Causes de l'augmentation des vibrations d'un ventilateur industriel. Installation de ventilateurs
Dans les activités du bureau de diagnostic des services de réparation des entreprises métallurgiques, l'équilibrage des turbines des extracteurs de fumée et des ventilateurs dans leurs propres roulements est effectué assez souvent. L'efficacité de cette opération de réglage est significative par rapport aux petites modifications apportées au mécanisme. Ceci nous permet de définir l'équilibrage comme l'une des technologies à faible coût dans le fonctionnement des équipements mécaniques. La faisabilité de toute opération technique est déterminée par l'efficacité économique, qui est basée sur l'effet technique de l'opération ou les pertes éventuelles dues à la mise en œuvre intempestive de cet impact.
La fabrication de la roue dans une entreprise de construction de machines n'est pas toujours une garantie de la qualité de l'équilibrage. Dans de nombreux cas, les fabricants sont limités à l'équilibrage statique. L'équilibrage sur des machines d'équilibrage est bien sûr une opération technologique nécessaire dans la fabrication et après réparation de la roue. Cependant, il est impossible de rapprocher les conditions de fonctionnement de la production (le degré d'anisotropie des supports, l'amortissement, l'influence des paramètres technologiques, la qualité de l'assemblage et de l'installation, et un certain nombre d'autres facteurs) des conditions d'équilibrage sur les machines. .
La pratique a montré qu'une roue à aubes soigneusement équilibrée sur la machine doit en outre être équilibrée dans ses propres supports. Évidemment, l'état vibratoire insatisfaisant des groupes de ventilation lors de la mise en service après installation ou réparation entraîne une usure prématurée des équipements. D'autre part, le transport de la roue vers une machine d'équilibrage à plusieurs kilomètres d'une entreprise industrielle n'est pas justifié en termes de temps et de coûts financiers. Le démontage supplémentaire, le risque d'endommagement de l'impulseur lors du transport, tout cela prouve l'efficacité de l'équilibrage sur site dans ses propres supports.
L'avènement des équipements modernes de mesure des vibrations permet d'effectuer un équilibrage dynamique sur le lieu d'exploitation et de réduire la charge vibratoire des supports à des limites acceptables.
L'un des axiomes de l'état sain de l'équipement est le fonctionnement de mécanismes à faible niveau de vibration. Dans ce cas, l'impact d'un certain nombre de facteurs destructeurs affectant les paliers du mécanisme est réduit. Dans le même temps, la durabilité des paliers et du mécanisme dans son ensemble augmente et une mise en œuvre stable du processus technologique est assurée, conformément aux paramètres spécifiés. En ce qui concerne les ventilateurs et les extracteurs de fumée, le faible niveau de vibration est en grande partie déterminé par l'équilibre des roues, équilibrage en temps opportun.
Les conséquences du fonctionnement du mécanisme avec augmentation des vibrations : destruction des ensembles de roulements, des sièges de roulements, des fondations, augmentation de la consommation d'énergie électrique pour entraîner l'installation. Cet article traite des conséquences d'un équilibrage intempestif des turbines des extracteurs de fumée et des ventilateurs des ateliers des entreprises métallurgiques.
L'étude des vibrations des ventilateurs de hauts fourneaux a montré que la principale cause d'augmentation des vibrations est le déséquilibre dynamique des roues. La décision prise - d'équilibrer les roues dans leurs propres supports a permis de réduire le niveau de vibration global de 3 à 5 fois, à un niveau de 2,0 ... 3,0 mm / s lors d'un travail sous charge (Figure 1). Cela a permis d'augmenter la durée de vie des roulements de 5 à 7 fois. Il a été déterminé que pour des mécanismes du même type, il existe une dispersion importante des coefficients d'influence dynamiques (plus de 10%), ce qui détermine la nécessité d'un équilibrage dans leurs propres supports. Les principaux facteurs influençant la dispersion des coefficients d'influence sont : l'instabilité des caractéristiques dynamiques des rotors ; écart des propriétés du système par rapport à la linéarité ; erreurs dans l'installation des poids de test.
Figure 1 - Niveaux maximaux de vitesse de vibration (mm/s) des paliers de ventilateur avant et après équilibrage
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| mais) | b) |
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| dans) | G) |
Image 2 - Usure érosive inégale des pales de la turbine
Parmi les raisons du déséquilibre des hélices des extracteurs de fumée et des ventilateurs, il convient de souligner les suivantes :
1. Usure inégale des pales (Figure 2), malgré la symétrie de la roue et une vitesse importante. La raison de ce phénomène peut résider dans le caractère aléatoire sélectif du processus d'usure dû à des facteurs externes et aux propriétés internes du matériau. Il est nécessaire de prendre en compte les écarts réels de la géométrie de la pale par rapport au profil de conception.
Image 3 - Collage de matériaux poussiéreux sur les pales de la turbine :
a) désenfumage de l'usine d'agglomération ; b) Aspiration de vapeur CCM
3. Conséquences de la réparation des aubes dans les conditions de fonctionnement sur le site d'installation. Parfois, le déséquilibre peut être causé par la manifestation de fissures initiales dans le matériau des disques et des aubes des roues. Par conséquent, l'équilibrage doit être précédé d'une inspection visuelle approfondie de l'intégrité des éléments de la roue (Figure 4). Le soudage des fissures détectées ne peut pas garantir un fonctionnement sans problème à long terme du mécanisme. Les soudures servent de concentrateurs de contraintes et de sources supplémentaires d'amorçage de fissures. Il est recommandé que cette méthode de reconditionnement ne soit utilisée qu'en dernier recours pour assurer un fonctionnement pendant une courte période, permettant un fonctionnement continu jusqu'à ce que la turbine soit fabriquée et remplacée.
