1.防止压气机喘振措施,原理
喘振的形成
压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率,高振幅的震荡现象。这种低频率高振幅的气流振荡是一种很大的激振力来源,他会导致发动机机件的强烈机械振动和热端超温,并在很短的时间内造成机件的严重损坏,所以在任何状态下都不允许压气机进入喘振区工作.
喘振时的现象是;发动机的声音由尖哨转变为低沉;发动机的振动加大;压气机出口总压和流量大幅度的波动;转速不稳定,推力突然下降并且有大幅度的波动;发动机的排气温度升高,造成超温;严重时会发生放炮,气流中断而发生熄火停车。因此,一旦发生上述现象,必须立即采取措施,使压气机退出喘振工作状态。
喘振的根本原因,由于攻角过大,使气流在叶背处发生分离而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。
压气机由定子(stator)页片与转子(rotor)页片交错组成,一对定子页片与转子页片称为一级,定子固定在发动机框架上,转子由转子轴与涡轮相连。现役涡喷发动机一般为8-12级压气机。级数越多越往后压力越大,当战斗机突然做高g机动时,流入压气机前级的空气压力骤降,而后级压力很高,此时会出现后级高压空气反向膨胀,发动机工作极不稳定的状况,工程上称为“喘振”,这是发动机最致命的事故,很有可能造成停车甚至结构毁坏。防止“喘振”发生有几种办法。经验表明喘振多发生在压气机的5,6级间,在次区间设置放气环,以使压力出现异常时及时泄压可避免喘振的发生。或者将转子轴做成两层同心空筒,分别连接前级低压压气机与涡轮,后级高压压气机与另一组涡轮,两套转子组互相独立,在压力异常时自动调节转速,也可避免喘振。
2.防止压气机喘振措施,原理
喘振的形成 压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率,高振幅的震荡现象。
这种低频率高振幅的气流振荡是一种很大的激振力来源,他会导致发动机机件的强烈机械振动和热端超温,并在很短的时间内造成机件的严重损坏,所以在任何状态下都不允许压气机进入喘振区工作. 喘振时的现象是;发动机的声音由尖哨转变为低沉;发动机的振动加大;压气机出口总压和流量大幅度的波动;转速不稳定,推力突然下降并且有大幅度的波动;发动机的排气温度升高,造成超温;严重时会发生放炮,气流中断而发生熄火停车。因此,一旦发生上述现象,必须立即采取措施,使压气机退出喘振工作状态。
喘振的根本原因,由于攻角过大,使气流在叶背处发生分离而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。 压气机由定子(stator)页片与转子(rotor)页片交错组成,一对定子页片与转子页片称为一级,定子固定在发动机框架上,转子由转子轴与涡轮相连。
现役涡喷发动机一般为8-12级压气机。级数越多越往后压力越大,当战斗机突然做高g机动时,流入压气机前级的空气压力骤降,而后级压力很高,此时会出现后级高压空气反向膨胀,发动机工作极不稳定的状况,工程上称为“喘振”,这是发动机最致命的事故,很有可能造成停车甚至结构毁坏。
防止“喘振”发生有几种办法。经验表明喘振多发生在压气机的5,6级间,在次区间设置放气环,以使压力出现异常时及时泄压可避免喘振的发生。
或者将转子轴做成两层同心空筒,分别连接前级低压压气机与涡轮,后级高压压气机与另一组涡轮,两套转子组互相独立,在压力异常时自动调节转速,也可避免喘振。
