فهم عيوب المروحة المحورية
التعريف: ما هي عيوب المروحة المحورية؟
عيوب المروحة المحورية هي مشاكل خاصة بمراوح التدفق المحوري، حيث يتدفق الهواء بالتوازي مع محور العمود عبر دوار يشبه المروحة. تشمل هذه العيوب أخطاء زاوية ميل الشفرات، وتدهور خلوص طرفها، وشفرات تعب والتشقق، وفشل تثبيت المحور، وتوقف الدوران، والرنينات الديناميكية الهوائية. تختلف المراوح المحورية عن مراوح الطرد المركزي في مسار تدفقها وتوزيع قوتها، مما يجعلها عرضة لأنماط فشل فريدة تتعلق بالتواء الشفرات، وتدفقات التسرب من الأطراف، وتغيرات الدفع المحوري.
تُستخدم المراوح المحورية بكثرة في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وأبراج التبريد، ومراوح سحب الهواء في محطات توليد الطاقة، والتهوية الصناعية. قطرها الكبير وشفراتها خفيفة الوزن نسبيًا يجعلها عرضة بشكل خاص للإجهاد الناتج عن الاهتزازات وعدم الاستقرار الديناميكي الهوائي.
عيوب خاصة بالمروحة المحورية
1. مشاكل زاوية ومنحدر الشفرة
إعداد الملعب غير صحيح
- مراوح ذات درجة حرارة قابلة للتعديل: زاوية الشفرة قابلة للتعديل لضبط الأداء
- سوء التكيف: تم ضبط الشفرات بزاوية خاطئة لظروف التشغيل
- التأثيرات: أداء ضعيف، اهتزاز عالي، ميل للتوقف
- إعداد غير موحد: شفرات بزوايا مختلفة مما يؤدي إلى عدم التوازن
تشوه التواء الشفرة
- شفرات ملتوية بشكل دائم بسبب الأحمال الديناميكية الهوائية أو الطرد المركزي
- تغير زوايا التدفق، مما يؤثر على الأداء
- يمكن أن يؤدي إلى عدم التوازن إذا كان الالتواء غير متماثل
- التشوه الحراري الناتج عن تدرجات درجات الحرارة
2. مشاكل في خلوص الأطراف
الأهمية الحاسمة في المراوح المحورية
- تسرب التدفق فوق أطراف الشفرات (دوامات الأطراف)
- كفاءة حساسة للغاية لخلوص الطرف
- كل زيادة بمقدار 1% في الخلوص تفقد كفاءة ~1-2%
- يؤثر على الاهتزاز والأداء الصوتي
التخليص المفرط
- الأسباب: التآكل، تشوه الغلاف، انحراف الشفرة، النمو الحراري
- التأثيرات: فقدان الأداء، زيادة قوة دوامة الطرف، الاهتزاز
- نموذجي جديد: 0.5-1.5% من امتداد الشفرة
- الإجراء المطلوب: > 3% من الامتداد يشير إلى الاستبدال أو إعادة البناء
فرك الأطراف
- أطراف الشفرة تتلامس مع الغلاف
- من المفرط اهتزاز, ، النمو الحراري، أو عدم المحاذاة
- يُحدث ضوضاء واهتزازًا وتلفًا للشفرة
- علامات التآكل مرئية على أطراف الشفرة والغطاء
3. عيوب هيكلية الشفرة
شقوق التعب
- موقع: جذر الشفرة (الارتباط بالمحور)، الحافة الأمامية
- سبب: الأحمال الديناميكية الهوائية المتناوبة، والاهتزازات،, صدى
- كشف: فحص الصبغة النافذة أو الجسيمات المغناطيسية أو الموجات فوق الصوتية
- الأهمية الحرجة: يمكن أن يؤدي إلى تحرير الشفرة
فشل تثبيت الشفرة
- اللحامات المتشققة عند تقاطع الشفرة والمحور
- المرفقات المثبتة تعمل بشكل فضفاض
- شقوق في شرائح الجذر
- الفشل التدريجي إذا لم يتم اكتشافه
4. عدم الاستقرار الديناميكي الهوائي
