開始輸出流量,只要外界需要的流量保持小于臨界點流量時,上述過程又重復(fù)出現(xiàn),即發(fā)生喘振。
軸流風(fēng)機性能曲線的左半部具有一個馬鞍形的區(qū)域,在此區(qū)段運行有時會出現(xiàn)風(fēng)機的流量、壓頭和功率的大幅度脈動,風(fēng)機及管道會產(chǎn)生強烈的振動,噪聲顯著增高等不正常工況,一般稱為“喘振”,這一不穩(wěn)定工況區(qū)稱為喘振區(qū)。實際上,喘振僅僅是不穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)可能遇到的現(xiàn)象,而在該區(qū)域內(nèi)必然要出現(xiàn)的則是旋轉(zhuǎn)脫流或稱旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象。這兩種工況是不同的,但是它們又有一定的關(guān)系。軸流風(fēng)機Q-H性能曲線,若用節(jié)流調(diào)節(jié)方法減少風(fēng)機的流量,如風(fēng)機工作點在K點右側(cè),則風(fēng)機工作是穩(wěn)定的。當(dāng)風(fēng)機的流量Q < QK時,這時風(fēng)機所產(chǎn)生的最大壓頭將隨之下降,并小于管路中的壓力,因為風(fēng)道系統(tǒng)容量較大,在這一瞬間風(fēng)道中的壓力仍為HK,因此風(fēng)道中的壓力大于風(fēng)機所產(chǎn)生的壓頭使氣流開始反方向倒流,由風(fēng)道倒入風(fēng)機中,工作點由K點迅速移至C點。但是氣流倒流使風(fēng)道系統(tǒng)中的風(fēng)量減小,因而風(fēng)道中壓力迅速下降,工作點沿著CD線迅速下降至流量Q=0時的D點,此時風(fēng)機供給的風(fēng)量為零。由于風(fēng)機在繼續(xù)運轉(zhuǎn),所以當(dāng)風(fēng)道中的壓力降低倒相應(yīng)的D點時,風(fēng)機又開始輸出流量,
為了與風(fēng)道中壓力相平衡,工況點又從D跳至相應(yīng)工況點F。只要外界所需的流量保持小于QK,上述過程又重復(fù)出現(xiàn)。如果風(fēng)機的工作狀態(tài)按F-K-C-D-F周而復(fù)始地進行,這種循環(huán)的頻率如與風(fēng)機系統(tǒng)的振蕩頻率合拍時,就會引起共振,風(fēng)機發(fā)生了喘振。
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