低速离心压缩机旋转失速的试验研究
离心引风机旋转失速故障的诊断及处理
子发 生异 常振动的激振 力 ，激振力 的大小 与气体 的相对分 子质量有关 ，如果气体 的相对分子质量
较 大 ，激 振 力 也 较 大 ，对 机 器 的运 行 影 响 也 就 较 大。这种故障是 由于流体流动分离造成 的。当风 机 出 现旋 转 失 速故 障后 ，在 叶 片 的 凹 面 附 近形 成 的气流涡旋 （即失速团）将沿着叶轮旋转 的相反方 向轮流在各个流道内出现。从 固定于叶轮上的相 对坐标系来看 ，旋转脱离团是以 。的角频率旋转 ， 而从 叶轮之外的绝对坐标 系来看 ，旋转脱 离团是 以 （ 一 。）的角频 率 旋转 的 ，方 向与转 子 的旋 转方 向相 同，其中 为转子的旋转频率 。因此 ，风机发 生旋转失速故 障时 ，转子的异常振动同时有 ０９。和 （ＯＪ一 ）两个特征频率 。此外 ，由旋转引起 的机器 振动不同于其他机械振动故障 ：如转子 的不平衡 、 不对 中可能使转子振 幅较高 ，但在机壳和管道上 并不一定感觉到明显 的振动 。属于气流激振一类 的旋转失 速却 与此不 同，有时在转子上测得 的振 幅虽然不太 大 ，然而 当失速区 内达不 到要求 的压 力时 ，就会引起 叶轮 出口和管道 内的压力脉动 ，使
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｃｅｎｔｒ ｉｆｕｇａｌ ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｒａｕｇｈｔ Ｆａｎ，ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｔａｌｌ，ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ
１ 引言 旋 转 失 速 等失 稳 流 动是 引 起 风机 故 障 的一 种
常见现象 。当气体 流量 远离设计 流量 时 ，容易造 成 风机偏 离设计 工况而进入失速区 ，破坏 叶轮 内 部流场 ，产生额外气动载荷 ，引起机器流道和管路 内的气流压力脉动 ，带来周期性的冲击 ，严重时可 能诱发叶片高应力点处 的疲劳断裂。如果旋转失 速 得 不 到有 效 遏制 ，则 可能 导 致 喘振 ，引起 机组 效 率 下 降和 风机 本体 及 连接 管道 的振 动 ，造成 事 故 。因此 ，对风机旋转失速的研究和认识 ，对其进 行有效控 制和预防 ，对提 高风机乃至整个生产运 行 的安全具有重要 意义 。本文根据风机旋转失速 故障的机理 ，总结 出７５ｔ锅炉引风机旋转失速的故 障特征及诊 断方法 ，并结合现场设备实 际将风机 入 口管 道 的人 孔 盖 敞开 后 ，成 功 地 解 决 了 因风 机 管网设计不合理而导致的旋转失速 问题 。
压缩机旋转失速
旋转失速旋转失速是压缩机最常见的一种不稳定现象。
当压缩机流量减少时，由于冲角增大，叶栅背面将发生流体分离，流道将部分或全部被堵塞.这样失速区会以某速度向叶姗运动的反方向传播.实验表明，失速区传播的相对速度低于叶栅转动的绝对速度.因此观察到的失速区沿转子的转动方向移动，故称分离区，这种相对叶栅的旋转运动为旋转失速。
旋转失速使压缩机中的流动情况恶化，压比下降，流量及压力随时间波动。
在一定转速下，当人口流量减少到某一值Qmi。
时，机组会产生强烈的旋转失速.强烈的旋转失速会进一步引起整个压缩机组系统的一种危险性更大的不稳定的气动现象，即喘振。
此外，旋转失速时压缩机叶片受到一种周期性的激振力，如旋转失速的颇率与叶片的固有频率相吻合。
