Memahami Cacat Kipas Aksial
Definisi: Apa itu Cacat Kipas Aksial?
Cacat kipas aksial Masalah-masalah ini khusus untuk kipas aliran aksial di mana udara mengalir sejajar dengan sumbu poros melalui rotor yang menyerupai baling-baling. Cacat-cacat ini meliputi kesalahan sudut pitch bilah, degradasi celah ujung, dan kesalahan sudut pitch bilah. kelelahan dan retak, kegagalan pemasangan hub, stall berputar, dan resonansi aerodinamis. Kipas aksial berbeda dari kipas sentrifugal dalam hal jalur aliran dan distribusi gaya, sehingga rentan terhadap mode kegagalan unik yang terkait dengan puntiran bilah, aliran kebocoran ujung, dan variasi gaya dorong aksial.
Kipas aksial umum digunakan dalam sistem HVAC, menara pendingin, kipas angin pembangkit listrik, dan ventilasi industri. Diameternya yang besar dan bilahnya yang relatif ringan membuatnya sangat rentan terhadap kelelahan akibat getaran dan ketidakstabilan aerodinamis.
Cacat Khusus Kipas Aksial
1. Masalah Pitch dan Sudut Bilah
Pengaturan Pitch yang Salah
- Kipas Pitch yang Dapat Disesuaikan: Sudut bilah dapat disesuaikan untuk penyetelan kinerja
- Kesalahan penyesuaian: Bilah diatur pada sudut yang salah untuk kondisi pengoperasian
- Efek: Performa buruk, getaran tinggi, kecenderungan macet
- Pengaturan Tidak Seragam: Pisau pada sudut yang berbeda menciptakan ketidakseimbangan
Deformasi Putaran Bilah
- Bilah yang terpelintir secara permanen akibat beban aerodinamis atau sentrifugal
- Mengubah sudut aliran, memengaruhi kinerja
- Dapat menimbulkan ketidakseimbangan jika diputar asimetris
- Distorsi termal dari gradien suhu
2. Masalah Pembersihan Ujung
Pentingnya Kritis pada Kipas Aksial
- Kebocoran aliran pada ujung bilah (pusaran ujung)
- Efisiensi sangat sensitif terhadap jarak bebas ujung
- Setiap peningkatan 1% dalam pembersihan kehilangan efisiensi ~1-2%
- Mempengaruhi getaran dan kinerja akustik
Izin Berlebihan
- Penyebab: Keausan, distorsi rumah, defleksi bilah, pertumbuhan termal
- Efek: Kehilangan kinerja, peningkatan kekuatan pusaran ujung, getaran
- Khas Baru: Rentang bilah 0,5-1,5%
- Tindakan yang Dibutuhkan: > 3% rentang menunjukkan penggantian atau pembangunan kembali
Gosok Ujung
- Ujung bilah menyentuh rumah
- Dari berlebihan getaran, pertumbuhan termal, atau ketidaksejajaran
- Menimbulkan kebisingan, getaran, dan kerusakan pada bilah pisau
- Tanda-tanda keausan terlihat pada ujung bilah dan rumah bilah
3. Cacat Struktur Bilah
Retakan Kelelahan
- Lokasi: Akar bilah (pemasangan pada hub), tepi depan
- Menyebabkan: Beban aerodinamis bergantian, getaran, resonansi
- Deteksi: Inspeksi penetran pewarna, partikel magnetik, atau ultrasonik
- Kekritisan: Dapat menyebabkan pelepasan bilah pisau
Kegagalan Pemasangan Blade
- Lasan retak pada sambungan bilah-hub
- Baut pengikat bekerja longgar
- Retakan fillet akar
- Kegagalan progresif jika tidak terdeteksi
4. Ketidakstabilan Aerodinamis
Kios Berputar
- Pemisahan aliran pada beberapa bilah yang berputar di sekitar anulus
- Getaran sub-sinkron (0,2-0,5× kecepatan rotor)
- Terjadi pada aliran rendah atau resistansi saluran masuk tinggi
- Bisa menjadi ganas dan merusak bilah pisau
Berdebar
- Getaran bilah yang tereksitasi sendiri dari kopling aeroelastis
- Gerakan bilah mempengaruhi aliran udara, aliran udara mempengaruhi gerakan bilah
- Frekuensi pada frekuensi alami bilah
- Dapat menyebabkan kegagalan bilah secara cepat
- Jarang terjadi namun membawa bencana jika terjadi
Tanda-tanda Getaran
Frekuensi Lewat Blade
- Perhitungan: BPF = Jumlah Bilah × RPM / 60
- Kipas Aksial: BPF seringkali menonjol (lebih tinggi dari kipas sentrifugal)
- Amplitudo Tinggi: Masalah pembersihan ujung, kerusakan bilah, masalah aliran
- Harmonik: Beberapa harmonik BPF menunjukkan adanya masalah pada bilah atau aliran
Ketidakseimbangan
- Dari penumpukan bilah, erosi, atau ketidakseragaman sudut pitch
- 1× komponen getaran
- Dapat diperbaiki melalui menyeimbangkan dengan pemberat yang dipasang pada bilah
Getaran Terkait Stall
- Komponen sub-sinkron (0,2-0,5×)
- Amplitudo acak dan berfluktuasi
- Peningkatan kebisingan pita lebar
- Hilang saat aliran meningkat
Deteksi dan Pemantauan
Analisis Getaran
- Pemantauan getaran bantalan standar
- Tren amplitudo BPF
- Cari komponen sub-sinkron (macet)
- Pengukuran getaran aksial (variasi dorong)
Pemantauan Kinerja
- Pengukuran aliran udara (metode perbedaan tekanan)
- Tren konsumsi daya
- Perhitungan efisiensi
- Bandingkan dengan kinerja desain/dasar
Inspeksi
- Pemeriksaan bilah visual untuk retakan, erosi, korosi
- Verifikasi sudut pitch blade
- Pengukuran jarak ujung
- Inspeksi hub dan titik lampiran
- NDT untuk deteksi retakan pada kipas kritis
Pemeliharaan dan Koreksi
Perawatan Pisau
- Bersihkan penumpukan dari bilah (dan seimbangkan kembali)
- Memperbaiki kerusakan erosi/korosi kecil
- Ganti bilah yang retak atau rusak parah
- Verifikasi bahwa semua bilah memiliki sudut kemiringan yang sama
- Periksa dan kencangkan baut pemasangan bilah
Restorasi Izin
- Tambahkan cincin selubung atau segel ujung jika jarak bebasnya berlebihan
- Membangun kembali rumah untuk mengurangi diameter
- Ganti kipas jika dibenarkan secara ekonomi
Kontrol Titik Operasi
- Sesuaikan resistansi sistem untuk mengoperasikan kipas mendekati titik desain
- Kontrol kecepatan variabel untuk pencocokan optimal
- Hindari pengoperasian di wilayah stall
- Kontrol baling-baling saluran masuk atau peredam untuk penurunan
Cacat kipas aksial menggabungkan masalah mesin putar standar dengan fenomena aerodinamis yang spesifik untuk mesin aliran aksial. Memahami masalah struktur bilah, kekritisan jarak bebas ujung, dan ketidakstabilan aerodinamis seperti stall putar, dikombinasikan dengan pemantauan getaran dan pengujian kinerja yang tepat, memungkinkan pengoperasian yang andal dari mesin penggerak udara penting ini dalam aplikasi industri.
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 