防爆風機在不穩定工況區運行時,還可能發生流量、全壓和電流的大幅度波動,氣流會發生往復流動,風機及管道會產生強烈振動,噪聲顯著增高,這種不穩定工況稱為喘振. 喘振的發生會破壞風機及管道的設備,威脅風機及整個系統的安全性。 1.喘振的形成
圖3-19所示為防爆風機的qv-p性能曲線。若用節流調節方法減少風機的流量,則風機的工作點經過A點到達D點運行。風機工作點剛到D點時,風機出口管道中的壓力還來不及降低至D點的壓力,而是高于D點大約仍為原來A點的壓力.在這瞬間,風機出口管道中的氣體向風機倒流,風機的工作受到抑制,工作點自然就移到了B點,風機供給的流量為零。由于風機出口管道中的氣體一方面向風機倒流,同時還向外供氣,所以管道中的氣流壓力很快下降.只要風機出口管道中壓力低于B點壓力時,風機立刻恢復供氣,工作點移動至E點。由于管路系統藉要風機在D點工作,所以風機的工作點還得回復至D點,于是上述過程再次重復出現.如果風機的工作狀態按"EADBE周而復始地進行,則這種循環的頻率如與風機通風系統的振蕩頻率合拍時,就會引起共振,風機發生喘振。
圖3-20所示,如果風機的工作點恰好在A點,此時出現全長型的旋轉脫流。倘若風機又出現向小流量方向的微弱擾動,則風機的全壓突然降低至D點,之后的瞬時風機出口管道氣體發生倒流,以后的過程風機的工作點又回復到A點,這種往復脈動的頻率如與系統的振蕩頻率合拍,則會產生喘振。這種發生于性能曲線斷裂點附近的喘振,一般稱為邊界周期型喘振。
邊界周期型喘振會產生一種強烈的、振幅較大的振動。如果在局部擴展型旋轉脫流的條件下產生喘振,則振動幅度、劇烈的程度都要比前者輕得多. 綜上所述,風機產生喘振要具備下述的條件。
(1)風機的qy A性能曲線有向右上方傾斜的部分.風機在不穩定工況區內運行,其 (2)風機的管路系統具有足夠的容積,并與風機組成一個彈性的空氣動力系統。 (3)風機工作整個循環的頻率與系統的氣流振蕩頻率合拍時,產生共振。 2.喘振與旋轉脫流的區別
旋轉脫流與喘振都發生在4v-p性能曲線峰值以左的不穩定區域。所以,旋轉脫流與喘振是密切相關的。但是旋轉脫流與喘振又有著本質的差別。旋轉脫流發生在風機9v-p性能曲線峰值以左的整個不穩定區域;喘振只發生在4v-p性能曲線向右上方傾斜的部分,即努]。的不穩定區域。旋轉脫流的發生只決定于葉輪本身葉片結構性能、氣流情況等因素, u寧v
與風機的管道系統的容積、形狀等因素無關。 風機發生旋轉脫流時,一般不易被操作人員發現,所以它對風機正常運轉影響不很大。整臺風機在旋轉脫流情況下,依然能維持運行,輸送流量,產生一定的壓力,消耗一定的功率.
但是風機在運行時若發生喘振,情況就大不相同。喘振時,風機的流量、全壓和功率產生脈動,或大幅度的脈動。同時伴有明顯的噪聲,有時甚至是高分貝的噪聲。喘振時的振動有時是很劇烈的,會損壞風機及管道系統.所以,喘振時,風機無法維持運行.當然在4v-p性能曲線上向右上升段中,風機不一定都會產生喘振,它還需具備前述的幾個條件。