Image 4 - Fissures dans les éléments des roues :
a) le disque principal ; b) omoplates au point d'attache
Dans le fonctionnement des mécanismes rotatifs, les valeurs admissibles des paramètres de vibration jouent un rôle important. L'expérience pratique a montré que le respect des recommandations de GOST ISO 10816-1-97 «Vibration. La surveillance de l'état des machines à partir des résultats de mesures de vibrations sur des pièces non tournantes, par rapport à des machines de classe 1, permet un fonctionnement à long terme des aspirateurs de fumée. Pour évaluer l'état technique, il est proposé d'utiliser les valeurs et règles suivantes:
- valeur de vitesse de vibration de 1,8 mm/s, détermine la limite de fonctionnement de l'équipement sans limites de temps et le niveau d'achèvement souhaité de l'équilibrage de la roue dans ses propres supports ;
- des vitesses de vibration comprises entre 1,8 et 4,5 mm/s permettent à l'équipement de fonctionner pendant une longue période avec une surveillance périodique des paramètres de vibration ;
- des vitesses de vibration supérieures à 4,5 mm/s observées sur une longue période de temps (1…2 mois) peuvent entraîner des dommages aux éléments de l'équipement ;
- des valeurs de vitesse de vibration comprises entre 4,5 et 7,1 mm/s permettent à l'équipement de fonctionner pendant 5 à 7 jours, suivi d'un arrêt pour réparation ;
- des valeurs de vitesse de vibration comprises entre 7,1 et 11,2 mm/s permettent à l'équipement de fonctionner pendant 1 à 2 jours, suivi d'un arrêt pour réparation ;
- les valeurs de vitesse de vibration supérieures à 11,2 mm/s ne sont pas autorisées et sont considérées comme une urgence.
Malheureusement, l'installation de masses compensatrices lors de l'équilibrage ne permet pas d'évaluer la diminution de la durabilité des assemblages de roulements et l'augmentation des coûts énergétiques avec l'augmentation des vibrations des extracteurs de fumée. Les calculs théoriques conduisent à des valeurs sous-estimées des pertes de puissance dues aux vibrations.
Des forces supplémentaires agissant sur les roulements, avec un rotor déséquilibré, conduisent à une augmentation du moment de résistance à la rotation de l'arbre du ventilateur et à une augmentation de la consommation d'énergie. Des forces destructrices agissent sur les roulements et les éléments du mécanisme.
Il est possible d'évaluer l'efficacité de l'équilibrage des rotors de ventilateur ou des actions de réparation supplémentaires pour réduire les vibrations dans les conditions de fonctionnement en analysant les données suivantes.
Réglages: type de mécanisme ; Puissance motrice; Tension; fréquence de rotation ; poids; paramètres de base du flux de travail.
Paramètres initiaux: vitesse de vibration aux points de contrôle (RMS dans la gamme de fréquences 10…1000 Hz) ; courant et tension par phases.
Actions de réparation terminées: valeurs de la charge d'essai établie ; effectué le serrage des raccords filetés ; centrage.
Valeurs des paramètres après les actions effectuées: vitesse de vibration ; courant et tension par phases.
Dans des conditions de laboratoire, des études ont été menées pour réduire la consommation d'énergie du moteur du ventilateur D-3 grâce à l'équilibrage du rotor.
Résultats de l'expérience n° 1.
Vibrations initiales: verticale - 9,4 mm/s ; axiale - 5,0 mm/s.
Courant de phase : 3,9 A ; 3,9 A; 3,9 A. Valeur moyenne - 3,9 A.
Vibration après équilibrage: verticale - 2,2 mm/s ; axiale - 1,8 mm / s.
Courant de phase : 3,8 A ; 3,6 A; 3,8 A. Valeur moyenne - 3,73 A.
Paramètres de vibration diminués : direction verticale - 4,27 fois ; direction axiale de 2,78 fois.
Diminution des valeurs actuelles : (3,9 - 3,73) × 100 % 3,73 = 4,55 %.
Résultats de l'expérience n° 2.
vibrations initiales.
Point 1 - palier frontal du moteur électrique : vertical - 17,0 mm/s ; horizontale - 15,3 mm / s; axiale - 2,1 mm / s. Vecteur de rayon - 22,9 mm/s.
Point 2 - palier libre du moteur électrique : vertical - 10,3 mm/s ; horizontale - 10,6 mm / s; axiale - 2,2 mm / s.
Le rayon vecteur de la vitesse de vibration est de 14,9 mm/s.
Vibration après équilibrage.
Point 1 : verticale - 2,8 mm/s ; horizontale - 2,9 mm / s; axiale - 1,2 mm / s. Le rayon vecteur de la vitesse de vibration est de 4,2 mm/s.
Point 2 : verticale - 1,4 mm/s ; horizontale - 2,0 mm/s ; axiale - 1,1 mm / s. Le rayon vecteur de la vitesse de vibration est de 2,7 mm/s.
Diminution des paramètres de vibration.
Composantes au point 1 : verticale - 6 fois ; horizontale - 5,3 fois; axial - 1,75 fois; rayon vecteur - 5,4 fois.
Composantes au point 2 : verticale - 7,4 fois ; horizontale - 5,3 fois; axial - 2 fois, rayon vecteur - 6,2 fois.
Indicateurs énergétiques.
Avant d'équilibrer. Consommation électrique pendant 15 minutes - 0,69 kW. Puissance maximale - 2,96 kW. La puissance minimale est de 2,49 kW. Puissance moyenne - 2,74 kW.
Après équilibrage. Consommation électrique pendant 15 minutes - 0,65 kW. Puissance maximale - 2,82 kW. La puissance minimale est de 2,43 kW. Puissance moyenne - 2,59 kW.
Baisse des performances énergétiques. Consommation électrique - (0,69 - 0,65) × 100% / 0,65 \u003d 6,1%. Puissance maximale - (2,96 - 2,82) × 100% / 2,82 \u003d 4,9%. Puissance minimale - (2,49 - 2,43) × 100% / 2,43 \u003d 2,5%. Puissance moyenne - (2,74 - 2,59) / 2,59 × 100% \u003d 5,8%.
