航空发动机及燃气轮机是国之重器，被誉为工业皇冠上的明珠，是大国竞争的核心科技。叶轮机械是实现热机布雷顿循环的关键部件。循环的压缩装置为压气机，常见类型为轴流压气机和离心压气机。然而，压气机稳定工况范围受喘振边界、堵塞边界和最高转速限定。一旦压气机运行工况到达或越过喘振边界，压缩系统必然发生喘振。喘振过程中，系统内部强烈压力波动严重影响航空发动机及燃气轮轮机运行安全，常导致严重事故。因此，压气机喘振是学术界和工业界研究的热点问题。

近日，热力学与先进能量系统研究所赵奔教授以我校为第一单位在行业顶级期刊《JOURNAL OF TURBOMACHINERY-TRANSACTIONS OF THE ASME》上发表有关离心压气机喘振先兆特征及捕捉方法的研究成果。文章题目为“Experimental Investigations of Centrifugal Compressor Surge Noise”。近五十年，以中国机构为第一单位刊载论文仅100余篇。本篇论文是华北电力大学在该期刊发表的首篇论文。

(a) 0-15 s.

(b) 15-30 s.

(c) 30 to 45s.

(d) 45 to 60s.

图  Spectrograms of compressor inlet noise obtained by microphone at the rotational speed of 30 krpm.

文章聚焦于离心压气机喘振现象，围绕喘振现象本质特征与喘振先兆探测行业热点问题，在半消音室环境中采用高频压力传感器和麦克风同步测试喘振发生全过程（含喘振发生前和发生后）的压力信号。研究结果：1）确认喘振发生前压缩系统内部存在微扰动，是典型的喘振先兆波；2）揭示此种喘振先找波频率范围为30~85Hz，幅值小于1Pa，属于声压测试范围；3）解释了传统高频压力传感器未能捕获此类喘振先兆波，麦克风可以成功捕获的根本原因；4）指出声学测量是探测喘振先兆和建立喘振预警系统的可行技术途径。

论文链接：https://doi.org/10.1115/1.4062244

初审：赵奔

复审：王敏

审核：张永生