橫流風扇具有非常復雜的內部結構。盡管其葉輪周向是對稱的, 但氣流流動卻是非對稱性, 其相對速度場與速度場都不穩定, 流動介質兩次進入葉輪, 轉子葉輪沿著周向流動情況不斷改變。在葉輪圓周一邊的內側存在一個能夠控制整個氣流流動的漩渦, 即所謂橫流風扇的偏心渦。渦流中心在葉輪內周的某處, 并隨著節流情況的不同而沿著圓周方向移動, 正是此偏心渦的存在引起橫流。在一定工況下, 橫流風扇在高轉速時由于偏心渦的控制力增強, 橫流風扇內氣體不能正常排出或吸入, 試驗系統出現異常狀況, 即所謂喘振現象。
如果通風口面積較小, 阻力層阻力較大, 管道內流量較小, 從而對橫流風扇的工作要求較低, 在小流量下偏心渦的作用也不明顯。但當轉速較高、通風口面積較大時, 偏心渦的控制力增強, 橫流風扇內氣體不能正常排出或吸入, 試驗系統出現異常狀況, 橫流風扇出現喘振現象, 且有喘振周期, 其具體表現為:
1、噪聲增大。橫流風扇正常工作時, 噪聲相對較小。但當出現喘振現象時, 橫流風機內部時爾發出沉悶的嗡嗡聲, 時爾發出尖銳的轟轟聲, 聲音相對較大。
2、振動加劇。當橫流風扇發生喘振現象時, 動力小車傳動皮帶明顯抖動厲害, 整個試驗裝置皆有明顯振動現象。
3、讀數困難。當橫流風扇出現喘振現象時, 微壓計與轉速轉矩儀顯示數值變化很快且變化范圍、幅度都很大, 呈周期性變化, 在這種情況下給試驗人員讀數帶來很大困難。一般情況下, 示數zui大值為橫流風機正常工作值, 且喘振現象幾乎消失, 但在一周期內, 曇花一現, 很不穩定, 示數zui小值為喘振現象zui嚴重時所出現的讀數。
橫流風扇的喘振特點
1、同一適合工況下, 轉速越高, 越容易發生喘振, 喘振周期也越長。發生喘振時, 高轉速下的示數穩定但其值偏小, 這時風扇內部重“喘”, 噪音沉悶; 當轉速降低時, 示數不穩定且變化大, 在同一周期內, 風機內部先“喘”后“振”, 之后相互交替。“振”的現象為示數大幅度增加, 皮帶晃動加劇, 試驗系統裝置振動相對加強, 噪聲由沉悶改為尖銳。
2、同一轉速不同工況下, 阻力越小, 即通風口面積越大時, 越容易出現喘振現象。
3、同一適合工況下, 高轉速出現喘振時, 其真實值與理想正常值偏離很大, 反而與低轉速穩定值相比差別不大。
橫流風扇喘振的控制特點
1、由試驗可以看出, 橫流風扇不穩定工作區出現的喘振現象是橫流風扇正常運行的嚴重問題, 應避免高速區。本試驗建議該橫流風機風扇穩定工作轉速應在691 r /m in以下;
2、橫流風扇出現喘振現象與試驗系統內的壓強、流量有很大的關系。壓強大、流量小時不易出現喘振現象, 反之隨著壓強減小、流量增大時, 風扇由于偏心渦的作用易出現喘振現象;
3、橫流風扇雖然在在一定工況下高轉速時存在不穩定工作區, 但在中低轉速時, 橫流風扇流量大、氣流橫向均勻且比較穩定加之結構緊湊等優點都相當明顯。