Des résultats similaires ont été obtenus dans des conditions de production lors de l'équilibrage du ventilateur VDN-12 d'un four méthodique à trois zones de chauffage d'un laminoir à tôles. La consommation d'électricité pendant 30 minutes était de 33,0 kW, après équilibrage - 30,24 kW. La réduction de la consommation d'électricité dans ce cas était de (33,0 - 30,24) × 100 % / 30,24 = 9,1 %.
Vitesse de vibration avant équilibrage - 10,5 mm/s, après équilibrage - 4,5 mm/s. Diminution des valeurs de vitesse de vibration - 2,3 fois.
Une réduction de 5 % de la consommation d'énergie pour un moteur de ventilateur de 100 kW se traduira par des économies annuelles d'environ 10 000 UAH. Ceci peut être réalisé en équilibrant le rotor et en réduisant les charges de vibration. Dans le même temps, il y a une augmentation de la durabilité des roulements et une réduction du coût d'arrêt de la production pour réparation.
L'un des paramètres permettant d'évaluer l'efficacité de l'équilibrage est la fréquence de rotation de l'axe de l'extracteur de fumée. Ainsi, lors de l'équilibrage de l'extracteur de fumée DN-26, une augmentation de la fréquence de rotation du moteur électrique AOD-630-8U1 a été enregistrée après l'installation d'un poids correctif et la réduction de la vitesse de vibration des supports de roulement. Vitesse de vibration du support de roulement avant équilibrage : verticale - 4,4 mm/s ; horizontale - 2,9 mm / s. Vitesse de rotation avant équilibrage - 745 tr/min. Vitesse de vibration du support de roulement après équilibrage : verticale - 2,1 mm/s ; horizontale - 1,1 mm / s. La vitesse de rotation après équilibrage est de 747 tr/min.
Caractéristiques techniques du moteur asynchrone AOD-630-8U1 : nombre de paires de pôles - 8 ; vitesse synchrone - 750 tr/min; puissance nominale - 630 kW; moment nominal - 8130 N/m ; vitesse nominale -740 tr/min ; MPUSK/MNOM-1.3 ; tension - 6000 V; efficacité - 0,948 ; cosφ = 0,79 ; facteur de surcharge - 2,3. Sur la base des caractéristiques mécaniques du moteur asynchrone AOD-630-8U1, une augmentation de la vitesse de 2 tr/min est possible avec une diminution du couple de 1626 N/m, ce qui entraîne une diminution de la consommation électrique de 120 kW. C'est presque 20% de la puissance nominale.
Une relation similaire entre la vitesse de rotation et la vitesse de vibration a été enregistrée pour les moteurs asynchrones des ventilateurs des unités de séchage lors des travaux d'équilibrage (tableau).
Tableau - Valeurs de vitesse de vibration et de vitesse de rotation des moteurs de ventilateur
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Amplitude de la vitesse de vibration de la composante de fréquence de rotation, mm/s |
Fréquence de rotation, tr/min |
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2910 |
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2906 |
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2902 |
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10,1 |
2894 |
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13,1 |
2894 |
La relation entre la fréquence de rotation et la valeur de la vitesse de vibration est illustrée à la figure 5, l'équation de la ligne de tendance et la précision de l'approximation y sont également indiquées. L'analyse des données obtenues indique la possibilité d'un changement progressif de la vitesse de rotation à différentes valeurs de la vitesse de vibration. Ainsi, les valeurs de 10,1 mm/s et 13,1 mm/s correspondent à une valeur de la vitesse de rotation - 2894 tr/min, et les valeurs de 1,6 mm/s et 2,6 mm/s correspondent aux fréquences de 2906 tr/min et 2910 tr/min Sur la base de la dépendance obtenue, il est également possible de recommander les valeurs de 1,8 mm/s et 4,5 mm/s comme limites des conditions techniques.
Figure 5 - Relation entre la vitesse de rotation et la valeur de la vitesse de vibration
À la suite de la recherche, il a été créé.
1. L'équilibrage des roues dans les propres supports des extracteurs de fumée des unités métallurgiques permet une réduction significative de la consommation d'énergie et une augmentation de la durée de vie des roulements.
Causes de dommages aux machines de traction
Les causes de dommages aux machines de traction pendant le fonctionnement peuvent être mécaniques, électriques et aérodynamiques.
Les raisons mécaniques sont :
Déséquilibre de la roue à aubes suite à une usure ou à des dépôts de cendres (poussières) sur les aubes ;
- usure des éléments de l'accouplement : desserrage de l'emboîtement de la douille de la roue sur l'arbre ou desserrage des entretoises de la roue ;
- affaiblissement des boulons de fondation (en l'absence d'écrous de blocage et de blocages peu fiables contre le dévissage des écrous) ou rigidité insuffisante des structures de support des machines ;
- affaiblissement du serrage des boulons d'ancrage des boîtiers de roulement en raison de l'installation de joints non calibrés sous ceux-ci lors de l'alignement ;
- alignement insatisfaisant des rotors du moteur électrique et de la machine de traction ;
-échauffement excessif et déformation de la gaine due à l'augmentation de la température des fumées.
La raison du caractère électrique est une grande non-uniformité de l'entrefer entre le rotor et le stator du moteur électrique.
La raison de la nature aérodynamique est une performance différente sur les côtés des extracteurs de fumée à double aspiration, qui peut se produire lors d'un dérapage unilatéral de l'aérotherme avec des cendres ou d'un mauvais réglage des registres et des aubes directrices.
Dans les poches d'aspiration et les volutes des machines à traction transportant un environnement poussiéreux, les viroles, ainsi que les entonnoirs d'aspiration des volutes, sont soumis à la plus grande usure par abrasion. Les côtés plats des volutes et des poches s'usent moins. Sur les extracteurs de fumée axiaux des chaudières, le gilet pare-balles s'use le plus intensément aux emplacements des aubes directrices et des roues. L'intensité de l'usure augmente avec l'augmentation du débit et la concentration de poussière de charbon ou de particules de cendre dans celui-ci.
