轴流风机的Q－H性能曲线
风机产生喘振应具备的条件
• 风机在喘振区工作时，流量急剧波动，产生气 流的撞击，使风机发生强烈的振动，噪声增大， 而且风压不断晃动，风机的容量与压头越大， 则喘振的危害性越大。故风机产生喘振应具备 下述条件： • a）风机的工作点落在具有驼峰形Q－H性能曲 线的不稳定区域内； • b）风道系统具有足够大的容积，它与风机组 成一个弹性的空气动力系统； • c）整个循环的频率与系统的气流振荡频率合 拍时，产生共振。
动叶中旋转脱流的形成
轴流风机的Q－H性能曲线
轴流风机失速探头安装位置示意图
轴流风机失速探头性能图
喘振
• 轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍 形的区域，在此区段运行有时会出现风机 的流量、压头和功率的大幅度脉动，风机 及管道会产生强烈的振动，噪声显著增高 等不正常工况，一般称为“喘振”，这一 不稳定工况区称为喘振区。实际上，喘振 仅仅是不稳定工况区内可能遇到的现象， 而在该区域内必然要出现的则是旋转脱流 或称旋转失速现象。
防止喘振的具体措施
• 1）使泵或风机的流量恒大于QK。如果系统中所需要的流量小于 QK时，可装设再循环管或自动排出阀门，使风机的排出流量恒 大于QK. • 2）如果管路性能曲线不经过坐标原点时，改变风机的转速，也 可能得到稳定的运行工况。通过风机各种转速下性能曲线中最 高压力点的抛物线，将风机的性能曲线分割为两部分，右边为 稳定工作区，左边为不稳定工作区，当管路性能曲线经过坐标 原点时，改变转速并无效果，因此时各转速下的工作点均是相 似工况点。 • 3）对轴流式风机采用可调叶片调节。当系统需要的流量减小时， 则减小其安装角，性能曲线下移，临界点向左下方移动，输出 流量也相应减小。 • 4）最根本的措施是尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的风机， 而采用性能曲线平直向下倾斜的风机。
风机的失速和喘振
升力的概念
• 由流体力学知，当速度为v的直线平行流以某一冲角 （翼弦与来流方向的夹角）绕流二元孤立翼型（机翼） 时，由于沿气流流动方向的两侧不对称，使得翼型上部 区域的流线变密，流速增加，翼型下部区域的流线变稀， 流速减小。因此，流体作用在翼型下部表面上的压力将 大于流体作用在翼型上部表面的压力，结果在翼型上形 成一个向上的作用力。如果绕流体是理想流体，则这个 力和来流方向垂直，称为升力，其大小由儒可夫斯基升 力公式确定： • FL＝ρυ∞Γ • Γ－速度环量 ρ－绕流流体的密度 • 其方向是在来流速度方向沿速度环量的反方向转90°来 确定。
风机正常工况与脱流工况的气流状 况对比
风机正常工作时的气体流动方向
风机脱流工况时的气体流动方向
失速现象
• 轴流风机叶片前后的压差，在其它都不变 的情况下，其压差的大小决定于动叶冲角 的大小，在临界冲角值以内，上述压差大 致与叶片的冲角成比例，不同的叶片叶型 有不同的临界冲角值。翼型的冲角超过临 界值，气流会离开叶片凸面发生边界层分 离现象，产生大面积的涡流，此时风机的 全压下降，这种情况称为“失速现象”。
失速与喘振的联系
• 失速和喘振是两种不同的概念，失速是叶片结构特 性造成的一种流体动力现象，它的一些基本特性， 例如：失速区的旋转速度、脱流的起始点、消失点 等，都有它自己的规律，不受风机系统的容积和形 状的影响。 • 喘振是风机性能与管道装置耦合后振荡特性的一种 表现形式，它的振幅、频率等基本特性受风机管道 统容积的支配，其流量、压力功率的波动是由不 稳定工况区造成的，但是试验研究表明，喘振现象 的出现总是与叶道内气流的脱流密切相关，而冲角 的增大也与流量的减小有关。所以，在出现喘振的 不稳定工况区内必定会出现旋转脱流。