3.4.5 压气机的喘振特性

借助于CFD技术，现在已经可以比较准确地计算出压气机的运行特性，甚至于计算得出的压气机喘振边界也与实测的边界线高度一致，如图3-16所示，尽管预测的具体喘振点与试验结果还存在一定偏差。一旦压气机进入喘振工况，CFD技术的预测就不再可靠，其根本原因在于喘振现象是一种极不稳定的深度变工况。因此，通过试验获得喘振特性可能是唯一的手段。

图3-17是G50压气机后半段试验件在90%转速条件下的实测喘振过程。图3-17显示，随着背压阀的逐渐关闭，压气机从压比较低的工况点A沿正常的运行特性线逐步升压比至喘振临界点B。随着背压阀的进一步关闭，压气机突然进入喘振工况，压比和流量都迅速下降，并呈现出周期性振荡的特点。当压气机运行工况降至点C时，流量和压比开始回升至工况点D，然后又下降至工况点E，随着流量和压比的再次恢复，压气机运行至工况点F，随后又再次下降至工况点G，如此往复振荡。

喘振发生后，控制系统检测到了喘振信号，并启动了退喘程序。防喘阀在压气机运行至工况点G后的某一时刻被打开，随后工况恢复至H点，回到正常状态。可见压气机的退喘具有明显的迟滞效应，退喘过程不能沿着原来的喘振发生路径恢复到临界工况点B，而是恢复到正常运行特性线上的某一工况点H，具体位置与防喘阀的特性有关。

图3-17 G50压气机后半段试验件在90%转速条件下的实测喘振过程

事实上，从点B到点C，再到点D，直至点H的整个过程是非常复杂的，并不是图3-17中展示的那般干净利落。图中的喘振过程是基于20Hz采样数据得到的，实际数据量非常庞大，为了便于展示，大量中间过程的数据点都取消了，仅保留了几个关键工况点。图3-17还展示了喘振期间压气机转速的振荡变化过程，变化幅度大约为2%，表明喘振过程中转速也受到了影响，但其变化幅度远不及流量和压比变化那么剧烈。由此可见，由于喘振的极端非稳定性，事实上喘振过程十分复杂。