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      上海自動化儀表四廠
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      全面概述為特定應用選擇合適的不銹鋼壓力表所考慮的因素

      返回列表發布日期:2019-07-22 09:26:31    |    


            不銹鋼壓力表通常用于具有高流速和相對低壓差(壓頭)要求的應用中。與隔膜壓力表相反,不銹鋼壓力表不會改變氣體的方向。它仍然是軸向的。氣體通常在平行于旋轉軸線的軸向方向上進入和離開壓力表。首先,氣體被加速,然后它被擴散,因此它的壓力增加。
            不銹鋼壓力表具有相對較高的峰值效率。它們在相對較窄的轉速范圍內效率很高,但不銹鋼壓力表在理想條件下可以實現更高的效率。其復雜和脆弱的結構以及高啟動功率要求是它的一些缺點。
            不銹鋼壓力表的直徑和尺寸更小,前部面積更小,設計更緊湊。在沒有這些特性的情況下,不銹鋼壓力表在機械上不那么堅固并且在空氣動力學上對吸入條件和排出壓力變化(例如由快速節流運動引起的變化)更敏感。所有這些問題都可能導致葉片停轉并產生浪涌,從而導致災難性的葉片故障。在任何不銹鋼壓力表中,每級(每排葉片)的壓力增加與每個離心級(葉輪)相比較低,要求在離心式中將至少兩到四個軸向級(具有中間定子葉片的排)與每個葉輪進行比較壓力表。
            對于某些應用,隔膜壓力表將更簡單,更可靠。其堅固性使得對工廠遇到的變化的操作條件和節流閥變化具有更大的容差。不銹鋼壓力表應該用于大流量應用,它們可以提供諸如成本效益和高效率等許多優點。作為一個粗略的指示,這種大流量服務可以被認為是每小時350,000立方米(m3/ h)左右。
      失速和飆升
            當流速降低,壓力比增加或有時當空氣動力負荷增加時,不銹鋼壓力表轉動不穩定。旋轉失速和喘振會大大降低性能,因此在不銹鋼壓力表設計和操作中應適當考慮這些不穩定性。失速是一種流動變形,是影響不銹鋼壓力表性能和可靠性的重要現象。簡單來說,它是由不銹鋼壓力表的翼型葉片處的氣流分離引起的。根據葉片輪廓,這種現象會導致壓縮減少和效率下降。
            正向失速流動分離通常發生在葉片的吸入側,而在葉片的壓力側發生負失速流動分離。與正失速相比,負失速可以忽略不計,因為在葉片的壓力側最不可能發生流動分離。在多級不銹鋼壓力表中,在高壓級的軸向速度相對較小。失速通常在轂和尖端區域附近開始,其中尺寸隨著流量減小而增加。它們在極低的流速下會變大,并影響整個葉片高度。輸送壓力隨著大的停轉而顯著下降,這可能導致流動反轉。階段效率隨著損失的增加而下降。
            轉子葉片中的氣流的不均勻性可能干擾不銹鋼壓力表中的局部氣流而不會嚴重擾亂它。壓力表可以繼續工作但壓縮能力降低。這被稱為“旋轉失速”,會降低不銹鋼壓力表的效率; 它可以轉移到其他更嚴重的不穩定性,如激增。旋轉失速可以降低不銹鋼壓力表的效率,并且由于通過失速隔間而可能導致葉片受到強制振動。這些強制振動可能與葉片的固有頻率相匹配,導致共振和葉片故障。
            由穩定流動的完全擊穿引起的不銹鋼壓力表中的不穩定流動是浪涌。這種現象會影響壓力表的性能,這是不可取的。它可能導致刀片嚴重損壞。在壓力表性能曲線(壓力與流量)中,壓力流(頭部容量)圖左側的不穩定區域和穩定區域之間的線分離圖稱為喘振線。該生產線是通過在不同壓力表速度下連接壓力表性能曲線的喘振點而形成的。浪涌可能導致整個機器的振動,并可能導致機械故障,如刀片故障。這就是為什么來自喘振點的曲線的左側部分被稱為不穩定區域,這就是為什么它可能對不銹鋼壓力表造成嚴重損壞的原因。
