喘振是透平式壓縮機(jī)(也叫葉片式壓縮機(jī))在流量減少到一定程度時(shí)所發(fā)生的一種非正常工況下的振動(dòng)。離心式壓縮機(jī)是透平式壓縮機(jī)的一種形式,喘振對(duì)于離心式壓縮機(jī)有著很嚴(yán)重的危害。
離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振時(shí),典型現(xiàn)象有:1)壓縮機(jī)的出口壓力先升高,繼而急劇下降,并呈周期性大幅波動(dòng);2)壓縮機(jī)的流量急劇下降,并大幅波動(dòng),嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)空氣倒灌至吸氣管道;3)拖動(dòng)壓縮機(jī)的電機(jī)的電流和功率表指示出現(xiàn)不穩(wěn)定,大幅波動(dòng);4)機(jī)器產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng),同時(shí)發(fā)出異常的氣流噪聲。
在燃?xì)廨啓C(jī)中壓氣機(jī)喘振不但會(huì)使壓氣機(jī)的壓比和效率急劇下降,同時(shí)還影響到燃燒室和透平的工作,常見的如壓氣機(jī)熄火、透平排氣超溫等,乃至使整個(gè)機(jī)組產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng),高速旋轉(zhuǎn)之下幾秒鐘之內(nèi)就可能使葉片斷裂飛出,造成災(zāi)難性的后果。
目前來說解決喘振的方法有五種:①在壓氣機(jī)上增加放氣活門,使多余的氣體能夠排出。②使用雙轉(zhuǎn)子或三轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)。③使用可調(diào)節(jié)式葉片。④改善氣缸內(nèi)部結(jié)構(gòu),如在適當(dāng)位置開導(dǎo)流槽道。⑤主動(dòng)控制(active control),即利用聲學(xué)原理在壓氣機(jī)進(jìn)入喘振工況后人為附加一個(gè)與喘振低頻信號(hào)等值反相的控制信號(hào),以抵消有害的軸向振動(dòng),將工況從深度喘振中拉回到喘振線右側(cè)(該方法目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段)。
離心式壓縮機(jī)與管路聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)中,當(dāng)流量減小到某一值時(shí),由于壓縮機(jī)流道中的嚴(yán)重氣流脫離現(xiàn)象以及管路性能曲線與壓縮機(jī)性能曲線的交點(diǎn)處于喘振界限線之內(nèi),因而在系統(tǒng)中產(chǎn)生的一種周期性氣流振蕩現(xiàn)象。管路的容量愈大,則喘振的振幅愈大,頻率愈低。管路的容量愈小,則喘振的振幅愈小,頻率愈高。喘振現(xiàn)象十分有害,將會(huì)造成噪聲加劇、葉片損壞、機(jī)組振動(dòng)、軸承損壞,以致造成嚴(yán)重事故。
對(duì)于喘振發(fā)生的機(jī)理,目前尚未有很嚴(yán)格的通用理論。以前多認(rèn)為壓氣機(jī)中的旋轉(zhuǎn)失速是喘振的前奏,即隨著某級(jí)中旋轉(zhuǎn)失速區(qū)個(gè)數(shù)的增加而使逆壓流動(dòng)越發(fā)困難直至發(fā)生喘振。但仍有很多實(shí)驗(yàn)表明突發(fā)性喘振的普遍存在。