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防止喘振和抑制喘振的方法歸納起來分為兩類:
01
第一類方法中,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)的級的氣動和結(jié)構(gòu)參數(shù)(如反動度、流量系數(shù)、輪轂比等)等外,還應(yīng)根據(jù)壓縮機(jī)用途帶來的工況特點(diǎn)而選擇合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。例如,對運(yùn)輸式燃?xì)廨啓C(jī)裝置的多級軸流式壓氣機(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,一般來說,低速時(shí),會先出現(xiàn)喘振。而對最后幾級來說,情況則相反,因?yàn)榍懊婕売捎谵D(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。由于后面級的阻塞更加重了前面級的氣流脫離現(xiàn)象。針對如上情況在設(shè)計(jì)時(shí),在級分配加功量時(shí)很有必要減輕前面級和后面級的加功量,而加大工況變化較小的中間級負(fù)載。
近年來,抑喘技術(shù)發(fā)展迅速,設(shè)計(jì)時(shí)如在航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)上采用的機(jī)匣(機(jī)殼)處理技術(shù),在機(jī)匣上與動葉對應(yīng)的部位開設(shè)不同形式的溝槽或帶有氣室的孔的處理,機(jī)匣較實(shí)壁型機(jī)匣能延緩旋轉(zhuǎn)失速的發(fā)生,對提高失速裕度有一定作用。在運(yùn)行上抑喘,如在結(jié)構(gòu)上采用較多的是靜葉部分或全部可調(diào),實(shí)踐證明很有效,在固定式軸流式壓縮機(jī)中普遍采用。離心式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)上采取的措施與軸流式相類似,一是在氣動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇上,如采用后彎式葉輪,無葉擴(kuò)壓器,出口寬度減窄的無葉擴(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),如對半開式離心式葉輪,在輪蓋側(cè)靠近葉輪入口處機(jī)殼上開設(shè)軸向斜槽和在葉輪出口無葉過渡段機(jī)殼上開設(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,讓一部分氣體回流到入口或放空 ,使實(shí)際通過壓縮機(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)。
對軸流式壓縮機(jī)來說,除了在連接管上采取放氣措施外,還常采用級間放氣和雙轉(zhuǎn)子等防喘方法,放氣孔用放氣鋼帶或閥門控制。打開放氣孔,使放氣孔前級的流量加大,防止前幾級的喘振發(fā)生,改善流動條件,提高前幾級的效率和壓比。在低轉(zhuǎn)速時(shí)壓縮機(jī)的壓比低,通過末級的體積流量比較大,打開中間級放氣孔,減小后面幾級的體積流量,還可以防止后面幾級的氣流阻塞。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。不過這種方法結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,在低轉(zhuǎn)速、小流量的情況下,能有效地防止喘振.