Causes des vibrations des machines à traction
Les principales causes de vibration des extracteurs de fumée et des ventilateurs peuvent être :
a) équilibrage insatisfaisant du rotor après réparation ou déséquilibre pendant le fonctionnement en raison d'une usure inégale et d'un endommagement des aubes près de la roue ou d'un endommagement des paliers ;
b) alignement incorrect des arbres des machines à moteur électrique ou leur désalignement dû à l'usure de l'accouplement, à l'affaiblissement de la structure de support des roulements, à la déformation des garnitures sous eux, lorsqu'il reste de nombreux joints minces non calibrés après l'alignement, etc. .;
c) un échauffement accru ou irrégulier du rotor de l'extracteur de fumée, qui a provoqué une déviation de l'arbre ou une déformation de la turbine ;
d) dérive unilatérale des cendres de l'aérotherme, etc.
Les vibrations augmentent lorsque les vibrations naturelles de la machine et des structures de support coïncident (résonance), ainsi que lorsque les structures ne sont pas suffisamment rigides et que les boulons de fondation sont desserrés. Les vibrations qui en résultent peuvent entraîner le desserrage des assemblages boulonnés et des goupilles d'accouplement, des clavettes, un échauffement et une usure accélérée des roulements, la rupture des boulons fixant les logements de roulement, les lits et la destruction de la fondation et de la machine.
La prévention et l'élimination des vibrations des machines à traction nécessitent des mesures complètes.
Lors de la réception et de la livraison du quart de travail, ils écoutent les extracteurs de fumée et les ventilateurs en fonctionnement, vérifient l'absence de vibration, de bruit anormal, l'état de fonctionnement de la fixation à la fondation de la machine et du moteur électrique, la température de leurs roulements, et le fonctionnement de l'attelage. La même vérification est effectuée lors de la marche autour de l'équipement pendant un quart de travail. Lorsque des défauts menaçant un arrêt d'urgence sont découverts, ils informent le chef de quart de prendre les mesures nécessaires et de renforcer la surveillance de la machine.
Les vibrations des mécanismes rotatifs sont éliminées en les équilibrant et en les centrant avec un entraînement électrique. Avant l'équilibrage, la réparation nécessaire du rotor et des roulements de la machine est effectuée.
Causes des dommages aux roulements
Dans les machines de traction, des roulements et des paliers lisses sont utilisés. Pour les paliers lisses, des inserts de deux conceptions sont utilisés : à alignement automatique avec un roulement à billes et avec une surface d'appui cylindrique (rigide) pour le montage de l'insert dans le logement.
Dommages aux roulements peuvent être dus à une surveillance du personnel, à des défauts de fabrication, à une réparation et un assemblage insatisfaisants, et surtout à une mauvaise lubrification et un mauvais refroidissement.
Un fonctionnement anormal des roulements est identifié par une augmentation de la température (supérieure à 650 ° C) et un bruit ou un cliquetis caractéristique dans le logement.
Les principales raisons de l'augmentation de la température dans les roulements sont :
Contamination, quantité insuffisante ou fuite de graisse des roulements, inadéquation du lubrifiant aux conditions de fonctionnement des machines à traction (huile trop épaisse ou trop fine), remplissage excessif des roulements avec de la graisse ;
- l'absence de jeux axiaux dans le logement du roulement nécessaires pour compenser l'allongement thermique de l'arbre ;
- petit jeu radial d'atterrissage du roulement ;
- petit jeu radial de travail du roulement ;
- grippage de la bague de lubrification dans les paliers lisses à un niveau d'huile très élevé, ce qui empêche la libre rotation de la bague, ou endommage la bague ;
- usure et détérioration des roulements :
les chemins et les éléments roulants s'effritent,
bagues de roulement fissurées
la bague intérieure du roulement est lâche sur l'arbre,
écrasement et rupture des rouleaux, des séparateurs, qui s'accompagnent parfois d'un cognement dans le roulement;
- violation du refroidissement des roulements avec refroidissement par eau;
- déséquilibre de la roue et vibrations, qui aggravent fortement les conditions de charge des roulements.
Les roulements deviennent inadaptés aux travaux ultérieurs en raison de la corrosion, de l'usure par abrasion et par fatigue et de la destruction des cages. L'usure rapide des roulements se produit en présence d'un jeu radial de travail négatif ou nul en raison de la différence de température entre l'arbre et le logement, d'un jeu radial initial mal sélectionné ou d'un ajustement mal sélectionné et effectué du roulement sur l'arbre ou dans le logement, etc. .
Lors de l'installation ou de la réparation de machines de traction, les roulements ne doivent pas être utilisés s'ils ont :
Fissures sur bagues, séparateurs et éléments roulants ;
- entailles, bosses et écaillages sur les chenilles et les éléments roulants ;
- éclats sur les bagues, les faces travaillantes des bagues et les éléments roulants ;
- séparateurs détruits par soudage et rivetage, avec affaissement inacceptable et espacement irrégulier des fenêtres ;
- décoloration des anneaux ou éléments roulants ;
- méplats longitudinaux sur galets ;
- écart trop important ou rotation serrée ;
- magnétisme résiduel.
Si ces défauts sont constatés, les roulements doivent être remplacés par des neufs.
Pour s'assurer que les roulements ne sont pas endommagés lors du démontage, les exigences suivantes doivent être respectées :
La force doit être transmise à travers l'anneau;
- la force axiale doit coïncider avec l'axe de l'arbre ou du logement ;
- les chocs sur le roulement sont strictement interdits, ils doivent être passés dans une dérive en métal doux.
Appliquer des méthodes de presse, thermiques et d'impact pour le montage et le démontage des roulements. Si nécessaire, ces méthodes peuvent être utilisées en combinaison.
