FAQ

Oorzaken van onbalans

Een turbine die uit productie gaat, kan door de meest uiteenlopende oorzaken voor een onbalans zorgen. De turbine is dus door zijn naaf gecentreerd op de rotatie-as; De kans is echter klein dat het midden van de naaf en dat van de achterschijf strikt samenvallen.

Hierdoor ligt het zwaartepunt van de turbine zeker buiten de rotatie-as. Aan de andere kant hebben de bladen niet allemaal strikt hetzelfde gewicht en bevinden ze zich niet allemaal strikt op dezelfde afstand van de as, wat een andere oorzaak is van beweging van het zwaartepunt van de turbine.

De kegel en de schijf zijn niet perfect gecentreerd op de rotatie-as, wat een oorzaak is van zowel statische onbalans als dynamische onbalans.

Ten slotte kan de turbine enigszins hellend zijn ten opzichte van zijn as, hetzij als gevolg van de naaf, hetzij als gevolg van de schijf, of zelfs als gevolg van de montagetoleranties van de naaf op de as, wat een andere oorzaak is van statische onbalans en dynamische onbalans.

Er moet ook worden opgemerkt dat een turbine, zelfs als deze bij levering perfect uitgebalanceerd is, na een bepaalde gebruiksperiode een onbalans kan vertonen, hetzij als gevolg van onregelmatige slijtage als gevolg van corrosie of slijtage van de turbine, hetzij als gevolg van verstopping of vastlopen die inherent is zelfs onregelmatig.

Effecten van onbalans

De middelpuntvliedende krachten of momenten die worden gecreëerd in de verschillende delen van een turbine die met hoge snelheid draait, veroorzaken verschillende soorten schade.

Het schudden en de schokken die ze veroorzaken zorgen voor een toename van de slijtage en dus voor een kortere levensduur.

Onder de permanente werking van schudden kunnen montage-elementen falen. Bij het passeren van kritische resonantiegebieden veroorzaken de gecreëerde centrifugaalkrachten zeer sterke trillingen. Dit kan resulteren in vermoeidheidsstoringen en zelfs plotselinge breuken.

Ook in de buurt van de ventilatoren werken de schokken hinderlijk. De permanente werking van trillingen en geluid heeft een zeer ongunstige invloed op het menselijk organisme, zowel vanuit fysiek als psychologisch oogpunt.

Omdat de centrifugaalkrachten evenredig toenemen met het kwadraat van de rotatiesnelheid, is balanceren noodzakelijker naarmate de gekozen rotatiesnelheid hoger is.

Het geluid van een ventilator heeft verschillende oorzaken, die in twee hoofdcategorieën kunnen worden onderverdeeld:

geluiden van luchtoorsprong

geluiden van mechanische oorsprong

Geluiden van luchtoorsprong

Over het algemeen overheersen ze boven die van mechanische oorsprong.

a) Geluid door beweging van het wiel

Het wiel draait met een snelheid van n omwentelingen per seconde. Dit kan dus resulteren in een muzikaal geluid met een grondfrequentie gelijk aan n hertz. Over het algemeen is dit geluid erg laag en niet erg belangrijk.

Het wiel draagt ​​bladen die een zog produceren die draait met de hoeksnelheid van het wiel. Deze zoggeluiden genereren ook een geluid dat vooral intens zal zijn wanneer ze een vast statorobstakel tegenkomen (bijvoorbeeld het mondstuk van de behuizing van een centrifugaalventilator). Tenslotte, als de stator nabij het wiel een deel heeft dat uit identieke sectoren bestaat (bijvoorbeeld de gelijkrichterschoepen van een spiraalvormige ventilator), zullen bepaalde harmonischen van het fundamentele geluid worden versterkt. Samenvattend zullen we een geluid hebben dat een spectrum van lijnen presenteert: dit is het “sirenegeluid”.

Over het algemeen is sirenegeluid verantwoordelijk voor een groot deel van het totale akoestische vermogen dat door een ventilator wordt uitgezonden. De ervaring leert dat een zog na een bepaalde afstand gedempt wordt en verloren gaat in de algemene turbulentie. Het is daarom mogelijk om het geluid van de sirene te verminderen door de zoggenerator weg te plaatsen van obstakels die ze kunnen tegenkomen (slakkenhuismondstuk, gelijkrichter, enz.).

b) geluid als gevolg van turbulentie

We zeggen dat er sprake is van turbulentie wanneer op een gegeven moment de snelheid van de vloeistof op een wanordelijke manier varieert, rond een gemiddelde waarde. Op zichzelf vormen deze snelheidsschommelingen geen geluid, omdat zij verband houden met drukschommelingen. Maar bij contact met obstakels (bijvoorbeeld muren) veroorzaken deze snelheidsschommelingen drukschommelingen en produceren ze geluid. Dergelijke ruis heeft in principe een continu frequentiespectrum. Maar turbulentie kan resonanties opwekken die vervolgens bepaalde frequenties van het spectrum versterken, onafhankelijk van de rotatiesnelheid van het wiel. Over het algemeen speelt turbulentie slechts een kleine rol in het totale geluid dat door de ventilator wordt geproduceerd.

