Co to jest przepięcie sprężarki?

Uderzenie sprężarki to przepływ przez sprężarkę, która jest przeciwna do kierunku przepływu podczas normalnej pracy lub przepływ oscylacyjny w obu kierunkach. Przepięcie może spowodować stan znany jako przeciążenie sprężarki, który zatrzymuje sprężarkę i może spowodować poważne uszkodzenie. W przypadku silników turbinowych, takich jak silniki odrzutowe, przepięcie, które powoduje przeciągnięcie, może spowodować zatrzymanie lub nawet awarię silnika w przypadku uszkodzenia. Wiadomo, że awaria ta była przyczyną wielu katastrof lotniczych, w tym słynnego awaryjnego wodowania odrzutowca US Airways A320 w rzece Hudson w pobliżu Newark w stanie New Jersey w 2009 roku. Skok sprężarki jest również zjawiskiem znanym inżynierom motoryzacyjnym i entuzjastów, ponieważ może to wystąpić w turbosprężarkach w silnikach samochodowych.

Silniki lotnicze, a zwłaszcza turbiny i silniki odrzutowe, są najczęściej przedmiotem dyskusji na temat skoków sprężarek. Do tego zjawiska może prowadzić szereg warunków, ale przede wszystkim występuje ono w warunkach, w których sprężarka jest przeciążona poza jej zdolnością do przemieszczenia większej ilości powietrza. Zasadniczo przeciwciśnienie sprężonego powietrza, które jest wydalane ze sprężarki, przekracza maksymalną wydajność sprężarki. Powoduje to nagły i gwałtowny przepływ wsteczny powietrza w kierunku przeciwnym do normalnego przepływu. W zależności od nasilenia przepięcia i innych warunków, może to spowodować serię oscylujących przepływów tam i z powrotem przez sprężarkę lub spowodować zatrzymanie lub awarię sprężarki.

Kiedy silnik odrzutowy doświadcza gwałtownego wzrostu ciśnienia w sprężarce, gwałtowne odwrócenie przepływu powietrza zwykle skutkuje głośnym hukiem i wyrzutem powietrza lub gaszeniem płomienia z wlotu silnika. Może to spowodować uszkodzenie silnika i całkowitą awarię silnika. W mniej poważnych przypadkach powoduje to po prostu zgaśnięcie silnika lub pryskanie. Wczesne silniki odrzutowe częściej doświadczały tego zjawiska ze względu na prymitywne systemy dostarczania paliwa. Ponieważ warunki, które powodują wzrost ciśnienia w sprężarce i zbliżają się do punktu krytycznego, nowoczesne silniki odrzutowe są wyposażone w automatyczne systemy pomiaru dostarczania paliwa, aby zapobiegać skokom. Jednak zanieczyszczenia, ekstremalne warunki lub inne awarie sprzętu mogą nadal powodować gwałtowny wzrost sprężarki.

Dla entuzjastów motoryzacji zjawisko skoku sprężarki, którego doświadcza turbosprężarka, powoduje „klekot” silnika. W rzeczywistości jest to seria uderzeń o dużej częstotliwości, gdy gazy wydechowe w turbosprężarce oscylują, powodując zatrzymanie i uruchomienie mechanizmu lub przyspieszenie i spowolnienie, co powoduje bardzo nierównomierne dostarczanie doładowania lub mocy. Zjawisko to może wystąpić w dowolnym układzie zamkniętym ze sprężarką o przepływie w określonym kierunku podczas normalnej pracy. Każdy wzrost ciśnienia w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu, który powoduje odwrócenie przepływu przez sprężarkę, można nazwać nagłym wzrostem sprężarki.