防止喘振兩類：

01

軸流式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，除采用一些變工況性能好的葉型，如大圓頭葉型、相關(guān)的葉型和葉柵參數(shù)、從保持變工況性能好出發(fā)，選擇相關(guān)的級(jí)的氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)（如反動(dòng)度、流量系數(shù)、輪轂比等）等外，還應(yīng)根據(jù)壓縮機(jī)用途帶來(lái)的工況特點(diǎn)而選擇合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。例如，對(duì)運(yùn)輸式燃?xì)廨啓C(jī)裝置的多級(jí)軸流式壓氣機(jī)，轉(zhuǎn)速降低時(shí)壓氣機(jī)流量也減少，于是前幾級(jí)的φ1z 就減小，正沖角i 增加，工況點(diǎn)向喘振邊界靠近，一般來(lái)說(shuō)，低速時(shí)，會(huì)先出現(xiàn)喘振。而對(duì)最后幾級(jí)來(lái)說(shuō)，情況則相反，因?yàn)榍懊婕?jí)由于轉(zhuǎn)速降低而壓比降低，致使氣流密度迅速降低，因此流量系數(shù)反而增加，沖角減小，工況點(diǎn)移向阻塞限。由于后面級(jí)的阻塞更加重了前面級(jí)的氣流脫離現(xiàn)象。針對(duì)如上情況在設(shè)計(jì)時(shí)，在級(jí)分配加功量時(shí)很有必要減輕前面級(jí)和后面級(jí)的加功量，而加大工況變化較小的中間級(jí)負(fù)載。

離心式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)上采取的措施與軸流式相類似，一是在氣動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇上，如采用后彎式葉輪，無(wú)葉擴(kuò)壓器，出口寬度減窄的無(wú)葉擴(kuò)壓器，葉輪葉片進(jìn)口邊適當(dāng)加厚等；二是在設(shè)計(jì)時(shí)采用導(dǎo)葉可調(diào)機(jī)構(gòu)或者增設(shè)專用噴嘴，以便運(yùn)行需要時(shí)，將部分氣流從葉輪出口引噴入到葉輪入口，改變?nèi)~輪入口氣流的預(yù)旋，抑制喘振發(fā)生。在軸流式壓縮機(jī)上行之有效的機(jī)匣處理技術(shù)，也可以應(yīng)用到離心式壓氣機(jī)，如對(duì)半開(kāi)式離心式葉輪，在輪蓋側(cè)靠近葉輪入口處機(jī)殼上開(kāi)設(shè)軸向斜槽和在葉輪出口無(wú)葉過(guò)渡段機(jī)殼上開(kāi)設(shè)環(huán)形縫隙與一容積腔相連等。

02

第二類方法中除了已提到的軸流式壓縮機(jī)靜葉可調(diào)和離心式壓縮機(jī)的導(dǎo)葉可調(diào)外，比較普遍的是采用防喘裝置。一方面設(shè)法在管網(wǎng)流量減少過(guò)多時(shí)增加壓縮機(jī)本身的流量，始終保持壓縮機(jī)在大于喘振流量下運(yùn)轉(zhuǎn)；另一方面就是控制管網(wǎng)的壓力比和壓縮機(jī)的進(jìn)、出口壓比相適應(yīng)，而不至高出喘振工況下的壓比。圖1示意表明，當(dāng)管網(wǎng)需要的流量Ga 減少到壓縮機(jī)喘振流量時(shí)，旁通閥打開(kāi)，讓一部分氣體回流到入口 ，使實(shí)際通過(guò)壓縮機(jī)的流量為G，大于喘振流量，防止喘振發(fā)生，它常應(yīng)用于工業(yè)離心式壓縮機(jī)。

對(duì)軸流式壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，除了在連接管上采取放氣措施外，還常采用級(jí)間放氣和雙轉(zhuǎn)子等防喘方法，放氣孔用放氣鋼帶或閥門控制。打開(kāi)放氣孔，使放氣孔前級(jí)的流量加大，防止前幾級(jí)的喘振發(fā)生，改善流動(dòng)條件，提高前幾級(jí)的效率和壓比。在低轉(zhuǎn)速時(shí)壓縮機(jī)的壓比低，通過(guò)末級(jí)的體積流量比較大，打開(kāi)中間級(jí)放氣孔，減小后面幾級(jí)的體積流量，還可以防止后面幾級(jí)的氣流阻塞。當(dāng)然這種防喘方法和管網(wǎng)放氣法一樣，把一部分氣體放掉，顯然是不經(jīng)濟(jì)的。不過(guò)這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，在低轉(zhuǎn)速、小流量的情況下，能有效地防止喘振，故常被采用。

一般軸流式壓縮機(jī)壓比不超過(guò)4~4.5時(shí)，不需要在壓縮機(jī)上設(shè)專門防喘裝置，當(dāng)壓比為6~7時(shí)就需要采用中間級(jí)放氣。當(dāng)壓比更高，僅采用上述措施，已無(wú)法有效防止喘振發(fā)生，必須采用雙轉(zhuǎn)子法（圖3）。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子分為高壓和低壓兩部分，分別與驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子相連，具有不同轉(zhuǎn)速。這樣每部分的壓比降低，可以得到較好的級(jí)間協(xié)調(diào)關(guān)系。另外，通過(guò)改變轉(zhuǎn)速來(lái)改變圓周速度，減小進(jìn)氣沖角，改善流動(dòng)條件。例如低轉(zhuǎn)速、小流量時(shí)，低壓部分轉(zhuǎn)子容易發(fā)生喘振，可相對(duì)減小低壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速以減小圓周速度u，使正沖角減小 ，防止喘振發(fā)生，而高壓轉(zhuǎn)子相對(duì)適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速，加大u，使負(fù)沖角不過(guò)大避免高壓級(jí)的阻塞現(xiàn)象。由于這個(gè)方法比較有效，在多級(jí)高壓比軸流式壓縮機(jī)中已廣泛采用。