風(fēng)機(jī)的喘振保護(hù)構(gòu)成原理
軸流風(fēng)機(jī)性能曲線的左半部具有一個馬鞍形的區(qū)域薛闪,在此區(qū)段運(yùn)行有時會出現(xiàn)風(fēng)機(jī)的流量鲜屏、壓頭和功率的大幅度脈動,風(fēng)機(jī)及管道會產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動昔驱,噪聲顯著增高等不正常工況疹尾,一般稱為“喘振”,這一不穩(wěn)定工況區(qū)稱為喘振區(qū)榄湿。實(shí)際上宽酣,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)象宛扒。這兩種工況是不同的优麻,但是它們又有一定的關(guān)系凶健。象17如下圖圖所示:軸流風(fēng)機(jī)Q-H性能曲線,若用節(jié)流調(diào)節(jié)方法減少風(fēng)機(jī)的流量胯绢,如風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)在K點(diǎn)右側(cè)添祈,則風(fēng)機(jī)工作是穩(wěn)定的。當(dāng)風(fēng)機(jī)的流量Q < QK時瓦式,這時風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的最大壓頭將隨之下降恒猴,并小于管路中的壓力,因?yàn)轱L(fēng)道系統(tǒng)容量較大幸瓢,在這一瞬間風(fēng)道中的壓力仍為HK诉母,因此風(fēng)道中的壓力大于風(fēng)機(jī)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(jī)中冀泻,工作點(diǎn)由K點(diǎn)迅速移至C點(diǎn)常侣。但是氣流倒流使風(fēng)道系統(tǒng)中的風(fēng)量減小,因而風(fēng)道中壓力迅速下降弹渔,工作點(diǎn)沿著CD線迅速下降至流量Q=0時的D點(diǎn)袭祟,此時風(fēng)機(jī)供給的風(fēng)量為零。由于風(fēng)機(jī)在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)捞附,所以當(dāng)風(fēng)道中的壓力降低倒相應(yīng)的D點(diǎn)時巾乳,風(fēng)機(jī)又開始輸出流量,為了與風(fēng)道中壓力相平衡鸟召,工況點(diǎn)又從D跳至相應(yīng)工況點(diǎn)F胆绊。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)欧募。如果風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)按F-K-C-D-F周而復(fù)始地進(jìn)行压状,這種循環(huán)的頻率如與風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的振蕩頻率合拍時,就會引起共振跟继,風(fēng)機(jī)發(fā)生了喘振种冬。
風(fēng)機(jī)在喘振區(qū)工作時,流量急劇波動舔糖,產(chǎn)生氣流的撞擊兢努,使風(fēng)機(jī)發(fā)生強(qiáng)烈的振動,噪聲增大脊直,而且風(fēng)壓不斷晃動贞卜,風(fēng)機(jī)的容量與壓頭越大,則喘振的危害性越大辖醒。
a)風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)落在具有駝峰形Q-H性能曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)爹嘁;
b)風(fēng)道系統(tǒng)具有足夠大的容積,它與風(fēng)機(jī)組成一個彈性的空氣動力系統(tǒng);
c)整個循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的氣流振蕩頻率合拍時项驮,產(chǎn)生共振安坏。
旋轉(zhuǎn)脫流與喘振的發(fā)生都是在Q-H性能曲線左側(cè)的不穩(wěn)定區(qū)域,所以它們是密切相關(guān)
軸流風(fēng)機(jī)的Q-H性能曲線的洛淑,但是旋轉(zhuǎn)脫流與喘振有著本質(zhì)的區(qū)別颈冶。旋轉(zhuǎn)脫流發(fā)生在圖5-18所示的風(fēng)機(jī)Q-H性能曲線峰值以左的整個不穩(wěn)定區(qū)域;而喘振只發(fā)生在Q-H性能曲線向右上方傾斜部分莽浴。旋轉(zhuǎn)脫流的發(fā)生只決定葉輪本身葉片結(jié)構(gòu)性能、氣流情況等因素泡徙,與風(fēng)道系統(tǒng)的容量橱鹏、形狀等無關(guān)。旋轉(zhuǎn)對風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)影響不如喘振這樣嚴(yán)重堪藐。
風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時發(fā)生喘振莉兰,情況就不相同。喘振時礁竞,風(fēng)機(jī)的流量糖荒、全壓和功率產(chǎn)生脈動或大幅度的脈動,同時伴有明顯的噪聲模捂,有時甚至是高分貝的噪聲捶朵。喘振時的振動有時是很劇烈的,損壞風(fēng)機(jī)與管道系統(tǒng)狂男。所以喘振發(fā)生時综看,風(fēng)機(jī)無法運(yùn)行。