则将引起强烈振动，使叶片疲劳损坏造成事故。
旋转失速故障的识别特征:(1)旋转失速发生在压气机上;(2)振动幅值随出口压力的增加而增加;(3)振动发生在流量减小时，且随着流量的减小而增大;(4)振动频率与工频之比为小于I的常值;(5)转子的轴向振动对转速和流量十分敏感;(6)一般排气端的振动较大;(7)排气压力有波动现象;(8)机组的压比有所下降，严重时压比突降。
喘振旋转失速严重时可以导致端振，但二者并不是一回事。
喘振除了与压缩机内部的气体流动情况有关之外，还同与之相连的管道网络系统的工作特性有密切的联系，压缩机总是和管网联合工作的，为了保证一定的流量通过管网，必须维持一定压力，用来克服管网的阻力。
机组正常工作时的出口压力是与管网阻力相平衡的。
但当压缩机的流量减少到某一值Q,‘时，出口压力会很快下降.然而由于惯性作用，管网中的压力并不马上降低，于是，管网中的气体压力反而大于压缩机的出口压力，因此，管网中的气体就倒流回压缩机，一直到管网中的压力下降到低于压缩机出口压力为止。
这时.压缩机又开始向管网供气。
压缩机的流量增大，恢复到正常的工作状态。
但当管网中的压力又回到原来的压力时，压缩机的流量又减少。
离心压缩机失速的原因
离心压缩机失速的原因离心压缩机是一种常用的压缩机类型，广泛应用于空调、制冷、冷冻、石油化工等领域。
然而，在使用过程中，离心压缩机有时会出现失速的情况，即压缩机无法正常工作，不再能够提供所需的压力和流量。
本文将从多个角度探讨离心压缩机失速的原因。
离心压缩机失速可能是由于进气量不足引起的。
离心压缩机是通过转子的旋转来产生气体的压缩作用，如果进气量不足，压缩机无法获得足够的气体进行压缩，从而导致失速。
进气量不足的原因可能包括进气道堵塞、进气阀门故障等。
为了避免这种情况的发生，使用者应定期检查和清洁进气道和进气阀门，确保其通畅无阻。
离心压缩机失速还可能与过载有关。
过载是指压缩机所承受的负荷超过其设计能力，导致压缩机无法正常工作。
过载可能是由于系统中的其他设备故障、管道堵塞或阀门异常等原因引起的。
为了避免过载造成的失速，使用者应确保系统的负荷在压缩机的设计范围内，并定期检查和维护系统中的其他设备。
离心压缩机失速还可能与压缩机内部部件的损坏有关。
压缩机内部的零部件如轴承、密封件等在长时间运行后可能会出现磨损或损坏，导致压缩机失速。
此时，使用者应及时更换损坏的部件，并进行必要的维护工作，以保证压缩机的正常运行。
过高的排气温度也可能导致离心压缩机失速。
排气温度过高可能是由于冷却系统故障、过热介质等因素引起的。
高温会使压缩机内部的工作介质的密度降低，从而影响压缩机的工作效率，甚至导致失速。
为了避免这种情况的发生，使用者应定期检查和维护冷却系统，确保其正常运行，并采取必要的措施降低介质的温度。
离心压缩机失速还可能与压缩机的设计和选型有关。
如果压缩机的设计不合理或选型不当，可能导致其在工作过程中无法满足要求，从而出现失速的情况。
为了避免这种情况的发生，使用者应根据实际需求选择合适的压缩机，并确保其设计符合工作要求。
离心压缩机失速可能是由于进气量不足、过载、内部部件损坏、过高的排气温度以及设计和选型等多种原因引起的。
为了避免离心压缩机失速的发生，使用者应定期检查和维护压缩机及其相关设备，确保其正常运行。
轴流压气机小扰动诱发旋转失速的试验研究
轴流压气机小扰动诱发旋转失速的试验研究
轴流压气机小扰动诱发旋转失速的试验研究
为了了解压气机旋转失速产生的原因,用试验方法对一低速轴流压气机旋转失速前的小扰动波进行了研究,通过分析该扰动波的特性,推断出小扰动是从转子进口端壁附面层内产生的,该波的振荡是旋转失速产生的根源.