Lors du démontage des supports de roulement, contrôlez :
État et dimensions des surfaces d'appui du boîtier et de l'arbre ;
- la qualité de la pose des roulements,
- alignement du logement par rapport à l'arbre ;
- jeu radial et jeu axial,
- état des éléments roulants, séparateurs et bagues ;
- légèreté et absence de bruit lors de la rotation.
Les pertes les plus importantes se produisent lors du placement d'un virage à proximité immédiate de la sortie de la machine. Un diffuseur doit être installé directement derrière la sortie de la machine pour réduire les pertes de charge. Lorsque l'angle d'ouverture du diffuseur est supérieur à 200, l'axe du diffuseur doit être dévié dans le sens de rotation de la turbine de sorte que l'angle entre l'extension de la coque de la machine et le côté extérieur du diffuseur soit d'environ 100. Lorsque l'angle d'ouverture est inférieur à 200, le diffuseur doit être symétrique ou avec le côté extérieur, qui est une continuation de la coque de la machine . La déviation de l'axe du diffuseur dans le sens opposé entraîne une augmentation de sa résistance. Dans un plan perpendiculaire au plan du rouet, le diffuseur est symétrique.
Causes de dommages aux roues et aux enveloppes des extracteurs de fumée
Le principal type de dommages aux roues et aux carters pour
les fumeurs est l'usure par abrasion lors du transport dans un environnement poussiéreux due aux vitesses élevées et aux fortes concentrations d'entraînement (cendres) dans les gaz de combustion. Le disque principal et les lames s'usent le plus intensément aux endroits de leur soudage. L'usure par abrasion des roues à aubes incurvées vers l'avant est beaucoup plus importante que celle des roues à aubes incurvées vers l'arrière. Lors du fonctionnement des machines à tirage, une usure par corrosion des roues est également observée lors de la combustion du fioul sulfureux dans le four.
Les zones d'usure des lames en tôle doivent être rechargées. L'usure des pales et des disques des rotors des aspirateurs de fumée dépend du type de combustible brûlé et de la qualité du fonctionnement des récupérateurs de cendres. Un mauvais fonctionnement des collecteurs de cendres entraîne leur usure intensive, réduit leur résistance et peut provoquer des balourds et des vibrations des machines, et l'usure des carters entraîne des fuites, des poussières et une détérioration de la traction.
La réduction de l'intensité de l'usure érosive des pièces est obtenue en limitant la vitesse maximale du rotor de la machine. Pour les extracteurs de fumée, la vitesse de rotation est supposée être d'environ 700 tr/min, mais pas plus de 980.
Les méthodes opérationnelles pour réduire l'usure sont : travailler avec un minimum d'excès d'air dans le four, éliminer l'aspiration d'air dans le four et les conduites de gaz, et prendre des mesures pour réduire les pertes dues à la sous-combustion mécanique du combustible. Cela réduit les vitesses des gaz de combustion et la concentration de cendres et leur entraînement.
Raisons de la baisse des performances des machines de traction
Les performances du ventilateur se détériorent lorsque les pales de la turbine s'écartent des angles de conception et lorsque leur fabrication est défectueuse. Il faut en tenir compte. que lors du rechargement avec des alliages durs ou du renforcement des pales par soudage de garnitures afin d'allonger leur durée de vie, une détérioration des caractéristiques de l'extracteur de fumée peut se produire : usure excessive et mauvais blindage anti-usure du corps de l'extracteur de fumée (réduction du débit sections, augmentation des résistances internes) conduit aux mêmes conséquences. Les défauts dans le trajet gaz-air comprennent les fuites, l'aspiration d'air froid à travers les trappes des soufflantes et les endroits où elles sont encastrées dans le revêtement, les trous d'homme dans le revêtement de la chaudière. brûleurs non fonctionnels, passages de dispositifs de soufflage permanents à travers les surfaces de chauffage de la chemise et de la queue de la chaudière, mirettes dans la chambre de combustion et trous pilotes pour les brûleurs, etc. En conséquence, les volumes de gaz de combustion et, par conséquent, la résistance du chemin augmenter. La résistance du gaz augmente également lorsque le chemin est contaminé par des résidus focaux et lorsque l'agencement mutuel des bobines du surchauffeur et de l'économiseur est perturbé (affaissement, entrelacement, etc.). La raison de l'augmentation soudaine de la résistance peut être une rupture ou un blocage en position fermée du registre ou de l'appareil de guidage de l'extracteur de fumée.
L'apparition de fuites sur le trajet des gaz à proximité de l'extracteur de fumée (regard ouvert, vanne explosive endommagée, etc.) entraîne une diminution de la dépression devant l'extracteur de fumée et une augmentation de ses performances. La résistance du conduit à l'endroit des fuites diminue, car l'extracteur de fumée fonctionne dans une plus grande mesure pour aspirer l'air de ces endroits, où la résistance est bien moindre que dans le conduit principal, et la quantité de gaz de combustion qui en est extraite de le trajet diminue.
Les performances de la machine se détériorent avec un débit accru de gaz à travers les espaces entre le tuyau d'admission et la roue. Normalement, le diamètre du tuyau dans le clair doit être inférieur de 1 à 1,5% au diamètre de l'entrée de la roue; les jeux axiaux et radiaux entre le bord du tuyau et l'entrée de la roue ne doivent pas dépasser 5 mm; le déplacement des axes de leurs trous ne doit pas dépasser 2-3 mm.
En fonctionnement, il est nécessaire d'éliminer rapidement les fuites aux endroits où passent les arbres et à proximité des boîtiers en raison de leur usure, dans les joints des connecteurs, etc.
En présence d'un conduit de dérivation d'un extracteur de fumée (marche avant) avec un registre desserré, un flux inverse des fumées éjectées dans le tuyau d'aspiration de l'extracteur de fumée est possible dans celui-ci.
