本文主要講述的是空氣壓縮機旋轉失速故障如何檢測,不過首先需要對空氣壓縮機旋轉失速的原理進行概述,然后再來詳談是由何原因導致其空氣壓縮機旋轉失速的。
空氣壓縮機旋轉失速的原理:
旋轉失速的機理首先由H.Emmons在1955年提出的。它的形成過程是當離心式或軸流式壓縮機的操作工況發生變動時,如果流過壓縮機的氣量減小到一定程度后,進入葉輪擴壓器流道的氣流方向發生變化,氣流向著葉片的凸面(稱為工作面)沖擊,在葉片的凹面附近形成很多氣流旋渦,旋渦逐漸增多使流道有效流通面積逐漸減小。當然,進入壓縮機的氣流在各個流道中的分配不是很均勻,氣流旋渦的多少也有差別。如果某一流道中(如圖1中的流道2)氣流旋渦較多,則通過這個流道的氣流就要減少,多余的氣流將轉向其他流道,再折向前面的流道(流道1)。因為進入的氣體沖在葉片的凹面上,把原來凹面上的氣流沖掉了許多,因此這個流道的氣流就暢通了一些。折向后面流道(流道3)的氣流因為沖在葉片的凸面上,使葉片凹面處的氣流產生更多的旋渦,堵塞了流道的有效流通面積,迫使該流道中的氣流又折向鄰近的流道。如此連續發展下去,由旋渦組成的氣流堵塞團(稱為失速團或失速區)將沿著葉輪旋轉的相反方向輪流在各個流道內出現。由于失速區在反向的傳播速度小于葉輪的旋轉速度,因此從葉輪外某一固定點看去,失速區還是沿著葉輪的旋轉方向轉動,這就是旋轉失速產生的機理。
空氣壓縮機旋轉失速的表現:
1、 漸進型失速是隨著壓縮機氣量減小,氣流堵塞區所占據的面積逐漸擴大。具體表現為:增壓比隨流量減少逐漸下降,等轉速線上沒有間斷點;分離區數目隨空氣流量減少而逐漸下降,且分離區向葉高方向逐步擴展;分離區的移動速度不隨分離區數目的增加而變化。
2、 突變型失速是在氣量減小到一定程度后,由于失速區迅速擴大,占據較大的面積,因此它易引起較強的氣體壓力脈動,對壓縮機的性能和振動影響較大。具體表現為:分離區數目一般不會太多,只有一個或兩個;失速時增壓系數急劇下降,在等速線上有間斷點;特征線明顯分為左上和右下,并出現遲滯現象。
3、旋轉失速過程還有滯后效應。即隨著氣量減小,壓縮機開始進去旋轉失速范圍,排出壓力突然下降一個臺階。但是重新增大流量后,壓縮機性能曲線并不按原來的路線變化,而是具有一段流量滯后過程,即當流量上升至原來失速起始點時,壓縮機并不能立刻恢復到原來的壓力,需要繼續增大流量才能使壓力有所上升。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期:2011-07-12
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