軸流風(fēng)機(jī)在葉輪進(jìn)口處裝置喘振報警裝置岖食,該裝置是由一根皮托管布置在葉輪的前方红碑,皮托管的開口對著葉輪的旋轉(zhuǎn)方向。皮托管是將一根直管的端部彎成90°(將皮托管的開口對著氣流方向)泡垃,用一U形管與皮托管相連彬界,則U形管(壓力表)的讀數(shù)應(yīng)該為氣流的動能(動壓)與靜壓之和(全壓)。在正常情況下秘鳞,皮托管所測到的氣流壓力為負(fù)值垛夷,因?yàn)樗鼫y到的是葉輪前的壓力。但是當(dāng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)工作時叔人,由于氣流壓力產(chǎn)生大幅度波動偷颜,所以皮托管測到的壓力亦是一個波動的值。為了使皮托管發(fā)送的脈沖壓力能通過壓力開關(guān)發(fā)出報警信號囊古,皮托管的報警值是這樣規(guī)定的:當(dāng)動葉片處于最小角度位置(-30°)用一U形管測得風(fēng)機(jī)葉輪前的壓力再加上2000Pa壓力彰派,作為喘振報警裝置的報警整定值。當(dāng)運(yùn)行工況超過喘振極限時,通過皮托管與差壓開關(guān)司终,利用聲光向控制臺發(fā)出報警信號哗衫,要求運(yùn)行人員及時處理,使風(fēng)機(jī)返回正常工況運(yùn)行卧他。
為防止軸流風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時工作點(diǎn)落在旋轉(zhuǎn)脫流示婉、喘振區(qū)內(nèi),在選擇軸流風(fēng)機(jī)時應(yīng)仔細(xì)核實(shí)風(fēng)機(jī)的經(jīng)常工作點(diǎn)是否落在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)胆建,同時在選擇調(diào)節(jié)方法時烤低,需注意工作點(diǎn)的變化情況,動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)由于改變動葉的安裝角進(jìn)行調(diào)節(jié)笆载,所以當(dāng)風(fēng)機(jī)減少流量時扑馁,小風(fēng)量使軸向速度降低而造成的氣流沖角的改變,恰好由動葉安裝角的改變得以補(bǔ)償凉驻,使氣流的沖角不至于增大腻要,于是風(fēng)機(jī)不會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脫流,更不會產(chǎn)生喘振涝登。動葉安裝角減小時雄家,風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定區(qū)越來越小,這對風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行是非常有利的胀滚。
防止喘振的具體措施:
1)使泵或風(fēng)機(jī)的流量恒大于QK趟济。如果系統(tǒng)中所需要的流量小于QK時,可裝設(shè)再循環(huán)管或自動排出閥門咽笼,使風(fēng)機(jī)的排出流量恒大于QK.
喘振報警裝置
2)如果管路性能曲線不經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)時咙好,改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,也可能得到穩(wěn)定的運(yùn)行工況羊脾。通過風(fēng)機(jī)各種轉(zhuǎn)速下性能曲線中最高壓力點(diǎn)的拋物線命丑,將風(fēng)機(jī)的性能曲線分割為兩部分,右邊為穩(wěn)定工作區(qū)认畦,左邊為不穩(wěn)定工作區(qū)君订,當(dāng)管路性能曲線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)時,改變轉(zhuǎn)速并無效果御颇,因此時各轉(zhuǎn)速下的工作點(diǎn)均是相似工況點(diǎn)溪失。
3)對軸流式風(fēng)機(jī)采用可調(diào)葉片調(diào)節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)需要的流量減小時材框,則減小其安裝角桃逆,性能曲線下移,臨界點(diǎn)向左下方移動缰俭,輸出流量也相應(yīng)減小贫莹。
4)最根本的措施是盡量避免采用具有駝峰形性能曲線的風(fēng)機(jī)叫质,而采用性能曲線平直向下傾斜的風(fēng)機(jī)。
失速和喘振是兩種不同的概念窗慎,失速是葉片結(jié)構(gòu)特性造成的一種流體動力現(xiàn)象物喷,它的一些基本特性,例如:失速區(qū)的旋轉(zhuǎn)速度遮斥、脫流的起始點(diǎn)峦失、消失點(diǎn)等,都有它自己的規(guī)律术吗,不受風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的容積和形狀的影響尉辑。
喘振是風(fēng)機(jī)性能與管道裝置耦合后振蕩特性的一種表現(xiàn)形式,它的振幅较屿、頻率等基本特性受風(fēng)機(jī)管道系統(tǒng)容積的支配隧魄,其流量、壓力功率的波動是由不穩(wěn)定工況區(qū)造成的吝镣,但是試驗(yàn)研究表明堤器,喘振現(xiàn)象的出現(xiàn)總是與葉道內(nèi)氣流的脫流密切相關(guān)昆庇,而沖角的增大也與流量的減小有關(guān)末贾。所以,在出現(xiàn)喘振的不穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)必定會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)脫流整吆。
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