（沈阳鼓风机集团股份有限公司）

1 概述

目前限制压缩机设计性能进一步提高的一个重要因素是压缩机常常出现的旋转失速现象。对于旋转机械，旋转失速现象是广泛存在的，当叶轮机械内部流量较小时，进气冲角逐渐增大，气流在叶片非工作面上发生边界层分离，形成旋转失速现象[1-3]，如图1所示。旋转失速团在叶轮流道内沿着与叶轮相反的旋转方向传播，它限制机器的稳定工作范围，叶片经过旋转失速团时受到交变应力作用，会使叶片产生疲劳断裂，影响风机安全运行[4-6]。

图1 旋转失速的形成Fig.1 The cause of rotating stall

相关理论研究表明，旋转失速团的特征频率为低频，其频率低于转速频率。当压缩机组发生旋转失速时，该低频信号产生，并且随着流量的减小，其幅值不断增大[7-12]。基于声压信号频谱分析，未发生旋转失速时其频谱主要频率成分为转速频率和叶片通过频率及其相关倍频，而发生旋转失速时会出现频率较低的旋转失速团特征频率。因此，可以通过分析流道内部气流频率，来进行旋转失速方面的试验研究。这丰富了对压缩机旋转失速现象的认识，为压缩机组扩稳和安全运行的设计和研究提供了试验依据。

2 试验装置与测试系统

本试验在沈鼓离心压缩机试验台上进行。选用试验叶轮为离心闭式叶轮，试验级数为单级，扩压器为无叶扩压器，在不同转速下进行旋转失速对比试验。一般情况下，在带无叶扩压器的级中，旋转失速团常常首先出现在工作叶轮中，当气流由上一个部件流向后一个部件时，旋转失速团也沿着流道向后传送[13-14]。……