旋转失速与喘振故障的机理与诊断（1）www.pmec.net 中国设备管理网（2005-06-16）文章来源：中国设备管理网旋转失速与喘振是高速离心压缩机特有的一种振动故障。这种故障是由于流体流动分离造成的，设备本身一般没有明显的结构缺陷，因而不需要停工检修，通过调节流量即可使振动减至允许值。当旋转脱离进一步发展为喘振时，不仅会引起机组效率下降，而且还会对机器造成严重危害。喘振会导致机器内部密封件、轴承等损坏，严重的甚至会导致转子弯曲、联轴器损坏。喘振是离心压缩机等流体机械运行最恶劣、最危险的工况之一，对机器危害很大。对这种危害性极大但又不需要停机即可处理的故障，最能显示出状态监测与故障诊断工作的作用与效益。一、旋转失速的机理与特征1. 旋转失速旋转失速的机理首先由 H.W.Emmons 在 1995 年提出。旋转失速的形成过程大致如下。离心压缩机的叶轮结构、尺寸都是按额定流量设计的，当压缩机在正常流量下工作时，气体进入叶轮的方向 B!与叶片进口安装角 BS一致，气体可以平稳地进人叶轮，如图 1（a）所示，此时，气流相对速度为 s「入口径向流速为 C1O当进人叶轮的气体流量小于额定流量时，气体进人叶轮的径向速度减少为气体进人叶轮的相对速度的方向角相应的减少到 B1/，因而与叶片进口安装角 BS 不相一致。此时气体将冲击叶片的工作面（凸面），在叶片的凹面附近形成气流旋涡，旋涡逐渐增多使流道有效流通面积减小。由于制造、安装维护或运行工况等方面的原因，进人压缩机的气流在各个流道中的分配并不均匀，气流旋涡的多少也有差别。如果某一流道中［图 1（b）中的流道 2］气流旋涡较多，则通过这个流道的气量就要减少，多余的气量将转向邻近流道（流道 1 和 3）O 在折向前面的流道（流道1）时，因为进人的气体冲在叶片的凹面上，原来凹面上的气流旋涡有一部分被冲掉，这个流道里的气流会趋于畅通。而折向后面流道（流道 3）的气流则冲在叶片的凸面上，使得叶片凹面处的气流产生更多的旋涡，堵塞了流道的有效流通面积，迫使流道中的气流又折向邻近的流道°如此轮番发展，由旋涡组成的气流堵塞团（称为失速团或失速区）将沿着叶轮旋转的相反方向轮流在各个流道内出现。因为失速区在反方向传播速度小于叶轮的旋转速度，所以，从叶轮之外的绝对参考系来看，失速区还是沿着叶轮旋转方向转动，这就是旋转失速的机理。尽管实际气流情况比较复杂，但 H.W.Emmons 提出的旋转失速机理还是为后人的研究工...