作者：葛宁 Ge Ning 作者单位：南京航空航天大学,动力工程系,江苏,南京,210016 刊名：推进技术ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY 年，卷(期)：2000 21(2) 分类号：V235.113 关键词：轴流式压气机旋转失速小扰动波+。
低速离心压缩机旋转失速的试验研究
第21卷 第3期 2007年09月实验流体力学Journal of Experiments in F luid Mech anicsV ol.21,N o.3 Sep.,2007 文章编号:167229897(2007)0320038206低速离心压缩机旋转失速的试验研究Ξ郭 强1,竺晓程1,杜朝辉1,陈 华2,赵 岩2(1.上海交通大学机械与动力工程学院涡轮机研究所,上海 200030;2.美国H oney well公司,上海 200000) 摘要:对某低速离心压缩机无叶扩压器壁面静压波动和内部流场进行了详细的试验测量,重点研究了小流量工况下的不稳定流动和旋转失速。
在试验中,首先使用高频动态压力传感器获得了不同流量工况下扩压器前盖板处的静压波动,并对测量结果进行了频谱分析,以确定旋转失速起始工况点和不同小流量工况下的失速频率。
然后使用PI V测速设备详细测量了在失速条件下,无叶扩压器及叶轮流道内部的流场变化。
试验丰富了对低速离心压缩机旋转失速流动现象的认识,为设计高性能的离心压缩机提供了丰富的实验数据。
关键词:旋转失速;离心压缩机;无叶扩压器;PI V 中图分类号:TK453 文献标识码:AR otating stall experimental study of a low2speed centrifugal compressorG UO Qiang1,ZHU X iao2cheng1,DU Zhao2hui1,CHE N Hua2,ZHAO Y an2(1.School of Mech.and P ower Engineering,Shanghai Jiao T ong University,Shanghai200030,China;2.H oneywell C orporation,Shanghai200000,China) Abstract:Unsteady flows and rotating stall of a low2speed centrifugal com press or were investigated by measuring vaneless diffuser wall static pressure fluctuation and internal flow fields in detail at different small flow fluxes.Firstly the real time static pressure fluctuations on the vaneless diffuser shroud at different circum2 ferential positions are acquired by high2frequency dynamic pressure transducers.DFT analysis is applied to the experimental results to ascertain the rotating stall beginning operation conditions and stall frequency.Then,the internal flow fields of the centrifugal com press or are investigated with a PI V(Particle Image Velocimetry)sys2 tem at different small flow fluxes.The flow field development of vaneless diffuser and blade flow passage are given in detail at rotating stall conditions.The experiments enrich the understanding of rotating stall flow phe2 nomenon of the low2speed centrifugal com press or and provide full experiment data for designing high perfor2 mance centrifugal com press or. K ey w ords:rotating stall;centrifugal com press or;vaneless diffuser;PI V0 引 言 目前限制压气机设计性能进一步提高的一个重要因素是压气机中常常出现的旋转失速现象。
离心泵内部流动旋转失速特性研究
ｂｙ
ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｗｏｒｋ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｍａｙ ｈｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：
ｐｕｍｐ １．Ｔｗｏ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ
ｍｏｄｅｌｓ ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅ ｖｏｌｕｔｅ ａｎｄ ｒａｄｉａｌ ｄｉｆｆｕｓｅｒ
