Что такое помпаж осевого компрессора

Помпаж может наблюдаться при работе осевых, центробежных насосов, компрессоров и вентиляторов.

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Помпаж центробежный насосов

К помпажу более склонны тихоходные насосы, характеристика которых имеет следующий вид:

Рассмотрим систему, в которой насос, через обратный клапан подает жидкость в резервуар. Предположим, что в какой-то момент потребление жидкости из резервуара становится значительно меньше подачи насоса, вследствие чего начинает расти уровень жидкости, а значит увеличивается и статическое давление, которое должен преодолеть насос для подачи жидкости в резервуар. Получается, что напор на выходе насоса должен увеличиться, в момент когда насос уже не может развить потребный напор происходит срыв подачи, она падает до 0. Обратный клапан закрывается, поток от насоса в резервуар отсутствует. За счет потребления жидкости уровень падает, когда напора насоса будет достаточно для преодоления сопротивления, подача резко возрастет до первоначального значения.

Процесс, описанный выше, является примером помпажа динамического насоса.

Видео:27) От чего бывает помпаж - почти все случаи, свои можете коментировать буду рад этомуСкачать

Причины возникновения помпажа

Причинами возникновения помпажа могут быть измения условий работы насоса, увеличение нагрузки (давления), изменение гидравлического сопротивления, снижение частоты вращения рабочего колеса насоса (например при падении напряжения сети). Также помпаж может наблюдаться при параллельной работе насосов, если напор одного из них при нулевой подаче меньше напора второго при одиночной работе на сеть.

Видео:Анохин В. Г. Компрессор ТРД. ПомпажСкачать

Предупреждение помпажа

Помпаж является нежелательным явлением, и может привести к поломке насосной станции и нарушению герметичности трубопроводов. Наиболее значимыми мерами по устранению эффекта помпажа являются:

• использование насосов, компрессоров и вентиляторов, в характеристике которых отсутствует восходящий участок;
• использование машин зона помпажа, которых сдвинута в область малых подач;
• использование антипомпажного клапана, который при уменьшении расхода до границы помпажа отправляет жидкость (или газ) на всасывание или в атмосферу.

Видео:Рабочий процесс в осевой ступени турбиныСкачать

Помпаж. Неустойчивость работы.

Помпаж это неустойчивый режим работы насоса, компрессора или турбины, при котором резко изменяются подача и напор.

В системах, состоящих из центробежных и осевых машин и трубопроводов, возникновение неустойчивой работы обусловлено рядом причин
срывами потока с лопастей – при дроссельном регулировании до малых расходов.
резким изменением частоты вращения вала насоса – при изменении частоты и электрической сети
быстрым изменением расходов со стороны потребителей и т.д.

Содержание статьи

Видео:Неустойчивая работа компрессора, пампаж (Павлов)Скачать

Помпаж это

Такие возмущения выводят систему из равновесия и в некоторых случаях могут привести к неустойчивой работе системы, выраженной в самопроизвольных колебаниях подачи, давления и мощности.

В тех случаях, когда такие колебания со временем затухают, система считается устойчивой. Однако при определенных условиях случайные возмущения вызывают колебания с возрастающей амплитудой, устойчивость не восстанавливается и в системе возникают автоколебания – помпаж.

Явление помпажа сходно с явлением резонанса при колебаниях механических систем.

Неустойчивость и помпаж насоса нежелательны вследствие нарушения постоянства рабочего режима установки. Помпаж опасен ввиду резкого, толчкообразного повышения давления в потоке и соответственно увеличения напряжения в рабочих частях системы.

Исследование устойчивости легко провести общеизвестным способом: если изменив одну их величин, определяющих явление, обнаруживают, что прочие величины стремятся привести процесс в исходное состояние, то процесс устойчив.

Читайте также: Подшипник для компрессора кондиционера ниссан теана

Процесс и причины помпажа.

Для иллюстрации помпажа рассмотрим вариант работы насоса на сеть с малой емкостью.

Характеристика сети в случае наличия дроссельного регулирования может занимать положение a, b, c, d и e так, что характеристика b касается характеристики насоса в точке В₁, а с в точке С₂. Предположим, что при работе насоса в точке D в сети произошло резкое увеличение расхода, при этом напор понизился, а сопротивление сети возросло.

Разность этих напоров уменьшит подачу до величины, соответствующей точке D. Таким образом, изменение расхода вызывает здесь такое измененеи напора, которое приводит процесс в исходное состояние.

Если предположить уменьшение расхода при работе в точке D, то возникает разность напоров, действующая со стороны машины, что приводит к возрастанию расхода до исходного (точка D).

Это указывает на устойчивость работы машины в точке D данной характеристики.

Теперь рассмотрим произвольную точку А₂ на ветке В₁С₂ характеристики. Увеличение подачи выше Q_А2 , вызванное внезапным возмущением, обуславливает рост напора насоса и дальнейшее самопроизвольное увеличение подачи до величины, соответствующей точке А₃.