3.压气机为什么会喘振
喘振现象:即是泵(压机同理)与风机的流量和能头在瞬间内发生不稳定的周期性反复变化的现象称为喘振现象。
从理论上讲,喘振的发生应具备三个条件:
(1)泵(压机同理)与风机具有驼峰形性能曲线,并在不稳定的工况区工作。
(2)管路中具有足够的容积和输出管中存有空气。
(3)系统喘振频率与机组旋转频率重叠,发生共振
当转速一定,压缩机的进料减少到一定的值,造成叶道中气体的速度不均匀和出现倒流,当这种现象扩展到整个叶道,叶道中的气流通不出去,造成压缩机级中压力突然下降,而级后相对较高的压力将气流倒压回级里,级里的压力又恢复正常,叶轮工作也恢复正常,重新将倒流回的气流压出去。此后,级里压力又突然下降,气流又倒回,这种现象重复出现,压缩机工作不稳定,这种现象成为喘振现象。
4.压气机为什么会喘振
喘振现象:即是泵(压机同理)与风机的流量和能头在瞬间内发生不稳定的周期性反复变化的现象称为喘振现象。
从理论上讲,喘振的发生应具备三个条件:
(1)泵(压机同理)与风机具有驼峰形性能曲线,并在不稳定的工况区工作。
(2)管路中具有足够的容积和输出管中存有空气。
(3)系统喘振频率与机组旋转频率重叠,发生共振
当转速一定,压缩机的进料减少到一定的值,造成叶道中气体的速度不均匀和出现倒流,当这种现象扩展到整个叶道,叶道中的气流通不出去,造成压缩机级中压力突然下降,而级后相对较高的压力将气流倒压回级里,级里的压力又恢复正常,叶轮工作也恢复正常,重新将倒流回的气流压出去。此后,级里压力又突然下降,气流又倒回,这种现象重复出现,压缩机工作不稳定,这种现象成为喘振现象。
5.压气机的喘振现象
发动机的声音由尖哨转变为低沉;发动机的振动加大;压气机出口总压和流量大幅度的波动;转速不稳定,推力突然下降并且有大幅度的波动;发动机的排气温度升高,造成超温;严重时会发生放炮,气流中断而发生熄火停车。因此,一旦发生上述现象,必须立即采取措施,使压气机退出喘振工作状态。
6.增压器喘振的原因
增压器喘振的原因当压气机的流量减小到一定值后,气体进入工作叶轮和扩压器的方向偏离设计工况,造成气流从叶片或扩压器上强烈分离,同时产生强烈脉动,并有气体倒流,引起压气机工作不稳定,导致压气机振动,并发出异常的响声。
(1)气流通道堵塞 [增压系统流道堵塞是引起增压器喘振最常见的原因]*增压系统的气体流动路线:压气机进口滤器和消音器 压气机叶轮 压气机扩压器 空气冷却器 扫气箱 柴油机的进气口(阀) 排气口(阀) 排气管 废气涡轮喷嘴环 废气涡轮叶轮 废气锅炉 烟囱*上述流动路线中的任一环节发生阻塞,如脏污、结炭变形等都会因流阻增大而使压气机流量减小,背压升高,引起喘振。*其中易脏堵的部件是进口滤器,压气机叶轮和扩压器,空气冷却器,气缸进气口和排气口,涡轮喷嘴环和叶轮。
另外,涡轮的喷嘴环易发生热变形。*管理中应注意检查上述部件的污损,并加以清洁。
这样就可以防止和排除因流道堵塞而引起的喘振。(2)增压器和柴油机的运行失配对于设计时选配良好的柴油机和增压器,在正常情况下是不会发生喘振的。
但是由于柴油机本身的某些故障或者由于装载、顶风、污底等原因,或者由于轮机员操作不当以及在大风浪天航行,都可能导致柴油机和增压器匹配不良引起喘振。*柴油机喷油设备出现故障;柴油机活塞环断裂或者粘着;气阀烧损,这时如果柴油机的供油量不变,就会破坏柴油机和增压器的正常匹配关系,导致压气机在高背压小流量的状态下工作,严重是就会发生增压器喘振。
