Memahami Kecacatan Kipas Paksi
Definisi: Apakah Kecacatan Kipas Paksi?
Kecacatan kipas paksi adalah masalah khusus untuk kipas aliran paksi di mana udara mengalir selari dengan paksi aci melalui rotor seperti kipas. Kecacatan ini termasuk ralat sudut pic bilah, kemerosotan kelegaan hujung, bilah keletihan dan retak, kegagalan lampiran hab, gerai berputar, dan resonans aerodinamik. Kipas paksi berbeza daripada kipas emparan dalam laluan aliran dan pengagihan daya, menjadikannya mudah terdedah kepada mod kegagalan unik yang berkaitan dengan putaran bilah, aliran kebocoran hujung dan variasi tujah paksi.
Kipas paksi adalah perkara biasa dalam sistem HVAC, menara penyejuk, kipas draf loji janakuasa, dan pengudaraan industri. Diameternya yang besar dan bilah yang agak ringan menjadikannya sangat mudah terdedah kepada keletihan yang disebabkan oleh getaran dan ketidakstabilan aerodinamik.
Kecacatan Khusus Kipas Paksi
1. Isu Pitch dan Sudut Bilah
Tetapan Padang Salah
- Peminat Padang Boleh Laras: Sudut bilah boleh laras untuk penalaan prestasi
- Salah pelarasan: Bilah ditetapkan kepada sudut yang salah untuk keadaan operasi
- Kesan: Prestasi buruk, getaran tinggi, kecenderungan gerai
- Tetapan Tidak Seragam: Bilah pada sudut yang berbeza mewujudkan ketidakseimbangan
Ubah Bentuk Pusing Bilah
- Bilah dipintal secara kekal daripada beban aerodinamik atau emparan
- Menukar sudut aliran, menjejaskan prestasi
- Boleh mencipta ketidakseimbangan jika twist tidak simetri
- Herotan terma daripada kecerunan suhu
2. Masalah Pembersihan Petua
Kepentingan Kritikal dalam Kipas Paksi
- Kebocoran aliran pada hujung bilah (pusaran hujung)
- Kecekapan sangat sensitif terhadap pelepasan hujung
- Setiap peningkatan 1% dalam pelepasan kehilangan ~1-2% kecekapan
- Mempengaruhi getaran dan prestasi akustik
Pelepasan Berlebihan
- Punca: Haus, herotan perumahan, pesongan bilah, pertumbuhan haba
- Kesan: Kehilangan prestasi, peningkatan kekuatan pusaran hujung, getaran
- Baharu Biasa: 0.5-1.5% daripada rentang bilah
- Tindakan Diperlukan: > 3% span menunjukkan penggantian atau bina semula
Petua Gosok
- Petua bilah menghubungi perumahan
- Daripada berlebihan getaran, pertumbuhan haba, atau salah jajaran
- Mencipta bunyi bising, getaran, kerosakan bilah
- Tanda pakai boleh dilihat pada hujung bilah dan perumahan
3. Kecacatan Struktur Bilah
Retak Keletihan
- lokasi: Akar bilah (lampiran pada hab), pinggir utama
- Punca: Beban aerodinamik berselang-seli, getaran, resonans
- Pengesanan: Penembus pewarna, zarah magnet, atau pemeriksaan ultrasonik
- Kritikal: Boleh membawa kepada pembebasan bilah
Kegagalan Lampiran Bilah
- Kimpalan retak di persimpangan hab bilah
- Lampiran berbolted berfungsi longgar
- Fillet akar retak
- Kegagalan progresif jika tidak dikesan
4. Ketidakstabilan Aerodinamik
Gerai Berputar
- Pemisahan aliran pada beberapa bilah berputar mengelilingi anulus
- Getaran sub-segerak (0.2-0.5× kelajuan rotor)
- Berlaku pada aliran rendah atau rintangan masuk tinggi
- Boleh menjadi ganas, merosakkan bilah
Berkibar
- Getaran bilah yang teruja sendiri daripada gandingan aeroelastik
- Pergerakan bilah menjejaskan aliran udara, aliran udara menjejaskan gerakan bilah
- Kekerapan pada frekuensi semula jadi bilah
- Boleh menyebabkan kegagalan bilah pantas
- Jarang tetapi malapetaka apabila berlaku
Tandatangan Getaran
Kekerapan Hantaran Bilah
- Pengiraan: BPF = Bilangan Bilah × RPM / 60
- Peminat paksi: BPF sering menonjol (lebih tinggi daripada kipas emparan)
- Amplitud Tinggi: Isu pelepasan hujung, kerosakan bilah, masalah aliran
- Harmonik: Berbilang harmonik BPF menunjukkan masalah bilah atau aliran
Ketidakseimbangan
- Daripada pembentukan bilah, hakisan, atau sudut pic tidak seragam
- 1× komponen getaran
- Boleh dibetulkan melalui balancing dengan pemberat yang dipasang bilah
Getaran Berkaitan Gerai
- Komponen sub-segerak (0.2-0.5×)
- Amplitud rawak, turun naik
- Peningkatan hingar jalur lebar
- Hilang apabila aliran meningkat
Pengesanan dan Pemantauan
Analisis Getaran
- Pemantauan getaran galas standard
- Arah aliran amplitud BPF
- Cari komponen sub-segerak (gerai)
- Pengukuran getaran paksi (variasi tujahan)
Pemantauan Prestasi
- Pengukuran aliran udara (kaedah pembezaan tekanan)
- Arah aliran penggunaan kuasa
- Pengiraan kecekapan
- Bandingkan dengan prestasi reka bentuk/garis dasar
Pemeriksaan
- Pemeriksaan bilah visual untuk retak, hakisan, kakisan
- Pengesahan sudut pic bilah
- Pengukuran kelegaan hujung
- Pemeriksaan hab dan titik lampiran
- NDT untuk pengesanan retak pada kipas kritikal
Penyelenggaraan dan Pembetulan
Penyelenggaraan Bilah
- Bersihkan pengumpulan daripada bilah (dan pengimbangan semula)
- Membaiki hakisan kecil/kerosakan kakisan
- Gantikan bilah yang retak atau rosak teruk
- Sahkan semua bilah pada sudut pic yang sama
- Periksa dan ketatkan bolt pemasangan bilah
Pemulihan Kelegaan
- Tambah cincin kain kafan atau pengedap hujung jika pelepasan berlebihan
- Bina semula perumahan untuk mengurangkan diameter
- Gantikan kipas jika wajar dari segi ekonomi
Kawalan Titik Operasi
- Laraskan rintangan sistem untuk mengendalikan kipas berhampiran titik reka bentuk
- Kawalan kelajuan berubah-ubah untuk padanan optimum
- Elakkan operasi di kawasan gerai
- Kawalan ram masuk atau peredam untuk turndown
Kecacatan kipas paksi menggabungkan masalah jentera berputar standard dengan fenomena aerodinamik khusus untuk mesin aliran paksi. Memahami isu struktur bilah, kritikal kelegaan hujung, dan ketidakstabilan aerodinamik seperti gerai berputar, digabungkan dengan pemantauan getaran dan ujian prestasi yang sesuai, membolehkan operasi yang boleh dipercayai bagi mesin penggerak udara penting ini dalam aplikasi industri.