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｐｒｏ／Ｅ．Ｇｒｉｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ Ｗａｓ
ｍｔｅｍａｌ ｔｕｒｂｄ ｔｈｅｏｒｙ．Ｉｔ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｅ—ｒｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｉｍｐｅｌｌｅｒ ｉｎｌｅｔ ａｎｄ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｔａｌｌ ｏｆ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｐｕｍｐ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ
ｉｍｐｅｌｌｅｒ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｐｅｅｄ ｉｓ ａｂｏｕｔ ２０％ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｅｌｌｅｒ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ．
Ｂｙ ｓｅｔｔｉｎｇ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ，ｔｈｅ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｗａｓ
ｐｕｍｐ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｃｈａｎｇｅ ｉｓ ｔｈｅ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｔａｌｌ ｉｎ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｐｕｍｐｓ，ｗｈｉｃｈ ｃ姐
ｌｅａｄ ｔＯ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｌｏｐｅ．Ｉｎ ｔｈｅ ｍｅａｎｔｉｍｅ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｉｓｅ，ｗｈｉｃｈ ｗｉｌｌ ｇｅｎｅｒａｔｅ
ｆｏｕｎｄ ａｔ ｐａｓｓａｇｅｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｐｕｍｐ ａｐｐｅａｒｓ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｔａｌｌ．
离心式压缩机调速控制及转速冗余设置研究
离心式压缩机调速控制及转速冗余设置研究发布时间：2022-10-12T09:16:13.676Z 来源：《中国科技信息》2022年6月第11期作者：康晓聪韩帅[导读] 压缩机组是炼化行业生产过程中的重要一环,康晓聪韩帅沈阳透平机械股份有限公司，辽宁沈阳110869摘要：压缩机组是炼化行业生产过程中的重要一环,机组的调速控制能帮助机组运行在正常工况下,并满足工艺生产的要求。
而转速是检测、判断离心式压缩机运行工况、参与机组调速控制的重要指标。
目前在市场上,离心压缩机的驱动和变转速调节有多种方案,包括汽轮机驱动并调速、燃气轮机驱动并调速、电动机驱动用变频调速、电动机驱动用液力调速,以及使用其他原动机如柴油机等。
对于电动机驱动的离心压缩机,调速方案主要有两种:一种是变频调速(VariableFrequencyDrive,VFD),属于纯电力调速(非高速电动机须添加齿轮箱增速);另一种是液力调速,有液力耦合器和调速行星齿轮两种方案。
关键词：离心式压缩机；调速控制；转速冗余设置引言离心式压缩机是一种实现连续运输和高转速的节能设备，依靠高速旋转的叶片带动气体产生离心力并完成做功。
离心式压缩机的发展历程已有百年历史。
离心式压缩机的出现和发展晚于往复式压缩机，但目前在许多领域，已逐渐代替往复式压缩机而成为了主要的动力机械，特别是在重大化工生产、气体传输和液化等领域得到了广泛的应用。
传统的容积式压缩机是依靠压缩腔内缩小容积来提高气体压力，因其气体脉动大、易引起管道振动、内部零件易损坏、气体运输不连续等特点逐渐退出重大工业生产领域。
离心式压缩机因其结构紧凑、占用空间小、易操作、运行平稳、可大流量传输等特点，从结构和性能上，都得到了一定程度的提升，适合当代工业发展的需求。
离心式压缩机按结构分为单轴离心式压缩机、齿轮式离心压缩机和原动机与离心压缩机组合式压缩机。
这3类压缩机在性能上各有特色，侧重点不同，以满足不同工业生产的需求。
离心压缩机喘振及完全失速原因分析
" ，与管网特性曲线 35 交于 & 点进入喘振工况区。
此时因流量减小而产生的旋转失速现象使机组流量 压力进一步降低，而管网压力因其容量过大不能马 上下降，大于机组排气压力，逆止阀关闭，压缩机 运行点迅速由 & 点跳至 6 点 。 此 时 ， 压 缩 机 内 部 气流脱离团占据了整个流道面积，因吸气通道被堵 塞，无法解除已产生的脱离团。管网压力沿其性能 曲线略降后，不再受其影响，但机组不能如正常的 喘振工况由 6 点跳至 7 点开始再循环， 而 是 以 一 种完全失速状态在 6 点运行，此时，压缩机内部 气流处于完全涡动状态，并随着转子传递的动能温 度 不 断 升 高 ， 因 !8 9’ ， 负 压 、 电 流 值 均 有 大 幅 度 变化，气流涡动亦引起机组的振动。 基于以上分析，对该机组近期运行记录进行比 较，发现其负压值较大 （ ，运行 ,0’’:; !,<’’:;） 电流偏小 （ ，因此重点检查了滤风 !!’4 !2-’4） 室。发现因异常气候条件的影响，大部分滤网被灰 尘水气粘合成片，已无法清理。更换滤网后再次试 车，设备运行正常。 我厂压缩机配套保护为高压定值放空，对低压 力、低流量的喘振及完全失速现象，目前尚无任何 防护装置，如果不能及时发现，后果不堪设想。基 于经济性考虑，目前主要采取以下两方面措施预防 此类事故的发生。
