Pochopení vad axiálních ventilátorů
Definice: Co jsou to vady axiálního ventilátoru?
Vady axiálního ventilátoru jsou problémy specifické pro axiální ventilátory, kde vzduch proudí rovnoběžně s osou hřídele rotorem podobným vrtuli. Mezi tyto vady patří chyby úhlu stoupání lopatek, zhoršení vůle na špičce, únava a praskání, selhání uchycení náboje, rotační zastavení a aerodynamické rezonance. Axiální ventilátory se liší od odstředivých ventilátorů svou dráhou proudění a rozložením síly, což je činí náchylnými k jedinečným poruchovým režimům souvisejícím s kroucením lopatek, netěsností na špičkách a změnami axiálního tahu.
Axiální ventilátory jsou běžné v systémech HVAC, chladicích věžích, ventilátorech pro odvod tahu v elektrárnách a průmyslovém větrání. Jejich velký průměr a relativně lehké lopatky je činí obzvláště náchylnými k únavě materiálu způsobené vibracemi a aerodynamické nestabilitě.
Vady specifické pro axiální ventilátory
1. Problémy se sklonem a úhlem lopatek
Nesprávné nastavení výšky tónu
- Ventilátory s nastavitelným sklonem: Nastavitelný úhel čepele pro ladění výkonu
- Nesprávné nastavení: Lopatky nastavené do nesprávného úhlu vzhledem k provozním podmínkám
- Účinky: Špatný výkon, vysoké vibrace, tendence k zastavení
- Nejednotné nastavení: Lopatky v různých úhlech vytvářejí nevyváženost
Deformace zkroucení čepele
- Lopatky trvale zkroucené v důsledku aerodynamického nebo odstředivého zatížení
- Mění úhly proudění, ovlivňuje výkon
- Může dojít k nevyváženosti, pokud je kroucení asymetrické
- Tepelné zkreslení způsobené teplotními gradienty
2. Problémy s vůlí trysky
Kritický význam axiálních ventilátorů
- Únik proudění přes špičky lopatek (víry na špičkách)
- Účinnost je velmi citlivá na vůli hrotu
- Každé zvýšení vůle o 1% ztrácí účinnost ~1-2%
- Ovlivňuje vibrace a akustický výkon
Nadměrná vůle
- Příčiny: Opotřebení, deformace pouzdra, vychýlení lopatek, tepelný růst
- Účinky: Ztráta výkonu, zvýšená pevnost v víru hrotu, vibrace
- Typické nové: Rozpětí lopatek 0,5–1,51 TP3T
- Potřebná akce: > 3% rozpětí indikuje výměnu nebo přestavbu
Leštící prostředek na špičky
- Hroty čepelí se dotýkají pouzdra
- Z nadměrného vibrace, tepelný růst nebo nesouosost
- Způsobuje hluk, vibrace a poškození čepele
- Znaky opotřebení viditelné na špičkách čepelí a pouzdře
3. Strukturální vady čepele
Únavové trhliny
- Umístění: Paže listu (uchycení k náboji), náběžná hrana
- Příčina: Střídavé aerodynamické zatížení, vibrace, rezonance
- Detekce: Kontrola penetrací barviva, magnetickými částicemi nebo ultrazvukem
- Kritičnost: Může vést k uvolnění čepele
Selhání upevnění čepele
- Praskání svarů na spoji lopatky a náboje
- Uvolnění šroubových spojů
- Trhliny kořenového zaoblení
- Progresivní selhání, pokud není detekováno
4. Aerodynamické nestability
Otočný stánek
- Oddělení proudění na některých lopatkách rotujících kolem prstence
- Subsynchronní vibrace (0,2–0,5× otáčky rotoru)
- Vyskytuje se při nízkém průtoku nebo vysokém vstupním odporu
- Může být násilný a poškozovat čepele
Třepetání
- Samobuzené vibrace lopatek z aeroelastické vazby
- Pohyb lopatek ovlivňuje proudění vzduchu, proudění vzduchu ovlivňuje pohyb lopatek
- Frekvence při vlastní frekvenci lopatky
- Může způsobit rychlé selhání čepele
- Vzácné, ale katastrofické, když se stane
Vibrační podpisy
Frekvence průchodu čepele
- Výpočet: BPF = Počet lopatek × otáčky za minutu / 60
- Axiální ventilátory: BPF často výrazný (vyšší než u odstředivých ventilátorů)
- Zvýšená amplituda: Problémy s vůlí hrotu, poškození čepele, problémy s průtokem
- Harmonické: Vícenásobné harmonické BPF indikují problémy s lopatkami nebo prouděním
Nevyváženost
- Z důvodu nánosů na lopatkách, eroze nebo nerovnoměrnosti úhlu stoupání
- 1× vibrační složka
- Opravitelné prostřednictvím vyvažování se závažími upevněnými na čepeli
Vibrace související se zastavením
- Subsynchronní složky (0,2–0,5×)
- Náhodná, kolísavá amplituda
- Zvýšení šumu v širokopásmovém připojení
- Zmizí při zvýšení průtoku
Detekce a monitorování
Analýza vibrací
- Standardní monitorování vibrací ložisek
- Trendy amplitudy BPF
- Hledejte subsynchronní komponenty (zablokování)
- Měření axiálních vibrací (variace tahu)
Monitorování výkonu
- Měření průtoku vzduchu (metoda tlakového rozdílu)
- Trendy spotřeby energie
- Výpočet účinnosti
- Porovnejte s návrhovým/základním výkonem
Inspekce
- Vizuální kontrola čepele na praskliny, erozi a korozi
- Ověření úhlu sklonu lopatek
- Měření vůle hrotu
- Kontrola náboje a upevňovacích bodů
- NDT pro detekci trhlin v kritických ventilátorech
Údržba a opravy
Údržba čepele
- Očistěte usazeniny z lopatek (a znovu je vyvažte)
- Oprava drobných poškození erozí/korozí
- Vyměňte prasklé nebo silně poškozené nože
- Ověřte, že všechny lopatky mají stejný úhel sklonu
- Zkontrolujte a utáhněte upevňovací šrouby nože
Restaurování vyklizení
- Pokud je vůle nadměrná, přidejte krycí kroužky nebo těsnění hrotů
- Přestavte pouzdro pro zmenšení průměru
- Vyměňte ventilátor, pokud je to ekonomicky opodstatněné
Řízení provozního bodu
- Upravte odpor systému tak, aby ventilátor běžel blízko návrhového bodu
- Variabilní regulace otáček pro optimální sladění
- Vyhněte se provozu v oblasti stání
- Regulace vstupní klapky nebo klapky pro regulaci
Vady axiálních ventilátorů kombinují standardní problémy rotačních strojů s aerodynamickými jevy specifickými pro axiální proudění. Pochopení strukturálních problémů s lopatkami, kritické vůle na hrotu a aerodynamických nestabilit, jako je zastavení při rotaci, v kombinaci s vhodným monitorováním vibrací a testováním výkonu umožňuje spolehlivý provoz těchto základních strojů pro pohyb vzduchu v průmyslových aplikacích.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 