离心压缩机喘振特性试验研究PPT推荐.pptx

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2015-09-16,第二届中国国际风机学术会议（2015成都）,大纲,研究背景试验装置介绍试验结果与分析结论,2,研究背景,离心压缩机结构简单紧凑、体积小、重量轻，在石化、冶金和煤化工等领域等方面得到了广泛应用，它的安全可靠长周期运行对于整个装置的安全性和经济性具有重要意义。

喘振是离心压缩机工作在小流量工况时发生的不稳定流动状态，是离心压缩机的固有特性。

影响到离心压缩机正常工作的流量范围和工作效率，使气动性能恶化；

造成机组的强烈振动和噪音，严重威胁机械运行的安全性和可靠性,离心压缩机叶轮向小尺寸、高转速、高压比方向发展，对压缩机工况范围的要求逐渐提高，而不稳定性的存在严重阻碍了其工作性能的进一步提高。

深入研究离心压缩机喘振特性是抑制喘振和拓宽压缩机工作范围的基础，因此加强对离心压缩机喘振的研究具有重要意义。

3,研究背景,文献回顾,许多研究从理论上分别再叶轮形状、系统结构等方面进行研究，对非定常流动机理进行研,究，力求研究出产生流动失稳的原因。

朱智富等利用数值模拟手段对小型离心压缩机在设计转速下小流量工况时压气机内部流动现象的非定常效应进行分析，明确了喘振发生前离心压气机各部件非定常流动的特点。

曹昳劼等对压气机的喘振声音信号进行了试验，利用快速傅里叶变换和小波变换分析对试,验数据进行处理，提取了表征压气机进入喘振时的声音特征信号。

孙涛等利用相关积分法结合细化快速傅里叶变换，研究了完整记录喘振发展变换的压力信,号的频域特性，并根据喘振产生的物理机制提出了一种新的喘振预警方法。

对流动失稳尤其喘振状态的数值模拟研究工作较多，而试验研究工作相对较少。

本文在自行设计搭建的离心压缩机试验平台上对离心压缩机进行了喘振特性的实际测量。

4,试验装置,半开叶轮，单级悬臂结构,185kW，30000rpm,开式系统,配置扭矩仪、温度、压力、振动、流量等仪器,PXI测控系统,径向叶轮,离心压缩机试验系统原理图,主机结构,5,试验装置,高速采集控制系统NIPXIe-1078,图3离心压缩机试验台数据采集界面,试验台照片,试验台照片,6,试验结果与分析,14750r/min稳态时，进气压力和排气压力的波动幅值较小，波形表现出一定的随机特性。

进入喘振工况时,进出口压力波动幅度变大，并表现出一定的周期特性。

出口压力脉动幅度大大高于,进口压力脉动。

排气压力脉动峰峰值为0.272bar，进气压力脉动峰峰值为0.088bar。

喘振时，压缩机进口处可明显,感受到倒流的气体，喘振频率约为5.5Hz。

图4离心压缩不同状态下出口动态压力,稳态工况,喘振工况,7,试验结果与分析,进入喘振和退出喘振周期略有不同；

从进入深度喘振的时间特性来看，进气管道位置进入深度喘振的起始时刻要落后于排气管道进入深度喘振,的起始时刻。

图5进入喘振和退出喘振时压力脉动,进入喘振,退出喘振,8,试验结果与分析,进排气脉动随转速升高而增,大；

喘振频率分别为6.3Hz，6.1,Hz，5.8Hz和5.5Hz，随着转速的升高，压缩机的喘振频率略有降低。

图6不同转速下的喘振的进排气压力脉动,8680r/min,10700r/min,12690r/min,14750r/min,9,结论,当喘振发生时，离心压缩机进排气压力波动幅度变大，且出口压力脉动幅度大大高于进口压力脉动，并表现出一定的周期性，即为压缩机的喘振频率。

试验结果表明，在转速为14750r/min时，喘振频率约为5.5Hz。

离心压缩机进入喘振和退出喘振时的压力脉动特点有所不同。

离心压缩机退出喘振时的压力脉动变化速率较进入喘振时平稳，退出喘振需经历较长的周期；

进气管道位置进入深度喘振的起始时刻要落后于排气压力进入深度喘振的起始时刻。

离心压缩机在不同转速下喘振时的进排气压力脉动幅值不同，进排气压力脉动的幅值随压缩机转速的升高而增大，而喘振频率随转速的升高而降低。

10,合肥通用机械研究院压缩机技术国家重点实验室,谢谢！

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