离心式压缩机特性曲线与喘振现象初探

《离心式压缩机特性曲线与喘振现象初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、净化装置技术培训离心式压缩机特性曲线与喘振现象初探2012-10-28所谓管网，一般是指与压缩机连接的进气管路，排气管路以及这些管路上的附件及设备的总称。但对离心式压缩机来说，管网只是指压缩机后面的管路及全部装置。这样规定后，在研究压缩机与其管网的关系时就可以避开压缩机的进气条件将随工况变化的问题，使问题得到简化。下图左侧是压缩机与排气系统中第一个设备相连的示意图，排气管上有调整阀门。一、管网特性曲线为了把气体送入内压力为Pr的设备去，管网始端的压力（称为压缩机出口的背压）Pe为：Pe=Pr＋△P=Pr＋AQ2（1）式中△P包括管网中的摩擦损

2、失和局部阻力损失，A为总阻力损失的计算系数。将式（1）表示在右侧图上，即为一条二次曲线，它是管网端压与进气量的关系曲线，称为管网性能曲线。一、管网特性曲线管网性能曲线实际上相当于管网的阻力曲线，此曲线的形状与容器的压力及通过管路的阻力有关。当从压缩机到容器的管网很短、阀门全开，因而阻力损失很小时，管网特性曲线几乎是一水平线如线1。当管路很长或阀门关小时，阻力损失增大，管网性能曲线的斜率增加，于是变成线2所示。阀门开度愈小，曲线变得愈陡，如线3。如果容器中压力下降，则管网性能曲线将向下平移；当Pr为常压时，管网性能曲线就是线4。可见管网的性能曲

3、线是随管网的压力和阻力的变化而变化的。一、管网特性曲线级的性能曲线—指气体流过该级时所得到的压力比ε、效率η及功率N随该级的进气量Qj而变化的曲线。即ε-Qj、η-Qj、N-Qj的曲线。这些曲线是由试验测得。压力比ε随着流量的增加而下降，功率和效率随着流量的增加而增加。当达到某一流量时，流量再增加则功率和效率下降。二、离心压缩机的性能曲线离心压缩机的性能曲线---与级的曲线类似。指整机的压力比ε、效率η及功率N随进口气体流量Q而变化的曲线。下图为单级、两级和三级压缩的离心压缩机整机ε-q曲线，由图可看出：二、离心压缩机的性能曲线a多级与单级相

4、比，整机的喘振流量增大，堵塞流量减小。B多级与单级相比，整机性能曲线的形状变陡，稳定工况范围变窄。压缩机性能曲线左边受到喘振工况的限制，右边受到阻塞工况的限制。二、离心压缩机的性能曲线喘振工况是小流量下的一种压缩机不稳定状况，不仅与压缩机级的设计导致的旋转失速有关，还与外管网有关，我们在后面予以描述。阻塞工况也称作最大流量工况，造成这种工况有两种可能：一是级中流道中某喉部处气流达到临界状态，这时气体的容积流量已是最大值，任凭压缩机背压再降低，流量也不可能再增加。另一种情况是流道内并未达到临界状态，即尚未出现“阻塞”工况，但压缩机在偌大的流量下

5、，机内流动损失很大，所能提供的排气压力很小，几乎接近零能头，仅够用来克服排气管的流动阻力以维持这样大的流量。二、离心压缩机的性能曲线当离心压缩机向管网中输送气体时，如果气体流量和排出压力都相当稳定（即波动甚小），这就是表明压缩机和管网的性能协调，处于稳定操作状态。这个稳定工作点具有两个条件：一是压缩机的排气量等于管网的进气量；二是压缩机提供的排压等于管网需要的端压。所以这个稳定工作点一定是压缩机性能曲线和管网性能曲线交点，因为这个交点符合上述两个相关条件。三、离心压缩机的工作点把压缩机的性能曲线Pκ-Qj同管路特性曲线Pe-Qj画在同一坐标上

6、，横轴以Qj表示，纵轴以压力P表示，则两曲线的交点M即为压缩机的工作点。下图是离心压缩机工作点示意图（图中用质量流量G代替容积流量），图中线1为压缩机性能曲线，线2为管网性能曲线。三、离心压缩机的工作点假设压缩机不是在A点而是在某点A1工况下工作，由于在这种情况下，压缩机的流量G1大于A点工况下的G0，在流量为G1的情况下管网要求端压为PB1，比压缩机能提供的压力PA1还大△P，这时压缩机只能自动减量（减小气体的动能，以弥补压能的不足）；随着气量的减小，其排气压力逐渐上升，直到回到A工况点。假设不是回到工况点A而是达到工况点A2，这时压缩机提

7、供的排气压力大于管网需要的压力，压缩机流量将会自动增加，同时排气压力则随之降低，直到和管网压力相等才稳定，只有两曲线的交点A才是压缩机的实际工作点。三、离心压缩机的工作点离心式压缩机在不同转速n下都有一条出口压力P（或压比ε）与流量Q之间的曲线。P（或ε）-Q曲线是一条在气量不为零处有一最高点的曲线，最高点右侧称为稳定工作区，左侧称为不稳定工作区（喘振区），最高点所对应的气量为压缩机喘振的最小流量Qjmin。四、离心式压缩机喘振曲线每一个转速下的特性曲线均有一峰值，而这一点即为喘振点。将喘振曲线上所有喘振点连接起来，即可得一曲线，叫做离心压缩

8、机的喘振曲线。控制线喘振线入口流量(hx)PD/PS离心压缩机工作性能图止回线速度线喘振的实质喘振又叫“飞动”，是离心压缩机的实际工作流量到一定程度时，气流进入叶片