风机的失速和喘振.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2011/10/29,#,风机的失速和喘振,升力的概念,由流体力学知，当速度为,v,的直线平行流以某一冲角（翼弦与来流方向的夹角）绕流二元孤立翼型（机翼）时，由于沿气流流动方向的两侧不对称，使得翼型上部区域的流线变密，流速增加，翼型下部区域的流线变稀，流速减小。因此，流体作用在翼型下部表面上的压力将大于流体作用在翼型上部表面的压力，结果在翼型上形成一个向上的作用力。如果绕流体是理想流体，则这个力和来流方向垂直，称为升力，其大小由儒可夫斯基升力公式确定：,F,L,速度环量,绕流流体的密度,其方向是在来流速度方向沿速度环量的反方向转,90,来确定。,风机正常工况与脱流工况的气流状况对比,风机正常工作时的气体流动方向,风机脱流工况时的气体流动方向,失速现象,轴流风机叶片前后的压差，在其它都不变的情况下，其压差的大小决定于动叶冲角的大小，在临界冲角值以内，上述压差大致与叶片的冲角成比例，不同的叶片叶型有不同的临界冲角值。翼型的冲角超过临界值，气流会离开叶片凸面发生边界层分离现象，产生大面积的涡流，此时风机的全压下降，这种情况称为“失速现象”。,动叶中旋转脱流的形成,轴流风机的,Q,H,性能曲线,轴流风机失速探头安装位置示意图,轴流风机失速探头性能图,喘振,轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区段运行有时会出现风机的流量、压头和功率的大幅度脉动，风机及管道会产生强烈的振动，噪声显著增高等不正常工况，一般称为“喘振”，这一不稳定工况区称为喘振区。实际上，喘振仅仅是不稳定工况区内可能遇到的现象，而在该区域内必然要出现的则是旋转脱流或称旋转失速现象。,轴流风机的,Q,H,性能曲线,风机产生喘振应,具备,的,条件,风机在喘振区工作时，流量急剧波动，产生气流的撞击，使风机发生强烈的振动，噪声增大，而且风压不断晃动，风机的容量与压头越大，则喘振的危害性越大。故风机产生喘振应具备下述条件：,a,）风机的工作点落在具有驼峰形,Q,H,性能曲线的不稳定区域内；,b,）风道系统具有足够大的容积，它与风机组成一个弹性的空气动力系统；,c,）整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时，产生共振。,防止喘振的具体措施,1,）使泵或风机的流量恒大于,Q,K,。如果系统中所需要的流量小于,Q,K,时，可装设再循环管或自动排出阀门，使风机的排出流量恒大于,Q,K,.,2,）如果管路性能曲线不经过坐标原点时，改变风机的转速，也可能得到稳定的运行工况。通过风机各种转速下性能曲线中最高压力点的抛物线，将风机的性能曲线分割为两部分，右边为稳定工作区，左边为不稳定工作区，当管路性能曲线经过坐标原点时，改变转速并无效果，因此时各转速下的工作点均是相似工况点。,3,）对轴流式风机采用可调叶片调节。当系统需要的流量减小时则减小其安装角，性能曲线下移，临界点向左下方移动，输出流量也相应减小。,4,）最根本的措施是尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的风机，而采用性能曲线平直向下倾斜的风机。,失速与喘振的联系,失速和喘振是两种不同的概念，失速是叶片结构特性造成的一种流体动力现象，它的一些基本特性，例如：失速区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等，都有它自己的规律，不受风机系统的容积和形状的影响。,喘振是风机性能与管道装置耦合后振荡特性的一种表现形式，它的振幅、频率等基本特性受风机管道系统容积的支配，其流量、压力功率的波动是由不稳定工况区造成的，但是试验研究表明，喘振现象的出现总是与叶道内气流的脱流密切相关，而冲角的增大也与流量的减小有关。所以，在出现喘振的不稳定工况区内必定会出现旋转脱流。,