При уменьшении подачи сопротивление сети оказывается больше напора, создаваемого насосом, и это вызывает дальнейшее уменьшение подачи(до точки А₁). Поэтому ветка В₁С₂ – это ветка неустойчивой части характеристики.

Если каким-то способом насос поставлен на работу в точке А₂ характеристики, то малейшее изменение в сети повлечет за собой сползание режима в точку А₁ или А₂ . Это и есть неустойчивость.

Обобщив эти соображения, можно отметить, что неустойчивой веткой характеристики является та часть, где восходящий участок характеристики насоса проходит круче характеристики трубопровода.

Работа агрегата при помпаже

Участок неустойчивой работы не может иметь места в тех случаях, когда характеристики насоса и сети пересекаются только в одной точке.

В случае работы насоса на сеть большой ёмкости также возможен помпаж.

Предположим, что центробежный насос работает в системе, обладающей очень малыми гидравлическими сопротивлениями.

При работе установки расход Qп поступает к потребителям из емкости А. Пусть Q_п Q_п , то давление в емкости А будет постепенно повышаться и характеристика сети (при отсутствии сопротивления это прямая линия) будет перемещаться вверх параллельно оси абсцисс.

Рабочая точка системы будет перемещаться по характеристике насоса вверх, а подача будет постепенно уменьшаться.

В тот момент, когда точка a займет положение а_гр , ещё имеется неравенство Q_гр > Q_п , а насос уже создает максимальное давление Р_гр. Благодаря инерции среды, движущейся в каналах машины и всасывающей и напорной трубах, произойдет повышение давления в емкости до Р_а > Р_гр.

Наличие емкости А давления Р_А большего, чем давление Р_гр , создаваемое машиной, вызовет торможение потока и обратное течение среды из емкости А через машину наружу.

Однако, вследствие указанного и наличия Q_п через некоторое время давление в емкости А падает до давления холостого хода и центробежная машина вновь начинает подавать среду с расходом Q’

Читайте также: Не отключается компрессор кондиционера митсубиси

Но Q’ > Q_п , поэтому давление в емкости А снова начнет возрастать и описанный выше процесс повторится. Установка будет работать в режиме помпажа, т.е. с периодическими колебаниями давления и подачи.

Применяя изложенный выше метод, можно доказать, что помпаж может возникать только в трубопроводных сетях большой емкости.

Предупреждение помпажа

Причины помпажа во многих случаях обусловлены срывом потока с лопастей. Поэтому при проектировании центробежных машин применяют следующие меры
скругление входной кромки лопастей
увеличение количества лопастей
применение рабочих колес с лопастями, сильно отогнутыми назад.

В условиях эксплуатации помпаж может быть предупрежден при помощи автоматического антипомпажного клапана. При этом попадание рабочей точки, определяющей режим установки, на неустойчивую ветвь характеристики становится невозможным, поскольку при повышении давлении перед дросселем клапан автоматически откроется и перепустит часть воздуха во всасывающую трубу или выпустит его в атмосферу.

Видео:Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

Помпаж осевых компрессоров

Помпажем осевых компрессоров принято называть периодические колебания малой частоты всей массы рабочего тела (воздуха) в системе компрессор – сеть (колебание давления Р). По своей форме колебания могут быть близкими к гармоническим. Помпажные явления как правило сопровождаются наличием обратных токов всасыва­ния, хотя могут быть самые разнообразные явления. Начало помпажа, как пра­вило, сопровождается резким хлопком и выбросом воздуха во всасывающую линию. Частота пульсаций достаточно жестко связана с емкостью сети и дли­ной трубопроводов. Амплитуда колебаний также зависит от емкости сети и ее демпфирующих и инерционных свойств. Причем зависимость от сети на­столько велика, что один и тот же компрессор при одинаковых режимах по расходу и частоте вращения может работать как с помпажем, так и без него. Изменение емкости сети вызывает отклонение линии помпажа (так линия рабочих режи­мов компрессора и турбины с регенерацией теплоты проходит ближе к линии помпажа, чем без регенеративных схемах). Помпаж возникает при срыве потока под влияни­ем больших положительных углов атаки. При неизменной частоте вращения и увеличения давления на выходе (увеличение π_к) коэффициент расхода снижа­ется больше всего в последней ступени, при этом возрастают углы атаки и в некоторый момент произойдет срыв потока. В связи с тем, что срыв в этом случае возникает вследствие недопустимого повышения давления, то недос­тающий после срыва напор должен восполняться остальными ступенями, причем основная часть напора придется на предпоследнюю ступень, но она работа­ет на грани помпажа и не может принять на себя весь напор последней ступе­ни. Поэтому срыв потока неизбежно распространяется в глубь проточной части, поток рабочего тела устремится в камеру всасывания (в противополож­ном направлении).