            基于理論研究和徹底的實驗,對于任何不銹鋼壓力表系統研究,存在一個重要的無量綱參數,動態響應依賴于該參數。該參數是高于還是低于臨界值確定在喘振/失速線處將遇到壓力表不穩定性,旋轉失速或喘振的哪種模式。對于高于臨界值的值,系統將表現出喘振的大振幅振蕩特性,而對于低于臨界值的值,它將以降低的流速和壓力比移動到旋轉失速的操作。理論結果和參數也可以與載荷和流量系數,切向馬赫數和基本轉子幾何形狀相關聯。換句話說,通過不銹鋼壓力表中的流速的降低,可能發生旋轉失速。
      先進的流動系統和復雜的空氣動力學
            不銹鋼壓力表設計的當前趨勢是增加每級的空氣動力負荷并減少葉片和級的數量。應該增加每級的壓力升高和效率,但是增加的葉片負載傾向于減小失速裕度,因此可以導致壓力表的穩定操作范圍的減小。許多無源或有源控制裝置用于提高不銹鋼壓力表的效率和穩定的操作范圍,而不會對其他性能參數造成任何損失。
            不銹鋼壓力表的空氣動力學穩定性通常受到當工作點接近失速或喘振極限時尖端泄漏流或輪轂失速的行為的限制。換句話說,使用無源或有源控制裝置可以獲得性能改進,所述無源或有源控制裝置作用于尖端泄漏流或端壁角落失速的行為,尤其是當操作點接近失速或喘振極限時。
            簡單來說,套管處理是在壓力表殼體上提供復雜的凹槽(槽或類似)圖案,旨在改善該區域和周圍區域中壓縮氣體的空氣動力學性能,以及改善整體壓力表性能和操作。這種措施的一個方面是使用套管處理,延遲失速或喘振形成來擴展操作范圍。
            帶有槽(可能是軸對稱和非軸對稱),凹槽,注入或氣體再循環的套管處理對不銹鋼壓力表很重要。這些有效的方法延長了穩定的操作范圍,特別是通過增加不銹鋼壓力表系統的失速裕度,同時效率損失應盡可能小。輪轂失速可由吸氣系統和渦流發生器控制。套管處理可在不同的操作范圍內引起額外的損失,包括峰值效率條件。作為一個粗略的指示,使用這樣的規定,與平滑的套管配置相比,失速裕度可以增加4%到10%,并且效率的變化可能變化約±0.5%。
            套管處理效率取決于槽/槽位置和細節。例如,靠近后緣的凹槽可能無效。不同的專家研究了凹槽位置,圖案和細節的影響。例如,所提出的配置包括五個圓周凹槽。在該示例中,據報道,對于這種配置,僅第一凹槽在接近失速操作條件下具有有益效果并且其增加了失速裕度,而第二凹槽改善了壓力比和效率??刂妻D子葉片尖端附近的流動的另一種方法是基于高動量氣體的噴射或低動量氣體的噴射。注入和排出的組合導致循環氣流。
            壓力表的靜壓上升引起高壓流從轉子的后部到前部的再循環。這可以通過單個橋來實現,該橋通過兩個獨立的裝置產生自然流動 - 一個用于抽吸,另一個用于吹制。在許多情況下,已經證實,如果正確完成,尖端注射可以增加穩定性。一些調查報告稱,采用先進的噴射,排氣和再循環系統,壓力表運行范圍可擴展至30%。
            輪轂或套管角落檔位也是重要損失的來源,可能是失速或喘振的原因。注入和排出技術可用于控制這種流動。已經報道了不同不銹鋼壓力表的端壁和葉片壁處的邊界層吸力的有益效果。另一種方法是基于渦流發生器。它們引起的渦流混合了壁附近的高動量和低動量流,允許邊界層克服強烈的逆壓梯度。已經應用這種渦流發生器來控制二次流動,尤其是輪轂或套管角落失速,以延遲這種失速。相關產品推薦:雷達液位計、 電磁流量計、 金屬管浮子流量計、 孔板流量計、 磁翻板液位計、 差壓變送器、 磁翻板液位計廠家 電接點壓力表 北京布萊迪、

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