كشك دوار
- فصل التدفق على بعض الشفرات التي تدور حول الحلقة
- اهتزاز دون التزامن (0.2-0.5× سرعة الدوار)
- يحدث عند تدفق منخفض أو مقاومة مدخل عالية
- يمكن أن يكون عنيفًا، ويؤدي إلى إتلاف الشفرات
رفرفة
- اهتزاز الشفرة المثارة ذاتيًا من الاقتران المرن الهوائي
- حركة الشفرة تؤثر على تدفق الهواء، وتدفق الهواء يؤثر على حركة الشفرة
- التردد عند التردد الطبيعي للشفرة
- يمكن أن يسبب فشل سريع للشفرة
- نادرًا ما يحدث ولكن كارثيًا عندما يحدث
توقيعات الاهتزاز
تردد تمرير الشفرة
- حساب: BPF = عدد الشفرات × دورة في الدقيقة / 60
- المراوح المحورية: غالبًا ما يكون BPF بارزًا (أعلى من مراوح الطرد المركزي)
- السعة المرتفعة: مشاكل في خلوص الطرف، تلف الشفرة، مشاكل التدفق
- التوافقيات: تشير التوافقيات المتعددة لـ BPF إلى وجود مشاكل في الشفرة أو التدفق
عدم التوازن
- من تراكم الشفرة أو التآكل أو عدم تناسق زاوية الميل
- 1 × مكون الاهتزاز
- قابلة للتصحيح من خلال موازنة مع الأوزان المثبتة على الشفرة
الاهتزاز المرتبط بالتوقف
- المكونات الفرعية المتزامنة (0.2-0.5×)
- سعة عشوائية متقلبة
- زيادة ضوضاء النطاق العريض
- يختفي عند زيادة التدفق
الكشف والمراقبة
تحليل الاهتزازات
- مراقبة اهتزاز المحمل القياسي
- اتجاه سعة BPF
- ابحث عن المكونات الفرعية المتزامنة (التوقف)
- قياس الاهتزاز المحوري (اختلافات الدفع)
مراقبة الأداء
- قياس تدفق الهواء (طريقة فرق الضغط)
- اتجاهات استهلاك الطاقة
- حساب الكفاءة
- مقارنة بأداء التصميم/الأساسي
تقتيش
- فحص الشفرة بصريًا بحثًا عن الشقوق والتآكل والصدأ
- التحقق من زاوية ميل الشفرة
- قياس خلوص الطرف
- فحص المحور ونقطة التثبيت
- اختبار غير مدمر للكشف عن الشقوق في المراوح الحرجة
الصيانة والتصحيح
صيانة الشفرة
- تنظيف التراكمات من الشفرات (وإعادة التوازن)
- إصلاح أضرار التآكل/التآكل البسيطة
- استبدال الشفرات المتشققة أو التالفة بشدة
- التحقق من أن جميع الشفرات لها نفس زاوية الميل
- فحص وشد مسامير تثبيت الشفرة
استعادة التخليص
- أضف حلقات الكفن أو أختام الطرف إذا كانت الخلوص زائدًا عن الحد
- إعادة بناء السكن لتقليل القطر
- استبدال المروحة إذا كان ذلك مبررًا اقتصاديًا
نقطة التحكم في التشغيل
- ضبط مقاومة النظام لتشغيل المروحة بالقرب من نقطة التصميم
- التحكم في السرعة المتغيرة لتحقيق التوافق الأمثل
- تجنب التشغيل في منطقة التوقف
- التحكم في ريشة المدخل أو المثبط لخفض درجة الحرارة
تجمع عيوب المراوح المحورية بين مشاكل الآلات الدوارة التقليدية والظواهر الديناميكية الهوائية الخاصة بآلات التدفق المحوري. إن فهم مشاكل هيكل الشفرات، وحساسية خلوص الطرف، وعدم الاستقرار الديناميكي الهوائي، مثل توقف الدوران، بالإضافة إلى مراقبة الاهتزازات واختبار الأداء بشكل مناسب، يُمكّن من تشغيل هذه الآلات الأساسية لتحريك الهواء بكفاءة في التطبيقات الصناعية.