После того как во всасывающей камере восстановится давление, компрессор опять будет создавать требуемый напор и опять произойдет срыв потока, следова­тельно, будут происходить быстрые колебания давления. Для прекращения помпажа необходимо изменить режим работы компрессора. При работе с повышенной частотой вращения последние ступени компрессора находятся в особо небла­гоприятных условиях, даже если первые ступени работают нормально. В этом случае зона устойчивых режимов сокращается и при сравнительно неболь­шом повышении давления может произойти срыв потока — помпаж. При рабо­те на помпажной частоте вращения лопатки последних ступеней обтекаются при отрицательных углах атаки. При повышении давления в этом случае вслед­ствие уменьшения расхода осевая скорость уменьшается, а углы атаки возрас­тают, и первая ступень может оказаться в критической зоне. Помпаж возникает в первых ступенях, правда, в этом случае, не наблюдаются резкие колебания, так как величина напора меньше.

Читайте также: Можно ли лить в компрессор автомобильное масло

При сильно развитом помпаже происходят колебания не только давления и расхода, но и частоты вращения. Это нерасчетный, неустойчивый режим ра­боты, так как в этом случае может произойти механическое разрушение про­точной части.

При рассмотрении характеристики осевого компрессора (его части) устой­чивый режим работы нарушается в области максимума расхода с небольшими отклонениями.

Для борьбы с помпажем применяют следующие мероприятия:

1. Конструктивные: малые окружные скорости, увеличение густоты решетки направляющего аппарата, изготовление лопаток с большими радиусами скругления и большей относительной толщиной.

2. Эксплуатационные: регулирование работы ОК (изменение расхода) поворо­том лопаток направляющего аппарата (коберра 182), вдувание воздуха в поток рабочего тела через щели в профиле лопаток, перепуск воздуха.

Наименее экономичным, по широко применяемым на КС способом является перепуск — сброс воздуха, для чего предусмотрен противопомпажый клапан (рис. 2.5).

Для со­хранения устойчивой работы компрессора при приближении его к линии помпажа часть воздуха ΔG сбрасывается из компрессора в атмосферу, и тем самым обеспечи­вается производительность компрессора, достаточная для сохранения устойчивого режи­ма работы (рис 2.6).

В компрессорах с высокими значениями π_к противопомпажный сброс может осуществляться и из промежуточных ступеней при превышении допустимого давления. На КС МГ подобные явления возникают,

Рис. 2.5. Установка противопомпажного клапана.

как правило, в осенне-ве­сенние периоды эксплуатации во время оттепелей, снегопадов, туманов, когда происходит обмерзание входной части ОК (повышенная влажность). Обычно помпаж возникает в том случае, когда происходит отрыв льда, инея, снега и попадание их в проточную часть, что приводит к разрыву потока и изменению давления.

Для предотвращения помпажа в этом случае целесообразно подогревать воздух на входе в ОК или обогревать лопатки компрессора. Это можно осуще­ствить или предварительным подогревом воздуха продуктами сгорания или отбором части воздуха из последних ступеней компрессора. Однако это приводит, в конечном итоге к снижению мощности и экономичности ГТУ.

Разработка эффективных методов борьбы с помпажем является важной и актуальной задачей и требует своего решения, особенно для северных районов страны.

Контрольные вопросы.

1. Перечислите методы получения характеристик осевых компрессоров.

2. Какими соотношениями определяется согласование параметров турбомашин ГТУ?

3. С какой целью строят совмещенные характеристики турбины и компрессора?

4. Что такое помпаж? Объясните, как происходит это явление в осевых компрессорах.

5. Перечислите известные вам методы борьбы с помпажем осевых компрессоров.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chto-takoe-pompazh-osevogo-kompressora

  📸 Видео

  Ильдар Авто-подбор что такое Помпаж турбиныСкачать

  

  27.02.2018. B767-304ER G-OBYG. Помпаж двигателяСкачать

  

  Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

  

  ГАЗОВАЯ ТУРБИНА || ⏱ Что это? Зачем это?Скачать

  

  ОТ ПРОВЕРКИ ДО НАЛАДКИ / Помпажное тестирование компрессора ДКС на шестом газовом промысле ЯмбургаСкачать

  

  Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать

  

  Устройство и причины выхода из строя турбокомпрессораСкачать

  

  Турбовентиляторный двигатель. Просто о сложномСкачать

  

  Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser RandСкачать

  

  Антипомпажное регулирование 02 декабряСкачать

  

  Помпаж (Surge)Скачать

  

  Рабочий процесс в осевой ступени турбиныСкачать

  

  Как работает центробежный насос? Основные типы конструкций центробежных насосовСкачать

  

  Как работаетй осевой компрессор или вентиляторСкачать