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可靠性与故障分析
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中国设备工程
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液氨钢瓶爆炸事故分析
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第21卷 第3期 2007年09月实验流体力学Journal of Experiments in F luid Mech anicsV ol.21,N o.3 Sep.,2007 文章编号:167229897(2007)0320038206低速离心压缩机旋转失速的试验研究Ξ郭 强1,竺晓程1,杜朝辉1,陈 华2,赵 岩2(1.上海交通大学机械与动力工程学院涡轮机研究所,上海 200030;2.美国H oney well公司,上海 200000) 摘要:对某低速离心压缩机无叶扩压器壁面静压波动和内部流场进行了详细的试验测量,重点研究了小流量工况下的不稳定流动和旋转失速。
在试验中,首先使用高频动态压力传感器获得了不同流量工况下扩压器前盖板处的静压波动,并对测量结果进行了频谱分析,以确定旋转失速起始工况点和不同小流量工况下的失速频率。
然后使用PI V测速设备详细测量了在失速条件下,无叶扩压器及叶轮流道内部的流场变化。
试验丰富了对低速离心压缩机旋转失速流动现象的认识,为设计高性能的离心压缩机提供了丰富的实验数据。
关键词:旋转失速;离心压缩机;无叶扩压器;PI V 中图分类号:TK453 文献标识码:AR otating stall experimental study of a low2speed centrifugal compressorG UO Qiang1,ZHU X iao2cheng1,DU Zhao2hui1,CHE N Hua2,ZHAO Y an2(1.School of Mech.and P ower Engineering,Shanghai Jiao T ong University,Shanghai200030,China;2.H oneywell C orporation,Shanghai200000,China) Abstract:Unsteady flows and rotating stall of a low2speed centrifugal com press or were investigated by measuring vaneless diffuser wall static pressure fluctuation and internal flow fields in detail at different small flow fluxes.Firstly the real time static pressure fluctuations on the vaneless diffuser shroud at different circum2 ferential positions are acquired by high2frequency dynamic pressure transducers.DFT analysis is applied to the experimental results to ascertain the rotating stall beginning operation conditions and stall frequency.Then,the internal flow fields of the centrifugal com press or are investigated with a PI V(Particle Image Velocimetry)sys2 tem at different small flow fluxes.The flow field development of vaneless diffuser and blade flow passage are given in detail at rotating stall conditions.The experiments enrich the understanding of rotating stall flow phe2 nomenon of the low2speed centrifugal com press or and provide full experiment data for designing high perfor2 mance centrifugal com press or. K ey w ords:rotating stall;centrifugal com press or;vaneless diffuser;PI V0 引 言 目前限制压气机设计性能进一步提高的一个重要因素是压气机中常常出现的旋转失速现象。
旋转失速是一种局部扰动诱发的不稳定流动,它限制机器的稳定工作范围,影响运行的可靠性,在机器的设计和调试中是实现各级匹配的重要障碍,并在过渡态和非设计工况运行中导致灾难性的事故。
