O que são defeitos em ventiladores axiais? Problemas nas pás e no fluxo de ar • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores. O que são defeitos em ventiladores axiais? Problemas nas pás e no fluxo de ar • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores.

Quais são os defeitos em ventiladores axiais? Problemas com as pás e o fluxo de ar.

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Entendendo os defeitos dos ventiladores axiais

Definição: O que são defeitos em ventiladores axiais?

Defeitos em ventiladores axiais São problemas específicos de ventiladores de fluxo axial, onde o ar flui paralelamente ao eixo do rotor, semelhante a uma hélice. Esses defeitos incluem erros no ângulo de inclinação das pás, redução da folga na ponta da pá e outros defeitos nas pás. fadiga e fissuras, falhas na fixação do cubo, estol rotativo e ressonâncias aerodinâmicas. Os ventiladores axiais diferem dos ventiladores centrífugos em seu caminho de fluxo e distribuição de força, tornando-os suscetíveis a modos de falha únicos relacionados à torção das pás, vazamentos na ponta e variações de empuxo axial.

Os ventiladores axiais são comuns em sistemas de climatização (HVAC), torres de resfriamento, ventiladores de tiragem em usinas de energia e ventilação industrial. Seu grande diâmetro e pás relativamente leves os tornam particularmente suscetíveis à fadiga induzida por vibração e instabilidades aerodinâmicas.

Defeitos específicos de ventiladores axiais

1. Problemas com a inclinação e o ângulo da lâmina

Configuração de tom incorreta

  • Ventiladores com inclinação ajustável: Ângulo da lâmina ajustável para otimização de desempenho.
  • Desajuste: As lâminas estão ajustadas em um ângulo incorreto para as condições de operação.
  • Efeitos: Desempenho ruim, vibração elevada, tendência a estolar
  • Configuração não uniforme: As lâminas em ângulos diferentes criam desequilíbrio.

Deformação por torção da lâmina

  • Lâminas permanentemente torcidas devido a cargas aerodinâmicas ou centrífugas.
  • Altera os ângulos de fluxo, afetando o desempenho.
  • Pode criar desequilíbrio se a torção for assimétrica.
  • Distorção térmica causada por gradientes de temperatura

2. Problemas de folga da ponta

Importância crítica em ventiladores axiais

  • Vazamento de fluxo nas pontas das pás (vórtices de ponta)
  • A eficiência é muito sensível à folga da ponta.
  • Cada aumento de 1% na folga resulta em uma perda de eficiência de aproximadamente 1-2%.
  • Afeta o desempenho vibratório e acústico.

Folga excessiva

  • Causas: Desgaste, distorção da carcaça, deflexão da lâmina, expansão térmica
  • Efeitos: Perda de desempenho, aumento da intensidade do vórtice de ponta, vibração
  • Novo típico: 0,5-1,5% de extensão da lâmina
  • Ação necessária: > 3% de extensão indica substituição ou reconstrução

Esfrega a ponta

  • Pontas das lâminas em contato com a carcaça
  • De excesso vibração, crescimento térmico ou desalinhamento
  • Produz ruído, vibração e danos à lâmina.
  • Marcas de desgaste visíveis nas pontas das lâminas e na carcaça.

3. Defeitos estruturais da lâmina

Rachaduras por fadiga

  • Localização: Raiz da pá (fixação ao cubo), borda de ataque
  • Causa: Cargas aerodinâmicas alternadas, vibração, ressonância
  • Detecção: Inspeção por líquido penetrante, partículas magnéticas ou ultrassom
  • Criticidade: Pode levar à libertação da lâmina

Falhas na fixação da lâmina

  • Trincas nas soldas na junção entre a pá e o cubo.
  • Acessórios aparafusados se soltando
  • rachaduras no filé de raiz
  • Falha progressiva se não for detectada

4. Instabilidades aerodinâmicas

Estol rotativo

  • Separação de fluxo em algumas pás girando em torno do anel
  • Vibração subsíncrona (0,2-0,5× velocidade do rotor)
  • Ocorre em condições de baixo fluxo ou alta resistência de entrada.
  • Pode ser violento e danificar lâminas.

Flutter

  • Vibração autoexcitada da lâmina devido ao acoplamento aeroelástico
  • O movimento das pás afeta o fluxo de ar, e o fluxo de ar afeta o movimento das pás.
  • Frequência na frequência natural da lâmina
  • Pode causar falha rápida da lâmina
  • Raro, mas catastrófico quando ocorre.

Assinaturas de vibração

Frequência de passagem da lâmina

  • Cálculo: BPF = Número de pás × RPM / 60
  • Ventiladores axiais: BPF geralmente proeminente (maior que o de ventiladores centrífugos)
  • Amplitude elevada: Problemas de folga na ponta, danos na lâmina, problemas de fluxo
  • Harmônicos: Múltiplos harmônicos do filtro passa-baixa indicam problemas na lâmina ou no fluxo.

Desequilíbrio

  • Devido ao acúmulo de material nas lâminas, erosão ou não uniformidade do ângulo de inclinação.
  • 1 componente de vibração
  • Corrigível através de balanceamento com pesos montados na lâmina

Vibração relacionada à estolagem

  • Componentes subsíncronos (0,2-0,5×)
  • Amplitude aleatória e flutuante
  • Aumento do ruído da banda larga
  • Desaparece quando o fluxo aumenta.

Detecção e monitoramento

Análise de vibração

  • Monitoramento padrão de vibração de rolamentos
  • Tendência da amplitude do BPF
  • Procure por componentes sub-síncronos (paralisação).
  • Medição de vibração axial (variações de empuxo)

Monitoramento de desempenho

  • Medição do fluxo de ar (método diferencial de pressão)
  • Tendências de consumo de energia
  • Cálculo de eficiência
  • Comparar com o desempenho de projeto/linha de base

Inspeção

  • Inspeção visual da lâmina para detecção de rachaduras, erosão e corrosão.
  • Verificação do ângulo de inclinação da pá
  • medição da folga da ponta
  • Inspeção do cubo e do ponto de fixação
  • Ensaios não destrutivos para detecção de trincas em ventiladores críticos

Manutenção e correção

Manutenção da lâmina

  • Limpeza do acúmulo de sujeira nas lâminas (e rebalanceamento)
  • Reparar danos menores por erosão/corrosão
  • Substitua as lâminas rachadas ou gravemente danificadas.
  • Verifique se todas as lâminas estão com o mesmo ângulo de inclinação.
  • Verifique e aperte os parafusos de fixação da lâmina.

Restauração de Liquidação

  • Adicione anéis de vedação ou vedações de ponta se a folga for excessiva.
  • Reconstrua a carcaça para reduzir o diâmetro.
  • Substitua o ventilador se for economicamente justificável.

Controle de Ponto de Operação

  • Ajuste a resistência do sistema para operar o ventilador próximo ao ponto de projeto.
  • Controle de velocidade variável para correspondência ideal
  • Evite operar na região de estolagem.
  • Controle de palheta de entrada ou amortecedor para redução de volume

Os defeitos em ventiladores axiais combinam problemas comuns em máquinas rotativas com fenômenos aerodinâmicos específicos dessas máquinas. Compreender os problemas estruturais das pás, a criticidade da folga na ponta e as instabilidades aerodinâmicas, como a estolagem rotativa, juntamente com o monitoramento adequado de vibrações e testes de desempenho, permite a operação confiável dessas máquinas essenciais para movimentação de ar em aplicações industriais.

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