喘振發(fā)生的機(jī)理

當(dāng)離心式壓縮機(jī)的操作工況發(fā)生變動(dòng)并偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，如果氣體流量減少則進(jìn)入葉輪或擴(kuò)壓器流道的氣流方向就會(huì)發(fā)生變化。

當(dāng)流量減少到一定程度，由于葉輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)和氣流的連續(xù)性，使這種邊界層分離現(xiàn)象擴(kuò)大到整個(gè)流道，而且由于氣流分離沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向擴(kuò)展，從而使葉道中形成氣流漩渦，再?gòu)娜~輪外圓折回到葉輪內(nèi)圓，此現(xiàn)象稱為氣流旋離，又稱旋轉(zhuǎn)失速。發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離時(shí)葉道中的氣流通不過去，級(jí)的壓力也突然下降，排氣管內(nèi)較高壓力的氣體便倒流回級(jí)里來。瞬間，倒流回級(jí)中的氣體就補(bǔ)充了級(jí)流量的不足，使葉輪又恢復(fù)了正常工作，從而從新把倒流回來的氣體壓出去。這樣又使級(jí)中流量減少，于是壓力又突然下降，級(jí)后的壓力氣體又倒流回級(jí)中來，如此周而復(fù)始，在系統(tǒng)中產(chǎn)生了周期性的氣體振蕩現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為“喘振”。

喘振發(fā)生的原因

①流量

每臺(tái)離心式壓縮機(jī)在不同轉(zhuǎn)速n下都對(duì)應(yīng)著一條出口壓力P與流量Q之間的曲線，如圖所示。

隨著流量的減少，壓縮機(jī)的出口壓力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到該轉(zhuǎn)速下出口壓力時(shí)，機(jī)組進(jìn)入喘振區(qū),壓縮機(jī)出口壓力開始減小，流量也隨之減小，壓縮機(jī)發(fā)生喘振。從曲線上看，流量減小是發(fā)生喘振的根本原因，在實(shí)際生產(chǎn)中盡量避免壓縮機(jī)在小流量的工況下運(yùn)行。

②氣體相對(duì)分子質(zhì)量

如圖所示，離心壓縮機(jī)在相同轉(zhuǎn)速、不同相對(duì)分子質(zhì)量下恒壓進(jìn)行的曲線，從曲線中可以看出，在恒壓運(yùn)行條件下，當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量M=20的氣體發(fā)生喘振時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量為M=25和M=28的氣體運(yùn)行點(diǎn)還遠(yuǎn)離喘振區(qū)。因此，在恒壓運(yùn)行工況下，相對(duì)分子質(zhì)量越小，越容易發(fā)生喘振。

③入口壓力

如圖所示，壓縮機(jī)的入口壓力P1>P2>P3，在壓縮機(jī)恒壓的運(yùn)行工況下，入口壓力越低，壓縮機(jī)越容易發(fā)生喘振，這也是入口過濾器壓差增大時(shí)，要及時(shí)更換濾網(wǎng)的原因。

④入口溫度

如圖所示，恒壓恒轉(zhuǎn)速下進(jìn)行的離心式壓縮機(jī)在不同入口氣體溫度時(shí)的進(jìn)行曲線，從曲線上可以看出在恒壓運(yùn)行工況下，氣體入口溫度越高，越容易發(fā)生喘振。因此，對(duì)同一臺(tái)離心式壓縮機(jī)來說，夏季比冬季更容易發(fā)生喘振。

⑤轉(zhuǎn)速

透平式驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，往往根據(jù)外界不同流量要求而運(yùn)行在不同轉(zhuǎn)速下，從圖2可以知道，在外界用氣量一定的情況下，轉(zhuǎn)速越高，越容易發(fā)生喘振。