La recirculation des fumées est également possible lorsque deux extracteurs sont installés sur la chaudière : par l'extracteur de gauche - vers un autre en état de marche. Avec le fonctionnement en parallèle de deux extracteurs de fumée (deux ventilateurs), il est nécessaire de s'assurer que leur charge est la même tout le temps, ce qui est contrôlé par les lectures des ampèremètres des moteurs électriques.
En cas de diminution de la productivité et de la pression lors du fonctionnement des machines à tirage, les points suivants doivent être vérifiés :
Sens de rotation du ventilateur (extracteur de fumée);
- l'état des aubes de la roue (usure et précision de pose du revêtement ou du revêtement) ;
- selon le gabarit - l'installation correcte des pales en fonction de leur position de conception et des angles d'entrée et de sortie (pour les nouvelles roues ou après le remplacement des pales) ;
- respect des dessins d'exécution de la configuration de la volute et des parois du corps, de la languette et des espaces entre le confondeur ; précision de l'installation et exhaustivité de l'ouverture des registres avant et après le ventilateur (extracteur de fumée);
- raréfaction devant l'extracteur de fumée, pression après celui-ci et pression après le ventilateur soufflant et comparer avec la précédente ;
- étanchéité aux endroits où passent les arbres de la machine, si une fuite est détectée dans ceux-ci et dans le conduit d'air, éliminez-la;
- la densité de l'aérotherme.
Pour garantir un fonctionnement fiable et sans problème des ventilateurs et des extracteurs de fumée, il est nécessaire :
- surveiller systématiquement la lubrification et la température des roulements, éviter la contamination des huiles de lubrification ;
- remplir les roulements avec de la graisse pour pas plus de 0,75, et à des vitesses élevées du mécanisme de tirage - pas plus de 0,5 du volume du logement de roulement afin d'éviter de les chauffer. Le niveau d'huile doit se situer au centre du rouleau ou de la bille inférieur lors du remplissage d'huile des paliers à roulement. Le bain d'huile des roulements lubrifiés par bague doit être rempli jusqu'à la ligne rouge sur le voyant d'huile indiquant le niveau d'huile normal. Afin d'éliminer l'excès d'huile lorsque le carter est trop rempli au-dessus du niveau autorisé, le carter de roulement doit être équipé d'un tube de vidange ;
- assurer le refroidissement continu par eau des roulements des extracteurs de fumée ;
- pour pouvoir contrôler l'évacuation de l'eau de refroidissement, les roulements doivent être effectués à travers des tuyaux ouverts et des entonnoirs de vidange.
Lors du démontage et du montage des paliers lisses, du remplacement des pièces, les opérations suivantes sont contrôlées à plusieurs reprises :
a) vérification du centrage du logement par rapport à l'arbre et du serrage de la demi-garniture inférieure ;
b) mesure des écarts latéraux supérieurs de la chemise et de l'étanchéité de la chemise par le couvercle du boîtier ;
c) l'état de la surface de régule du remplissage du liner (déterminé en tapotant avec un marteau en laiton, le son doit être clair). La surface totale de pelage est autorisée pas plus de 15% en l'absence de fissures dans les lieux de pelage. Le pelage n'est pas autorisé dans la zone de l'épaule tenace. La différence de diamètres sur différentes sections de l'insert n'est pas supérieure à 0,03 mm. Dans les coquilles d'appui sur la surface de travail, l'absence de lacunes, rayures, entailles, coquilles, porosité, inclusions étrangères est vérifiée. L'ellipticité des anneaux de lubrification n'est pas autorisée à plus de 0,1 mm et la non-concentricité aux points de division - pas plus de 0,05 mm.
Le personnel de service doit :
- surveiller les instruments afin que la température des gaz d'échappement ne dépasse pas celle calculée ;
- effectuer l'inspection et l'entretien des extracteurs de fumée et des ventilateurs selon le calendrier avec vidange d'huile et lavage des roulements, si nécessaire, élimination des fuites, vérification de l'exactitude et de la facilité d'ouverture des vannes et des aubes directrices, de leur état de fonctionnement, etc. ;
- fermer les ouvertures d'aspiration des ventilateurs soufflants avec des filets ;
- effectuer une réception complète des pièces de rechange arrivant pour remplacement lors de la révision et des réparations courantes des machines de traction (roulements, arbres, roues, etc.);
- effectuer des tests sur les machines de traction après l'installation et la révision, ainsi que la réception des unités individuelles lors de l'installation (fondations, cadres de support, etc.);
- ne pas autoriser la mise en service de machines présentant des vibrations de roulement de 0,16 mm à une vitesse de 750 tr/min, 0,13 mm à 1000 tr/min et 0,1 mm à 1500 tr/min.
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Contrôle du bruit et des vibrations Lors de l'installation des ventilateurs, il est nécessaire de respecter certaines exigences communes aux différents types de ces machines. Lors de l'installation de ventilateurs d'autres conceptions, il est très important de centrer soigneusement les axes géométriques des arbres du ventilateur et du moteur s'ils sont connectés à l'aide d'accouplements. En présence d'un entraînement par courroie, il est nécessaire de contrôler soigneusement l'installation des poulies du ventilateur et du moteur dans le même plan, le degré de tension des courroies et leur intégrité. Les orifices d'aspiration et d'échappement des ventilateurs ne sont pas...
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Installation de ventilateurs. Contrôle du bruit et des vibrations
Lors de l'installation des ventilateurs, il est nécessaire de remplir certaines exigences communes aux différents types de ces machines. Avant l'installation, il est nécessaire de vérifier la conformité des ventilateurs et des moteurs électriques destinés à l'installation avec les données du projet. Une attention particulière doit être portée au sens de rotation des roues, pour assurer les jeux requis entre les pièces rotatives et fixes, pour vérifier l'état des roulements (pas de dommages, de saleté, de lubrification).
