防爆風機在不穩(wěn)定工況區(qū)運行時,還可能發(fā)生流量、全壓和電流的大幅度波動,氣流會發(fā)生往復(fù)流動,風機及管道會產(chǎn)生強烈振動,噪聲顯著增高,這種不穩(wěn)定工況稱為喘振. 喘振的發(fā)生會破壞風機及管道的設(shè)備,威脅風機及整個系統(tǒng)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(jié)流調(diào)節(jié)方法減少風機的流量,則風機的工作點經(jīng)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(fù)供氣,工作點移動至E點。由于管路系統(tǒng)藉要風機在D點工作,所以風機的工作點還得回復(fù)至D點,于是上述過程再次重復(fù)出現(xiàn).如果風機的工作狀態(tài)按"EADBE周而復(fù)始地進行,則這種循環(huán)的頻率如與風機通風系統(tǒng)的振蕩頻率合拍時,就會引起共振,風機發(fā)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(xiàn)全長型的旋轉(zhuǎn)脫流。倘若風機又出現(xiàn)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(fā)生倒流,以后的過程風機的工作點又回復(fù)到A點,這種往復(fù)脈動的頻率如與系統(tǒng)的振蕩頻率合拍,則會產(chǎn)生喘振。這種發(fā)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(chǎn)生一種強烈的、振幅較大的振動。如果在局部擴展型旋轉(zhuǎn)脫流的條件下產(chǎn)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(chǎn)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(wěn)定工況區(qū)內(nèi)運行,其 (2)風機的管路系統(tǒng)具有足夠的容積,并與風機組成一個彈性的空氣動力系統(tǒng)。 (3)風機工作整個循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的氣流振蕩頻率合拍時,產(chǎn)生共振。 2.喘振與旋轉(zhuǎn)脫流的區(qū)別
旋轉(zhuǎn)脫流與喘振都發(fā)生在4v-p性能曲線峰值以左的不穩(wěn)定區(qū)域。所以,旋轉(zhuǎn)脫流與喘振是密切相關(guān)的。但是旋轉(zhuǎn)脫流與喘振又有著本質(zhì)的差別。旋轉(zhuǎn)脫流發(fā)生在風機9v-p性能曲線峰值以左的整個不穩(wěn)定區(qū)域;喘振只發(fā)生在4v-p性能曲線向右上方傾斜的部分,即努]。的不穩(wěn)定區(qū)域。旋轉(zhuǎn)脫流的發(fā)生只決定于葉輪本身葉片結(jié)構(gòu)性能、氣流情況等因素, u寧v
與風機的管道系統(tǒng)的容積、形狀等因素無關(guān)。 風機發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫流時,一般不易被操作人員發(fā)現(xiàn),所以它對風機正常運轉(zhuǎn)影響不很大。整臺風機在旋轉(zhuǎn)脫流情況下,依然能維持運行,輸送流量,產(chǎn)生一定的壓力,消耗一定的功率.
但是風機在運行時若發(fā)生喘振,情況就大不相同。喘振時,風機的流量、全壓和功率產(chǎn)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(tǒng).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(chǎn)生喘振,它還需具備前述的幾個條件。