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防爆风机的喘振

防爆风机在不稳定工况区运行时,还可能发生流量、全压和电流的大幅度波动,气流会发生往复流动,风机及管道会产生强烈振动,噪声显著增高,这种不稳定工况称为喘振. 喘振的发生会破坏风机及管道的设备,威胁风机及整个系统的安全性。 1.喘振的形成
图3-19所示为防爆风机的qv-p性能曲线。若用节流调节方法减少风机的流量,则风机的工作点经过A点到达D点运行。风机工作点刚到D点时,风机出口管道中的压力还来不及降低至D点的压力,而是高于D点大约仍为原来A点的压力.在这瞬间,风机出口管道中的气体向风机倒流,风机的工作受到抑制,工作点自然就移到了B点,风机供给的流量为零。由于风机出口管道中的气体一方面向风机倒流,同时还向外供气,所以管道中的气流压力很快下降.只要风机出口管道中压力低于B点压力时,风机立刻恢复供气,工作点移动至E点。由于管路系统藉要风机在D点工作,所以风机的工作点还得回复至D点,于是上述过程再次重复出现.如果风机的工作状态按"EADBE周而复始地进行,则这种循环的频率如与风机通风系统的振荡频率合拍时,就会引起共振,风机发生喘振。
图3-20所示,如果风机的工作点恰好在A点,此时出现全长型的旋转脱流。倘若风机又出现向小流量方向的微弱扰动,则风机的全压突然降低至D点,之后的瞬时风机出口管道气体发生倒流,以后的过程风机的工作点又回复到A点,这种往复脉动的频率如与系统的振荡频率合拍,则会产生喘振。这种发生于性能曲线断裂点附近的喘振,一般称为边界周期型喘振。
边界周期型喘振会产生一种强烈的、振幅较大的振动。如果在局部扩展型旋转脱流的条件下产生喘振,则振动幅度、剧烈的程度都要比前者轻得多. 综上所述,风机产生喘振要具备下述的条件。
(1)风机的qy A性能曲线有向右上方倾斜的部分.风机在不稳定工况区内运行,其 (2)风机的管路系统具有足够的容积,并与风机组成一个弹性的空气动力系统。 (3)风机工作整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时,产生共振。 2.喘振与旋转脱流的区别
旋转脱流与喘振都发生在4v-p性能曲线峰值以左的不稳定区域。所以,旋转脱流与喘振是密切相关的。但是旋转脱流与喘振又有着本质的差别。旋转脱流发生在风机9v-p性能曲线峰值以左的整个不稳定区域;喘振只发生在4v-p性能曲线向右上方倾斜的部分,即努]。的不稳定区域。旋转脱流的发生只决定于叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素, u宁v
与风机的管道系统的容积、形状等因素无关。 风机发生旋转脱流时,一般不易被操作人员发现,所以它对风机正常运转影响不很大。整台风机在旋转脱流情况下,依然能维持运行,输送流量,产生一定的压力,消耗一定的功率.
但是风机在运行时若发生喘振,情况就大不相同。喘振时,风机的流量、全压和功率产生脉动,或大幅度的脉动。同时伴有明显的噪声,有时甚至是高分贝的噪声。喘振时的振动有时是很剧烈的,会损坏风机及管道系统.所以,喘振时,风机无法维持运行.当然在4v-p性能曲线上向右上升段中,风机不一定都会产生喘振,它还需具备前述的几个条件。