风机旋转失速的机理及故障特征

旋转失速是离心引风机的一种典型故障，如得不到遏制，则可能进一步导致喘振。旋转失速会破坏叶轮内部流场的不均匀性，产生额外的气动载荷，严重时可能诱发叶片高应力点处的疲劳、断裂，使风机的效率下降，引起机壳本体和连接管道的剧烈振动，造成事故隐患。

当进入叶轮的气体流量低于额定流量时，气体进入叶轮的径向速度减少，在叶片的后缘点附近产生涡流，从而引起气流从叶片背部分离，气流在叶片背面的流动恶化，升力减小，阻力却急剧增加，最终导致失速。此时，从固定于叶轮上的相对坐标系来看，旋转脱离团以角频率ω１的角频率旋转，而从叶轮之外的绝对坐标系来看，旋转脱离团是以（ω－ω１）的角频率旋转的，方向与转子的旋转方向相同，其中ω为转子的旋转频率。因此，风机发生旋转失速故障时，转子的异常振动将同时出现ω１和（ω－ω１）两个特征频率。由其计算公式可知，叶轮失速频率（ω－ω１）大概在0.5~0.8转速频率ω的范围内。

此外由旋转失速引起的设备振动不同于其他机械故障的振动，转子的不平衡和不对中可能使转子振幅较高，但在机壳和管道上并不一定感觉到明显的振动；属于气流激振一类的旋转失速却与此不同，有时在转子上测得的振幅虽然不太高，然而在机壳和管道却表现出剧烈的振动。另外旋转失速所引起的振动随负荷、压力及流量的改变而变化。