这时只要排除了柴油机的故障也就消除了喘振。*当船舶满载,顶风,污底严重时,因阻力增加,主机负荷加大,柴油机在低转速高负荷下运行气缸耗气量降低而循环喷油量增加,废气能量增大,也会使增压器转速升高,供气量增多,这也容易引起增压器和柴油机匹配不良而出现喘振,此时降低油门即可消除喘振。
*若轮机人员操作不慎,可能使增压器与柴油机失配而发生喘振,但不久又能恢复匹配关系,喘振即可自动消失,如高速下停车,需急速将操纵杆拉到停油位置,急速降低主机转速时也会出现类似情况;主机加速过快时增压器也会发生短暂喘振。*船舶在风浪天航行发生飞车时,并联增压系统和单独增压系统回发生喘振。
在并联增压时,辅助泵因转速高供气增多,使压气机背压较高而流量减小,引起喘振;在单独增压系统时,若螺旋桨入水时柴油机转速过低,会造成压气机阻塞而发生喘振。(3)脉冲增压一缸熄火或各缸负荷严重不均当某缸熄火时,与之相连的涡轮功率减小,转速下降,供气能力降低,而其它增压器正常工作,压气机的出口背压仍与正常运转时相同。
这对于同熄火缸相连的增压器来说背呀就显得过高,使排量减小,发生喘振。由于喘振使得压气机出口压力波动幅度较大,甚至可能引发多台增压器交替喘振。
若使熄火缸恢复工作或减小另一组气缸的供油量,则可消除喘振。各缸负荷不均引起喘振的机理与上述相同。
(4)环境温度的变化在低温时匹配的不带空冷器的增压器和柴油机如用在高温海域时,或者在高温时匹配的带有空冷的增压器和柴油机用在低温海域时,由于两者匹配关系的改变,运行点更靠近喘振区,因而容易引起喘振。
7.压缩机喘振
-- 喘振的形成
发动机是飞机的心脏,发动机的正常运转保证了飞机的安全.发动机的喘振是发动机的所有故障中最有危害性的一个.现就从喘振的形成,发生的条件,预防措施及使用维护中注意的事项做以浅析.
喘振的形成
压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率,高振幅的震荡现象。这种低频率高振幅的气流振荡是一种很大的激振力来源,他会导致发动机机件的强烈机械振动和热端超温,并在很短的时间内造成机件的严重损坏,所以在任何状态下都不允许压气机进入喘振区工作.
喘振时的现象是;发动机的声音由尖哨转变为低沉;发动机的振动加大;压气机出口总压和流量大幅度的波动;转速不稳定,推力突然下降并且有大幅度的波动;发动机的排气温度升高,造成超温;严重时会发生放炮,气流中断而发生熄火停车。因此,一旦发生上述现象,必须立即采取措施,使压气机退出喘振工作状态。
喘振的根本原因,由于攻角过大,使气流在叶背处发生分离而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。
喘振的物理过程是:空气流量下降,气流攻角增加,当流量减少到一定程度时,流入动叶的气流攻角大于设计值,于是在动叶叶背出现气流分离,流量下降越多,分离区扩展越大,
当分离区扩展到整个压气机叶栅通道时,压气机叶栅完全失去扩压能力,这时,动叶再也没有能力压向后方,克服后面较强的反压,于是,流量急剧下降,不仅如此,由于动叶叶栅失去扩压能力,后面高压气体还可能通过分离的叶栅通道倒流至压气机前方,或由于叶栅通道堵塞气流瞬时中断,倒流的结果,使压气机后面的反压降得很低,整个压气机流路在这一瞬间就变得“很通畅”,而且由于压气机仍保持原来的转速,于是瞬时大量气流被重新吸入压气机,压气机恢复“正常”流动和工作,流入动叶的气流由负攻角很快增加到设计值,压气机后面也建立起了高压气流。这是喘振过程中气流重新吸人状态。然而,由于发生喘振的流动条件并没有改变,因此,随着压气机后面反压的不断升高,压气机流量又开始减小,直到分离区扩展至整个叶栅通道,叶栅再次失去扩压能力,压气机后面的高压气体再次向前倒流或瞬时中断……,如此周而复始地进行下去