Omdat de ventilator een ontvangende machine is die tot doel heeft een hoeveelheid gas van punt 1 naar punt 2 te transporteren, komt het heel vaak voor dat schurend stof (silica, cement, metalen, hout, enz.) er doorheen gaat.

Na verloop van tijd verslijt dit stof eerst de turbine, waar de stroomsnelheden het hoogst zijn, en vervolgens het statische deel.

Om de levensduur van de ventilator te verlengen, maken we gebruik van staalsoorten met een hoog gehalte aan chroomcarbide of wolfraam, die beter bestand zijn tegen slijtage.

Maar er moet altijd een compromis worden gesloten. Deze staalsoorten hebben vaak lagere mechanische limieten (spanningen, bedrijfstemperatuur, enz.) dan de gewoonlijk gebruikte staalsoorten.

Je moet daarom heel voorzichtig zijn bij het berekenen van deze ventilatoren, en elk geval is specifiek.

Het door de ventilatoras opgenomen vermogen wordt berekend met de formule:

Paer = stroom * totale druk / η

Waarbij      debiet = debiet dat door de ventilator stroomt (m³/s)

Druk = totaal drukverschil tussen de afvoer en de zuiging van de ventilator (in Pascal Pa)

Ƞ = ventilatorefficiëntie (varieert tussen 0,5 en 0,9)

Neem als eerste benadering 0,75 tot 0,8.

Voorbeeld:

debiet = 3 m³/s en totale druk = 6500 Pa, met een rendement η = 70% = 0,7, verkrijgen we:

Paer = 3 * 6500 / 0,7 = 27857 W = 27,86 kW

Er zijn verschillende manieren om het debiet van een ventilator te variëren.

– Terugslagklep/instelklep

Het openen of sluiten van de klep veroorzaakt een variabel drukverlies waardoor het debiet varieert.

Nadeel: het gecreëerde drukverlies komt overeen met een aanzienlijk energieverbruik voor grote ventilatoren. Deze instelmodus gebruiken wij daarom doorgaans bij lage vermogens.

Niet-lineaire aanpassingscurve.

Voordeel: Goedkoop – weinig onderhoud

Tilter of “Vaanbediening”

Dit is een apparaat dat aan de zuigzijde van de ventilator wordt geplaatst en het mogelijk maakt om de bladen in concentrische delen te draaien om zo de natuurlijke ronding van de ventilator te wijzigen

Nadeel: complexe mechanica die regelmatig onderhoud vereist.Voordeel: Verbruikt veel minder energie dan een conventionele klep.<

Goede afstelprecisie.

Frequentie omzetter

De frequentieomvormer is een elektronisch systeem waarmee de regelfrequentie van de motor kan worden gevarieerd. Omdat de klassieke asynchrone motor draait met een snelheid die direct evenredig is met de frequentie, varieert ook de aangedreven ventilator de snelheid.

Het debiet van een ventilator is echter ook evenredig met de rotatiesnelheid. Het is daarom eenvoudig om het debiet aan te passen door de frequentie van de omvormer te veranderen.

Nadeel: hoge prijs

Converter-instellingen

Voordeel: Grote energiebesparing. Voor ventilatoren met middelhoog tot hoog vermogen kan de terugverdientijd snel zijn.

Vereist geen speciaal onderhoud.

U moet eerst de dichtheid van het gas kennen onder normale CN-omstandigheden (1013 mbar en 0°c)

Ex :

lucht: 1,293 kg/Nm³< >CO2: 1,96 kg/Nm³

De dichtheid in de CN is gelijk aan de molaire massa van het gas gedeeld door 22,4.

De dichtheid ρ wordt berekend volgens de formule:

ρ= ρCN * (273/(273+t)) * ((101325+p)/101325)

Of:< >t = temperatuur in °c

P = gasdruk in Pa

ρCN = dichtheid van het gas onder normale omstandigheden in kg/Nm³