因此人们不得不在设计阶段就要考虑一定的失速裕度,因此它们的存在是阻碍叶轮机械效率提高和运行稳定的重要Ξ收稿日期:2006211208;修订日期:2007201227基金项目:国家自然科学基金资助项目(50576052).作者简介:郭 强(1978-),男,河南焦作市人,博士研究生.研究方向:叶轮机械内部复杂流动.E2mail:guoqiang0808@sj2 根源。
旋转失速现象可能发生在离心压缩系统的任何部分或其组合(如叶轮,有叶和无叶扩压器)。
叶轮和有叶扩压器的失速可归因于叶轮和扩压器叶片在大的正迎角情况下的流动分离。
许多研究者对之进行了详细的研究,如T ramm &Dean 和Lakshminarayana &Runstedler[122]。
无叶扩压器内的试验研究大致可分为定常和非定常两大部分。
定常的流动测量包括扩压器进口流动研究[3],扩压器本身内部流动研究[425]和扩压器失速对压缩机喘振的影响[6]。
这些研究侧重于压缩机内部的流动。
对扩压器内部非定常流动特征的研究主要包括Abdelhamid 和其合作者[729],Se 2noo 和K inoshita ,Van Den Braembussche[829]等人的工作。
他们主要使用热线和压力传感器获得了关键进口流动角和旋转失速的基本特征,如失速团的数目及旋转速度。
但是相关文献中没有提供失速条件下,压缩机内部详细的流场测量结果。
笔者在一带无叶扩压器的低速离心压缩机试验台上,综合使用高频动态压力传感器和粒子图像测速仪(PI V )对不同小流量工况下无叶扩压器和叶轮流道内部的不稳定流动进行了详细的试验测量,获得了压缩机旋转失速的基本特征及详细流场,丰富了对低速离心压缩机旋转失速现象的认识。
1 实验仪器及设备 实验装置由进口集流器、离心叶轮、无叶扩压器和和涡壳几部分组成(如图1)。
通过测量进口集流器壁面静压压差可以计算得到压缩机进口质量流量:m =απD 242ρ0Δp (1) 根据该试验装置布置,进口集流器流量修正系数α取值为0.986。
式中,D 为进口集流器直径(m );ρ0为试验条件下的空气密度(kg Πm 3);Δp 为平均静压压差(Pa ); 试验时,通过减小出口流通面积减小进口流量,可以研究小流量下的旋转失速现象。
试验离心风机叶轮参数如表1所示。
无叶扩压器为平行直壁无叶扩压器。
无叶扩压器的宽度与叶轮出口宽度相同,进口直径为400mm ,出口直径为600mm 。
试验中,3个高频动态压力传感器(M odelCYG 1406)被安装在无叶扩压器前盖板上(如图2)测量壁面静压波动。
通过调整传感器不同的周向及径向安装位置,分析静压波动信号,可以获得失速团的数目、失速团沿周向的传播速度及空间分布。
该传感器测量范围为-100～500Pa ,测量精度为0.25%,频响为2000H z 。
传感器信号经C B 268LP 数据采集板后输入PC 机存储。
表1 叶轮参数T able 1 R otor p arameters进口直径出口直径进口安装角出口安装角叶片数叶片高度240mm400mm36°76°1335mm图1 测量装置和实验叶轮Fig.1 Experimental equipment and rotor 该实验所使用的两维PI V 系统由丹麦的Dantec 公司生产。
PI V 系统的图像拍摄系统有激光源、CC D 相机和处理器等组成。
实验中,采用两台双谐振脉冲式Nd :Y AG 激光器为光源,如图1所示。
采用两台独立激光器,可以很方便地选择两个激光脉冲之间的时间间隔,而且时间间隔可以达到微秒级,扩大了速度测量的范围。
在实验中,必须保证两台激光器形成的片光源有良好的重合度,以保证测量在同一测量区域上,而且强度最好相近。
实验中采用K odak Megaplus ES1.0互Π自相关数字相机,分辨率为1018×1008象93 第3期 郭 强等:低速离心压缩机旋转失速的试验研究素。
在相机镜头前还加上一个标准的60mm 镜头(Ni 2kon Micro Nikkor 60Π2.8),在实际测量中,调节镜头就可以保证CC D 相机的焦平面和被测量平面一致。
图2 压力传感器径向测量位置Fig.2 Pressure transducer measurement radial positions2 试验结果分析2.1 离心压缩机性能曲线 图3给出了叶轮800r Πmin 转速下,离心压缩机流量2总压升性能曲线。
离心压缩机总压升为出口总压与进口总压之差。
离心压缩机气源来自大气压,可认为进口总压为0。
出口总压由离心压缩机出气试验测量段的静压和动压测量值算出,但要对离心压缩机出口与测量处之间的压力损失进行修正,即:P 2tot =P 2st +P 2d +6λl d ρ2v 22+6ζρ2v 22(2) 第三项为压缩机出口至测量处间的流动损失,第四项为弯管和扩散管处的局部损失。
图3 性能曲线Fig.3 Perform ance curve 由图可见,随着质量流量的减小,总压升在质量流量0.10kg Πs 时达到最大值。
随着质量流量的进一步减小,总压升开始下降,性能曲线斜率为正,易发生不稳定流动。
由于本文研究的重点为不稳定流动和旋转失速,故试验测量工况点选定在性能曲线斜率为正的区域,质量流量分别为0.10kg Πs ,0.09kg Πs ,0108kg Πs 和0.06kg Πs 。
2.2 不同流量下静压脉动及频谱分析 试验中,3个高频动态压力传感器分别安装在测量位置1,2和3(如图2所示),同时进行采样。
采样频率为1000H z ,采样时间为8s 。
图4给出了质量流量为0.09kg Πs 时,3个传感器测量得到的扩压器前盖板壁面静压脉动的频谱分析结果。