L'installation la plus simpleventilateurs électriques(conception 1, voir leçon 9). Lors de l'installation de ventilateurs d'autres conceptions, il est très important de centrer soigneusement les axes géométriques des arbres du ventilateur et du moteur s'ils sont connectés à l'aide d'accouplements. En présence d'un entraînement par courroie, il est nécessaire de contrôler soigneusement l'installation des poulies du ventilateur et du moteur dans le même plan, le degré de tension des courroies et leur intégrité.
Les arbres des ventilateurs radiaux doivent être strictement horizontaux, les arbres des ventilateurs de toit doivent être strictement verticaux.
Les carters du moteur doivent être mis à la terre, les accouplements et les entraînements par courroie doivent être protégés. Les ouvertures d'aspiration et d'évacuation des ventilateurs non raccordées aux conduits d'air doivent être protégées par des grillages.
Un indicateur d'une installation de ventilation de bonne qualité est la minimisation des vibrations. vibrations - ce sont des mouvements oscillatoires d'éléments structuraux sous l'action de forces perturbatrices périodiques. La distance entre les positions extrêmes des éléments oscillants est appelée déplacement vibratoire. La vitesse de déplacement des points des corps vibrants varie selon une loi harmonique. La valeur de vitesse RMS est normalisée pour les ventilateurs ( v 6,7 mm/s).
Si l'installation est effectuée correctement, la cause des vibrations estmasses tournantes déséquilibréesen raison d'une répartition inégale du matériau sur la circonférence de la roue (due à des soudures inégales, à la présence de coquilles, à une usure inégale des aubes, etc.). Si la roue est étroite, alors les forces centrifuges causées par le déséquilibre R , peuvent être considérées comme situées dans le même plan (Fig. 11.1). Dans le cas de roues larges (la largeur de la roue est supérieure à 30% de son diamètre extérieur), un couple de forces (centrifuges) peut apparaître, changeant périodiquement de direction (à chaque tour), et donc provoquant également des vibrations. Ce soi-disantdéséquilibre dynamique(par opposition à statique).
Riz. 11.1 Statique (a) et dynamique (b) 11.2 Équilibrage statique
déséquilibre de la roue
Lorsque déséquilibre statique, pour l'éliminer, un équilibrage statique est utilisé. Pour ce faire, la roue fixée sur l'arbre est placée sur des prismes d'équilibrage (Fig. 11.2), installés strictement horizontalement. Dans ce cas, la roue aura tendance à prendre une position dans laquelle le centre des balourds est dans la position la plus basse. La masse d'équilibrage, dont la valeur est déterminée expérimentalement (par plusieurs tentatives), doit être installée en position haute et, à la fin, être solidement soudée à la surface arrière de la roue.
Le déséquilibre dynamique avec un rotor non rotatif (roue) ne se manifeste en aucune façon. Par conséquent, les fabricants doivent équilibrer dynamiquement tous les ventilateurs. Il est réalisé sur des machines spéciales avec la rotation du rotor sur des supports flexibles.
Ainsi, la lutte contre les vibrations commence par l'équilibrage des roues. Une autre façon de réduire les vibrations des ventilateurs est de les installer surbases anti-vibrations. Dans les cas les plus simples, des joints en caoutchouc peuvent être utilisés. Cependant, les ressorts spéciaux sont plus efficaces. isolateurs de vibrations , qui peuvent être fournis complets avec des ventilateurs par les fabricants.
Afin de réduire la transmission des vibrations du compresseur à travers les conduits d'air, ce dernier doit être relié au ventilateur à l'aideinserts souples (flexibles), qui sont des manchettes en tissu caoutchouté ou en bâche de 150 à 200 mm de long.
Les isolateurs de vibrations et les connecteurs flexibles n'affectent pas l'amplitude des vibrations du compresseur, ils ne servent qu'à les localiser, c'est-à-dire ils ne lui permettent pas de se propager du compresseur (d'où il provient) aux structures du bâtiment sur lequel le compresseur est installé et au système de conduits d'air (canalisation).
Les vibrations des éléments structurels des ventilateurs sont l'une des sources de bruit générées par ces machines. Le bruit est défini comme des sons perçus négativement par une personne et nocifs pour la santé. Le bruit du ventilateur causé par les vibrations est appelébruit mécanique(cela inclut également le bruit des roulements du moteur électrique et de la roue). Par conséquent, le principal moyen de lutter contre le bruit mécanique consiste à réduire les vibrations du ventilateur.
L'autre composante majeure du bruit du ventilateur estbruit aérodynamique. En général, les bruits sont toutes sortes de sons indésirables qui irritent une personne. Quantitativement, le son est déterminé par la pression acoustique, mais lors de la normalisation du bruit et des calculs d'atténuation du bruit, une valeur relative est utilisée - le niveau de bruit en dB (décibels). Le niveau de puissance acoustique est également mesuré. En général, le bruit est un ensemble de sons de fréquences différentes. Le niveau de bruit maximal se produit à la fréquence fondamentale :
f=nz/60 , Hz;
où n – vitesse de rotation, tr/min, z est le nombre de pales de la turbine.
Caractéristique de bruitventilateur est généralement appelé un ensemble de valeurs des niveaux de puissance acoustique du bruit aérodynamique dans des bandes de fréquences d'octave (c'est-à-dire à des fréquences de 65, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz (spectre de bruit)), ainsi que la dépendance du niveau de puissance acoustique sur le débit.
Pour la plupart des souffleries, le niveau minimal de bruit aérodynamique correspond au mode de fonctionnement nominal de la soufflerie (ou s'en rapproche).
Installation de pompes. Le phénomène de cavitation. hauteur d'aspiration.
