離心風機旋轉失速的動力學特征

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旋轉失速現象的合理控制對擴大葉輪機械安全運行范圍具有重要意義。基于石家莊石家莊風機廠失速發生機制的分析，提出了一種失速主動控制方法，即在靠近蝸舌的3個葉輪流道進口處進行噴嘴吹氣。基于節流閥模型，對實施噴嘴吹氣后石家莊風機廠內部的非定常流場進行了數值模擬。分析了4個閥門開度下，石家莊風機廠內部不同軸向截面的相對速度矢量圖、靜壓等值線分布和聲功率級云圖。結果表明，原始石家莊風機發生旋轉失速時流量為4．157 m3／s，噴嘴吹氣后失速發生時流量為3．461 m3／s，安全裕度增大11％，擴穩效果明顯。提出的噴嘴吹氣失速控制方法對石家莊風機的安全運行具有重要的工程價值。關鍵詞：石家莊石家莊風機廠；旋轉失速；吹氣；數值模擬0引言旋轉失速現象廣泛地存在于旋轉葉輪機械領域，如離心或軸流式石家莊風機、壓縮機、泵等，是長期困擾葉輪機械的研究、設計與應用的難題之一。
旋轉失速發生后，會產生額外的氣動載荷和氣動噪聲，嚴重時可能誘發葉片高應力點處的疲勞和斷裂問題，且可能導致喘振，引起本體及連接管道的振動，造成事故隱患。因此，深入研究旋轉失速的控制方法，拓寬其穩定工作范圍具有重要的理論意義和工程價值。失速控制主要分為被動控制與主動控制方法。失速被動控制技術，其核心思想是確保葉輪機械的工作點遠離失速線，避免旋轉失速的發生。應用比較廣泛的被動控制手段有機匣處理，在轉子葉尖區吹氣和放氣，加裝可調進口導葉等。主動控制技術的核心思想是根據反饋系統得到初始擾動信號的相位、大小等參數，人為附加上反向小幅值擾動，使葉輪機械能夠在原本不可能穩定運行的工況點正常工作16。7J。Salunkhe提出了基于交叉相關性技術的主動反饋失速控制策略，并在一臺存在入口擾流情況下軸流壓氣機進行了驗證。
Anthony發展了一種基于對稱點模式技術的軸流石家莊風機失速先兆判定方法，其根據可視化的聲信號發展了旋轉失速警告系統。近年來，出現了一種結合主動與被動控制思想的復合控制技術，即葉尖噴氣技術。有別于被動吹氣技術的是，這種葉頂吹氣技術采用主動吹氣，如李繼超等基于前失速先兆捕捉的失穩控制途徑，結合DsP控制器構建擴穩控制方案，在低速軸流壓氣機上實施了葉頂噴氣擴穩控制，結果顯示只有壓縮機主流O．05％的噴氣量，可以觸發系統的非定常響應，使失速點流量減小多達5．8％，與定常噴氣相比具有自適應的優勢。童志劇對軸流壓縮機內葉尖泄漏渦、失速先兆、葉尖微噴氣的非定常關聯性進行了試驗研究。以上研究表明失速主動控制技術方面已經取得了大量的成果，但目前旋轉失速的控制研究主要集中于軸流式葉輪機械，由于結構的差異和機制的不同，對離心式葉輪機械的旋轉失速現象進行主動控制實施起來比較困難。作者前期的研究結果表明蝸舌對石家莊石家莊風機廠失速先兆的發生具有重要影響。本文提出了在靠近蝸舌的3個葉輪流道入口前設置噴嘴組，在失速先兆發生前向葉輪內部吹氣，研究不同閥門開度下，葉輪內部的流場動力學特征和噪聲特性，并分析噴嘴吹氣對石家莊風機的擴穩效果。

石家莊市風機廠有限責任公司機電分公司，負責銷售石家莊市風機廠各種風機，包括離心式鍋爐鼓風機、鍋爐引風機、軸流風機、防爆風機、防腐風機、噴霧降溫風機、屋頂風機和各種風機配件等。負責承接各種風機的專業維修（包括現場維修及現場動平衡）。
    石家莊市風機廠有限責任公司位于石家莊市西南部石銅路，是全國風機行業重點骨干企業，風機行業協會成員，河北省風機測試中心。生產離心高、中、低壓風機以及軸流風機、高溫風機、防爆風機，并按用戶要求設計制造非標風機產品，品種齊全，品質優良。其產品廣泛應用于鍋爐鼓引風、礦山通風、化工、冶金、制藥、電力、紡織、水泥、隧道、化鐵爐、建筑、輸送物料、污水處理、糧庫通風、溫室大棚、消防排煙等各領域。
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