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          水泵流體喘振現(xiàn)象的分析

          瀏覽次數(shù):142 次 更新時(shí)間:2020-06-10

              什么是喘振現(xiàn)象?什么是流體喘振原因?預(yù)防水泵喘振現(xiàn)象的措施有哪些? 

              當(dāng)具有“駝峰”性能曲線的不銹鋼耐腐蝕離心泵與風(fēng)機(jī)在曲線上K點(diǎn)以左區(qū)域工作時(shí),即在不穩(wěn)定區(qū)域工作時(shí),就往往會(huì)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象,或稱為飛動(dòng)現(xiàn)象。喘振現(xiàn)象,即是泵與風(fēng)機(jī)的流量和能頭在瞬間內(nèi)發(fā)生不穩(wěn)定的周期性反復(fù)變化的現(xiàn)象。

          具有駝峰形的某一風(fēng)機(jī)性能曲線,當(dāng)其在大容量的管路中運(yùn)行工作時(shí),如果外界需要的流量為qVA,此時(shí)管路特性曲線和風(fēng)機(jī)的性能曲線相交于A點(diǎn),在該點(diǎn)管路消耗的能量與風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的能量達(dá)到平衡,因此,工作是穩(wěn)定的。當(dāng)外界需要的流量增加到9vb時(shí),工作點(diǎn)向A的右方移動(dòng)至B點(diǎn),此時(shí)工作仍然是穩(wěn)定的。當(dāng)外界需要的流量減小為時(shí),工作點(diǎn)向A的左方移動(dòng)到E點(diǎn),隨著外界需要的流量進(jìn)一步減小至qVK,此時(shí)對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)為尺點(diǎn),尺點(diǎn)為臨界點(diǎn),X點(diǎn)的左方即為不穩(wěn)定工作區(qū)。 如果外界需要的流量繼續(xù)減小到qWK,這時(shí)風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的最大能頭將小于管路中的阻耗,因?yàn)楣苈啡萘枯^大,在這一瞬間管路中的阻耗仍為因此,管路中的阻耗大于風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的能頭,流體開(kāi)始反方向倒流,由管路倒流人風(fēng)機(jī)中(出現(xiàn)負(fù)流量),即工作點(diǎn)由K點(diǎn)移向C點(diǎn)。由于倒流使管路中的壓力迅速下降,工作點(diǎn)很快由C點(diǎn)跳到Z)點(diǎn),此時(shí)流量為零。由于風(fēng)機(jī)在繼續(xù)運(yùn)行,所以當(dāng)管路中壓力降低到相應(yīng)的點(diǎn)壓力時(shí),泵或風(fēng)機(jī)又重新開(kāi)始輸出流量。由駝峰性能曲線可知,為了和管路中的阻能相平衡,相應(yīng)的工況點(diǎn)又跳到E點(diǎn)。只要外界所需要的流向保持小于上述過(guò)程又重復(fù)出現(xiàn),即發(fā)生喘振。如果這樣循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的振蕩頻率合拍,就要引起共振,常造成泵或風(fēng)機(jī)損壞。

                 從理論上講,喘振的發(fā)生應(yīng)具備以下三個(gè)條件:

                ①泵與風(fēng)機(jī)具有駝峰形性能曲線,并在不穩(wěn)定工況區(qū)運(yùn)行。

                ②管路中具有足夠的容積和輸水管中存在空氣。

                ③整個(gè)系統(tǒng)的喘振頻率與機(jī)組的旋轉(zhuǎn)頻率重疊,發(fā)生共振。

          就本質(zhì)來(lái)說(shuō),旋轉(zhuǎn)失速和喘振是兩種不同的概念。旋轉(zhuǎn)失速是由葉片結(jié)構(gòu)特性造成的一種流體動(dòng)力工況,而喘振是泵或風(fēng)機(jī)性能與裝置振蕩耦合后的一種表現(xiàn)形式。

                 喘振與汽蝕現(xiàn)象也是不同的,汽蝕一般發(fā)生在較大流量處,與此相反,喘振發(fā)生在小流量處。而且,喘振的振動(dòng)周期比較長(zhǎng),頻率范圍為10?0.1Hz,而汽蝕的頻率范圍為600-25000Hz0

                  防止泵與風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振的措施如下:

                 ①在大容量管路系統(tǒng)中盡量避免采用具有駝峰形q

          用9v-//性能曲線平直向下傾斜的泵與風(fēng)機(jī)。

                 ②使流量在任何條件下不小于qVKo如果裝置系舒中所需要的流量小于9vk時(shí),可裝設(shè)再循環(huán)管或自動(dòng)排閥門,使泵或風(fēng)機(jī)的出口流量始終大于9VK。

                 ③改變轉(zhuǎn)速或吸入口處裝吸入閥。當(dāng)增加轉(zhuǎn)速或無(wú)大吸入閥時(shí),性能曲線9v-//上臨界點(diǎn)A:向右上方移動(dòng),

          與此相反,當(dāng)降低轉(zhuǎn)速或關(guān)小吸入閥時(shí),性能曲線W-上的臨界點(diǎn)K向左下方移動(dòng),從而可縮小性能曲線的不穩(wěn)定段。

                  ④采用可動(dòng)葉片調(diào)節(jié)。當(dāng)外界需要的流量減小時(shí),線下移,臨界點(diǎn)向左下方移動(dòng),輸出流量相應(yīng)變小。

                  ⑤在管路布置方面,應(yīng)盡量避免壓出管路內(nèi)積存空氣,例如不讓管路有起伏,但要有一定的向上商斜度。另外,盡量把調(diào)節(jié)閥及節(jié)流裝置等靠近泵的出口安裝。

                  ⑥在運(yùn)行中,當(dāng)多臺(tái)泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)時(shí),如果負(fù)荷減小,則應(yīng)盡量提前減少投運(yùn)的臺(tái)數(shù),以保證運(yùn)行設(shè)備在接近正常流量下運(yùn)行。

                 立式管道離心泵與風(fēng)機(jī)由于其起動(dòng)方式與軸流式不同,一般是閥門全關(guān)時(shí)起動(dòng),然后逐漸開(kāi)啟閥門,增加流量,所以當(dāng)采用具有駝峰形性能曲線的泵與風(fēng)機(jī)時(shí),必然要通過(guò)不穩(wěn)定工況區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)有可能發(fā)生喘振現(xiàn)象,但時(shí)間很短,所以由于喘振而導(dǎo)致葉片斷裂的報(bào)道還沒(méi)有。分析起來(lái),離心泵與風(fēng)機(jī)的葉片有前后盤在兩端固定,葉片流道窄,其剛性要比軸流式懸臂梁形且流道寬的葉片強(qiáng)得多,因而在旋轉(zhuǎn)失速的激振作用下發(fā)生共振的可能性也要小得多。


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