Înțelegerea defectelor ventilatorului axial
Definiție: Ce sunt defectele ventilatorului axial?
Defecte ale ventilatorului axial sunt probleme specifice ventilatoarelor axiale în care aerul curge paralel cu axa arborelui printr-un rotor de tip elice. Aceste defecte includ erori ale unghiului de pas al palei, degradarea jocului la vârf, oboseală și fisuri, defecțiuni ale atașării butucului, blocare a roților rotative și rezonanțe aerodinamice. Ventilatoarele axiale diferă de ventilatoarele centrifuge prin traiectoria curgerii și distribuția forței, ceea ce le face susceptibile la moduri unice de defecțiune legate de răsucirea palelor, fluxurile de scurgere la vârf și variațiile axiale ale împingerii.
Ventilatoarele axiale sunt comune în sistemele HVAC, turnurile de răcire, ventilatoarele de tiraj ale centralelor electrice și ventilația industrială. Diametrul lor mare și palele relativ ușoare le fac deosebit de susceptibile la oboseala indusă de vibrații și instabilități aerodinamice.
Defecte specifice ventilatorului axial
1. Probleme legate de pasul și unghiul palei
Setare incorectă a tonalității
- Ventilatoare cu pas reglabil: Unghiul lamei este reglabil pentru reglarea performanței
- Plasare greşită: Lamele sunt setate la un unghi greșit pentru condițiile de funcționare
- Efecte: Performanță slabă, vibrații ridicate, tendință de blocare
- Setare neuniformă: Lamele la unghiuri diferite creează dezechilibru
Deformarea prin răsucire a lamei
- Palele răsucite permanent din cauza sarcinilor aerodinamice sau centrifuge
- Modifică unghiurile de curgere, afectează performanța
- Poate crea dezechilibru dacă răsucirea este asimetrică
- Distorsiune termică din cauza gradienților de temperatură
2. Probleme de spațiu cu vârful
Importanță critică în ventilatoarele axiale
- Scurgeri de curgere peste vârfurile palelor (vârtejuri la vârf)
- Eficiență foarte sensibilă la jocul vârfului
- Fiecare creștere de 1% a clearance-ului pierde ~1-2% din eficiență
- Afectează vibrațiile și performanța acustică
Distanță excesivă
- Cauze: Uzură, distorsiune a carcasei, deformarea lamei, creștere termică
- Efecte: Pierdere de performanță, creșterea rezistenței vortexului la vârf, vibrații
- Tipic nou: 0,5-1,5% din lungimea lamei
- Acțiune necesară: > 3% din interval indică înlocuire sau reconstrucție
Frecări de vârfuri
- Vârfurile lamelor ating carcasa
- Din exces vibrații, creștere termică sau nealiniere
- Creează zgomot, vibrații, deteriorează lama
- Urme de uzură vizibile pe vârfurile lamelor și pe carcasă
3. Defecte structurale ale palei
Fisuri de oboseală
- Locaţie: Rădăcina palei (atașare la butuc), muchia anterioară
- Cauza: Sarcini aerodinamice alternante, vibrații, rezonanţă
- Detectare: Inspecție cu penetrant colorant, particule magnetice sau ultrasunete
- Criticitate: Poate duce la eliberarea lamei
Defecțiuni ale atașării lamei
- Sudurile fisurează la joncțiunea lamă-butuc
- Atașamentele cu șuruburi funcționează slăbit
- Crăpături de file de rădăcină
- Defecțiune progresivă dacă nu este detectată
4. Instabilități aerodinamice
Stand rotativ
- Separarea fluxului pe unele pale care se rotesc în jurul inelului
- Vibrații subsincrone (0,2-0,5× viteza rotorului)
- Apare la debit scăzut sau rezistență mare la intrare
- Poate fi violent, dăunând lamelor
Flutter
- Vibrația autoexcitată a palei de la cuplajul aeroelastic
- Mișcarea palei afectează fluxul de aer, fluxul de aer afectează mișcarea palei
- Frecvența la frecvența naturală a palei
- Poate provoca defectarea rapidă a lamei
- Rar, dar catastrofal atunci când se întâmplă
Semnături vibraționale
Frecvența de trecere a lamei
- Calcul: BPF = Număr de lame × RPM / 60
- Ventilatoare axiale: BPF adesea proeminent (mai mare decât ventilatoarele centrifuge)
- Amplitudine crescută: Probleme de spațiu cu vârful, deteriorarea lamei, probleme de curgere
- Armonice: Armonice multiple BPF indică probleme cu palele sau cu fluxul
Dezechilibra
- Din cauza acumulării palei, eroziunii sau neuniformității unghiului de înclinare
- 1× componentă de vibrații
- Corectabil prin echilibrare cu greutăți montate pe lamă
Vibrații legate de blocare
- Componente subsincrone (0,2-0,5×)
- Amplitudine aleatorie, fluctuantă
- Creșterea zgomotului în bandă largă
- Dispare când fluxul crește
Detectare și monitorizare
Analiza vibrațiilor
- Monitorizarea standard a vibrațiilor rulmenților
- Tendința amplitudinii BPF
- Căutați componente subsincrone (blocare)
- Măsurarea vibrațiilor axiale (variații ale forței de împingere)
Monitorizarea performanței
- Măsurarea debitului de aer (metoda diferenței de presiune)
- Tendința consumului de energie
- Calculul eficienței
- Comparați cu performanța de proiectare/de bază
Inspecţie
- Inspecția vizuală a lamei pentru fisuri, eroziune, coroziune
- Verificarea unghiului de pas al palei
- Măsurarea jocului la vârf
- Inspecția butucului și a punctului de atașare
- NDT pentru detectarea fisurilor în ventilatoarele critice
Întreținere și corecție
Întreținerea lamei
- Curățați depunerile de pe lame (și reechilibrați)
- Repararea daunelor minore cauzate de eroziune/coroziune
- Înlocuiți lamele crăpate sau grav deteriorate
- Verificați toate palele la același unghi de înclinare
- Verificați și strângeți șuruburile de fixare a lamei
Restaurare de liberă circulație
- Adăugați inele de înveliș sau etanșări la vârf dacă jocul este excesiv
- Reconstruiți carcasa pentru a reduce diametrul
- Înlocuiți ventilatorul dacă este justificat din punct de vedere economic
Controlul punctului de operare
- Reglați rezistența sistemului pentru a funcționa ventilatorul aproape de punctul de proiectare
- Control variabil al vitezei pentru o potrivire optimă
- Evitați operarea în zona de stand
- Controlul paletei de admisie sau al clapetei pentru reducerea temperaturii
Defectele ventilatorului axial combină problemele standard ale mașinilor rotative cu fenomene aerodinamice specifice mașinilor cu flux axial. Înțelegerea problemelor structurale ale palelor, a criticității jocului la vârf și a instabilităților aerodinamice, cum ar fi blocarea rotativă, combinată cu monitorizarea adecvată a vibrațiilor și testarea performanței, permite funcționarea fiabilă a acestor mașini esențiale de mișcare a aerului în aplicații industriale.
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 