了解轴流风机缺陷
定义：什么是轴流风机缺陷？
轴流风机缺陷 这些问题是轴流风机特有的，在轴流风机中，空气平行于轴线流经类似螺旋桨的转子。这些缺陷包括叶片桨距角误差、叶尖间隙劣化、叶片 疲劳 轴流风机与离心风机在流道和力分布上存在差异，因此轴流风机容易出现与叶片扭转、叶尖泄漏流和轴向推力变化相关的独特故障模式，例如裂纹、轮毂连接失效、旋转失速和气动共振。.
轴流风机广泛应用于暖通空调系统、冷却塔、发电厂引风机和工业通风系统中。由于其叶片直径大、重量相对较轻，因此特别容易受到振动引起的疲劳和空气动力学不稳定性影响。.
轴流风机特有缺陷
1. 叶片螺距和角度问题
音调设置错误
- 可调桨距风扇： 刀片角度可调，以进行性能调校
- 失调： 叶片角度设置错误，不符合运行条件
- 效果： 性能差、振动大、易失速
- 非均匀设置： 不同角度的刀片造成不平衡
刀片扭曲变形
- 叶片因空气动力或离心力而永久扭曲
- 改变流动角度，影响性能
- 如果扭转不对称，可能会造成失衡。
- 温度梯度引起的热变形
2. 喷嘴间隙问题
轴流风机的关键重要性
- 叶片尖端的流动泄漏（尖端涡流）
- 效率对喷嘴间隙非常敏感
- 清除率每增加 1%，效率就会损失约 1-2%。
- 影响振动和声学性能
过大的间隙
- 原因： 磨损、壳体变形、叶片偏转、热膨胀
- 效果： 性能下降、叶尖涡流强度增加、振动
- 典型的新： 叶片跨距为 0.5-1.5%
- 需要采取行动： 跨度大于 3% 表示需要更换或重建
摩擦
- 刀片尖端接触外壳
- 过量 振动, 热膨胀或错位
- 产生噪音、振动，并损坏刀片。
- 刀片尖端和外壳上可见磨损痕迹
3. 叶片结构缺陷
疲劳裂纹
- 地点： 叶片根部（与轮毂的连接处）、前缘
- 原因： 交变空气动力载荷、振动、, 谐振
- 检测： 渗透探伤、磁粉探伤或超声波探伤
- 关键性： 可能导致刀片脱落
刀片连接故障
- 叶片轮毂连接处的焊缝出现裂纹
- 螺栓连接松动
- 根部裂纹
- 如果未被检测到，则会发生渐进性故障。
4. 空气动力学不稳定性
旋转失速
- 某些叶片绕环形空间旋转时发生流动分离
- 次同步振动（转子速度的0.2-0.5倍）
- 发生于低流量或高入口阻力情况下
- 可能造成剧烈冲击，损坏刀刃。
扑
- 气动弹性耦合引起的自激叶片振动
- 叶片运动影响气流，气流也影响叶片运动
- 叶片固有频率处的频率
- 可能导致刀片快速损坏
- 虽然罕见，但一旦发生后果不堪设想。
振动特征
叶片通过频率
- 计算： BPF = 叶片数 × 转速 / 60
- 轴流风机： BPF 通常很突出（高于离心风扇）
- 振幅升高： 叶尖间隙问题、叶片损坏、流量问题
- 谐波： 多个 BPF 谐波表明叶片或流动存在问题。
不平衡
- 叶片积垢、侵蚀或螺距角不均匀
- 1×振动分量
- 可通过以下方式纠正 平衡 带有刀片式配重
失速相关振动
- 次同步分量（0.2-0.5倍）
- 随机、波动的振幅
- 宽带噪声增加
- 当流量增加时消失
检测与监测
振动分析
- 标准轴承振动监测
- BPF振幅趋势
- 查找次同步组件（停滞）
- 轴向振动测量（推力变化）
性能监控
- 气流测量（压差法）
- 电力消耗趋势
- 效率计算
- 与设计/基准性能相比
检查
- 目视检查叶片，查看是否存在裂纹、侵蚀和腐蚀。
- 叶片螺距角验证
- 尖端间隙测量
- 轮毂和连接点检查
- 用于关键风机裂纹检测的无损检测
维护和纠正
刀片维护
- 清除刀片上的积垢（并重新平衡）
- 修复轻微的侵蚀/腐蚀损伤
- 更换破裂或严重损坏的刀片
- 确认所有叶片的螺距角相同
- 检查并拧紧刀片固定螺栓
清扫修复
- 如果间隙过大，请加装护罩环或尖端密封件。
- 改造外壳以减小直径
- 如果经济效益允许，请更换风扇。
操作点控制
- 调整系统阻力，使风扇在接近设计点运行。
- 变速控制实现最佳匹配
- 避免在失速区域操作
- 进气叶片或风门控制用于调节
轴流风机的缺陷是将标准旋转机械问题与轴流式机械特有的空气动力学现象相结合的结果。了解叶片结构问题、叶尖间隙的关键性以及诸如旋转失速等空气动力学不稳定性，并结合适当的振动监测和性能测试，才能确保这些重要的空气动力机械在工业应用中可靠运行。.
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