壓縮機喘振的形成

2020-12-17 建設工程教育網

　　【學員問題】壓縮機喘振的形成？

　　【解答】壓氣機喘振是氣流沿壓氣機軸線方向發生的低頻率，高振幅的震蕩現象。這種低頻率高振幅的氣流振蕩是一種很大的激振力來源，他會導致發動機機件的強烈機械振動和熱端超溫，並在很短的時間內造成機件的嚴重損壞，所以在任何狀態下都不允許壓氣機進入喘振區工作。

　　喘振時的現象是；發動機的聲音由尖哨轉變為低沉；發動機的振動加大；壓氣機出口總壓和流量大幅度的波動；轉速不穩定，推力突然下降並且有大幅度的波動；發動機的排氣溫度升高，造成超溫；嚴重時會發生放炮，氣流中斷而發生熄火停車。因此，一旦發生上述現象，必須立即採取措施，使壓氣機退出喘振工作狀態。

　　喘振的根本原因，由於攻角過大，使氣流在葉背處發生分離而且這種氣流分離嚴重擴展至整個葉柵通道。

　　喘振的形成

　　壓氣機由定子（stator）頁片與轉子（rotor）頁片交錯組成，一對定子頁片與轉子頁片稱為一級，定子固定在發動機框架上，轉子由轉子軸與渦輪相連。現役渦噴發動機一般為8-12級壓氣機。級數越多越往後壓力越大，當戰鬥機突然做高g機動時，流入壓氣機前級的空氣壓力驟降，而後級壓力很高，此時會出現後級高壓空氣反向膨脹，發動機工作極不穩定的狀況，工程上稱為「喘振」，這是發動機最致命的事故，很有可能造成停車甚至結構毀壞。防止「喘振」發生有幾種辦法。經驗表明喘振多發生在壓氣機的5，6級間，在次區間設置放氣環，以使壓力出現異常時及時洩壓可避免喘振的發生。或者將轉子軸做成兩層同心空筒，分別連接前級低壓壓氣機與渦輪，後級高壓壓氣機與另一組渦輪，兩套轉子組互相獨立，在壓力異常時自動調節轉速，也可避免喘振。

　　喘振

　　喘振是透平式壓縮機（也叫葉片式壓縮機）在流量減少到一定程度時所發生的一種非正常工況下的振動。離心式壓縮機是透平式壓縮機的一種形式，喘振對於離心式壓縮機有著很嚴重的危害。

　　離心式壓縮機發生喘振時，典型現象有：

　　1）壓縮機的出口壓力最初先升高，繼而急劇下降，並呈周期性大幅波動；

　　2）壓縮機的流量急劇下降，並大幅波動，嚴重時甚至出現空氣倒灌至吸氣管道；

　　3）拖動壓縮機的電機的電流和功率表指示出現不穩定，大幅波動；

　　4）機器產生強烈的振動，同時發出異常的氣流噪聲。

　　目前來說解決喘振常用的方法有三種：

　　①在壓氣機上增加放氣活門，使多餘的氣體能夠排出。

　　②使用雙轉子或三轉子壓氣機。

　　③使用可調節式葉片。

　　以上內容均根據學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。

責任編輯：tracy

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