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8.增压器喘振的原因是什么
增压器喘振的原因
当压气机的流量减小到一定值后,气体进入工作叶轮和扩压器的方向偏离设计工况,造成气流从叶片或扩压器上强烈分离,同时产生强烈脉动,并有气体倒流,引起压气机工作不稳定,导致压气机振动,并发出异常的响声。
(1)气流通道堵塞 [增压系统流道堵塞是引起增压器喘振最常见的原因]
*增压系统的气体流动路线:
压气机进口滤器和消音器 压气机叶轮 压气机扩压器 空气冷却器 扫气箱 柴油机的进气口(阀) 排气口(阀) 排气管 废气涡轮喷嘴环 废气涡轮叶轮 废气锅炉 烟囱
*上述流动路线中的任一环节发生阻塞,如脏污、结炭变形等都会因流阻增大而使压气机流量减小,背压升高,引起喘振。
*其中易脏堵的部件是进口滤器,压气机叶轮和扩压器,空气冷却器,气缸进气口和排气口,涡轮喷嘴环和叶轮。另外,涡轮的喷嘴环易发生热变形。
*管理中应注意检查上述部件的污损,并加以清洁。这样就可以防止和排除因流道堵塞而引起的喘振。
(2)增压器和柴油机的运行失配
对于设计时选配良好的柴油机和增压器,在正常情况下是不会发生喘振的。但是由于柴油机本身的某些故障或者由于装载、顶风、污底等原因,或者由于轮机员操作不当以及在大风浪天航行,都可能导致柴油机和增压器匹配不良引起喘振。
*柴油机喷油设备出现故障;柴油机活塞环断裂或者粘着;气阀烧损,这时如果柴油机的供油量不变,就会破坏柴油机和增压器的正常匹配关系,导致压气机在高背压小流量的状态下工作,严重是就会发生增压器喘振。这时只要排除了柴油机的故障也就消除了喘振。
*当船舶满载,顶风,污底严重时,因阻力增加,主机负荷加大,柴油机在低转速高负荷下运行气缸耗气量降低而循环喷油量增加,废气能量增大,也会使增压器转速升高,供气量增多,这也容易引起增压器和柴油机匹配不良而出现喘振,此时降低油门即可消除喘振。
*若轮机人员操作不慎,可能使增压器与柴油机失配而发生喘振,但不久又能恢复匹配关系,喘振即可自动消失,如高速下停车,需急速将操纵杆拉到停油位置,急速降低主机转速时也会出现类似情况;主机加速过快时增压器也会发生短暂喘振。
*船舶在风浪天航行发生飞车时,并联增压系统和单独增压系统回发生喘振。在并联增压时,辅助泵因转速高供气增多,使压气机背压较高而流量减小,引起喘振;在单独增压系统时,若螺旋桨入水时柴油机转速过低,会造成压气机阻塞而发生喘振。
(3)脉冲增压一缸熄火或各缸负荷严重不均
当某缸熄火时,与之相连的涡轮功率减小,转速下降,供气能力降低,而其它增压器正常工作,压气机的出口背压仍与正常运转时相同。这对于同熄火缸相连的增压器来说背呀就显得过高,使排量减小,发生喘振。由于喘振使得压气机出口压力波动幅度较大,甚至可能引发多台增压器交替喘振。若使熄火缸恢复工作或减小另一组气缸的供油量,则可消除喘振。
各缸负荷不均引起喘振的机理与上述相同。
(4)环境温度的变化
在低温时匹配的不带空冷器的增压器和柴油机如用在高温海域时,或者在高温时匹配的带有空冷的增压器和柴油机用在低温海域时,由于两者匹配关系的改变,运行点更靠近喘振区,因而容易引起喘振。
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