Les exigences d'installation des soufflantes en termes d'élimination des vibrations et du bruit s'appliquent pleinement à l'installation des pompes, cependant, lorsque l'on parle de l'installation des pompes, il est nécessaire de garder à l'esprit certaines caractéristiques de leur fonctionnement. Le schéma d'installation de la pompe le plus simple est illustré à la fig. 12.1. L'eau à travers la vanne d'admission 1 pénètre dans la conduite d'aspiration, puis dans la pompe, puis à travers le clapet anti-retour 2 et le robinet-vanne 3 dans la conduite de pression ; le groupe de pompage est équipé d'un vacuomètre 4 et d'un manomètre 5.
Riz. 12.1 Schéma du groupe de pompage
Car, en l'absence d'eau dans la canalisation d'aspiration et la pompe, au démarrage de celle-ci, la dépression dans la canalisation d'aspiration est loin d'être insuffisante pour remonter l'eau jusqu'au niveau de la branche d'aspiration, de la pompe et de la canalisation d'aspiration doit être rempli d'eau. A cet effet, la branche 6 est fermée par un bouchon.
Lors de l'installation de grandes pompes (avec un diamètre de tuyau d'entrée supérieur à 250 mm), la pompe est remplie à l'aide d'une pompe à vide spéciale qui crée un vide profond lors du travail dans l'air, suffisant pour soulever l'eau du puits récepteur.
Dans les conceptions conventionnelles de pompes centrifuges, la pression la plus basse se produit près de l'entrée du système d'aubes sur le côté concave des aubes, où la vitesse relative atteint sa valeur maximale et la pression atteint son minimum. Si dans cette zone la pression chute à la valeur de la pression de vapeur saturante à une température donnée, alors il se produit un phénomène appelé cavitation.
L'essence de la cavitation consiste en l'ébullition d'un liquide dans une zone de basse pression et en la condensation subséquente de bulles de vapeur lorsque le liquide en ébullition se déplace dans une zone de haute pression. Au moment de la fermeture de la bulle, un choc ponctuel se produit et la pression en ces points atteint une valeur très importante (plusieurs mégapascals). Si les bulles à ce moment sont proches de la surface de la lame, alors l'impact tombe sur cette surface et provoque une destruction locale du métal. C'est ce qu'on appelle la piqûre - beaucoup de petites coquilles (comme dans la variole).
De plus, non seulement la destruction mécanique des surfaces des aubes (érosion) se produit, mais également les processus de corrosion électrochimique sont intensifiés (pour les roues en métaux ferreux - fonte et aciers non alliés).
Il convient de noter que des matériaux tels que le laiton et le bronze résistent beaucoup mieux aux effets néfastes de la cavitation, mais ces matériaux sont très coûteux, de sorte que la fabrication de roues de pompe en laiton ou en bronze doit être dûment justifiée.
Mais la cavitation est nocive non seulement parce qu'elle détruit le métal, mais aussi parce que le rendement diminue fortement en mode cavitation. et d'autres paramètres de la pompe. Le fonctionnement de la pompe dans ce mode s'accompagne de bruits et de vibrations importants.
Le fonctionnement de la pompe pendant la phase initiale de cavitation n'est pas souhaitable, mais autorisé. Avec une cavitation développée (formation de cavernes - zones de séparation), le fonctionnement de la pompe est inacceptable.
La principale mesure contre la cavitation dans les pompes est de maintenir cette hauteur d'aspiration soleil H (Fig. 12.1), dans laquelle la cavitation ne se produit pas. Cette hauteur d'aspiration est dite acceptable.
Soient P 1 et c 1 - pression et vitesse d'écoulement absolue devant la roue. R un est la pression à la surface libre du liquide,H - la perte de charge dans la canalisation d'aspiration, puis l'équation de Bernoulli :
d'ici
Cependant, lors de l'écoulement autour de l'aube, sur son côté concave, la vitesse relative locale peut être encore plus grande que dans le tuyau d'admission sem 1 (sem 1 - vitesse relative dans la section, où l'absolu est égal àÀ partir de 1 )
(12.1)
où - coefficient de cavitation égal à :
La condition d'absence de cavitation est P 1 >P t ,
où P t - la pression de vapeur saturante du liquide transporté, qui dépend des propriétés du liquide, de sa température, de la pression atmosphérique.
Appelons réserve de cavitationl'excédent de la charge totale du liquide sur la charge correspondant à la pression des vapeurs saturantes.
En déterminant à partir de la dernière expression et en substituant en 12.1, on obtient :
La valeur de la réserve de cavitation peut être déterminée à partir des données de test de cavitation publiées par les fabricants.
surpresseurs à déplacement
13.1 POMPES A PISTONS
Sur la fig. 13.1 montre un schéma de la pompe à piston la plus simple (voir leçon 1) d'aspiration unilatérale entraînée par un mécanisme à manivelle. Le transfert d'énergie au flux de fluide se produit en raison de l'augmentation et de la diminution périodiques du volume de la cavité du cylindre depuis le côté de la boîte à soupapes. Dans ce cas, la cavité spécifiée communique soit avec le côté aspiration (avec une augmentation de volume), soit avec le côté refoulement (avec une diminution de volume), en ouvrant l'une des vannes ; l'autre vanne est alors fermée.
Riz. 13.1 Schéma d'une pompe à piston 13.2 Diagramme des indicateurs
pompe à piston simple effet
L'évolution de la pression dans cette cavité est décrite par le diagramme dit indicateur. Lorsque le piston se déplace de la position extrême gauche vers la droite, un vide est créé dans le cylindre R p , le liquide est entraîné derrière le piston. Lorsque le piston se déplace de droite à gauche, la pression augmente jusqu'à une valeur R nue , et le liquide est poussé dans la canalisation de décharge.
La surface du diagramme de l'indicateur (Fig. 13.2), mesurée en Nm/m 2 , représente le travail du piston en deux temps, rapporté à 1 m 2 sa surface.
Au début de l'aspiration et au début de la non-refoulement, des fluctuations de pression se produisent en raison de l'influence de l'inertie des soupapes et de leur «collage» aux surfaces de contact (selle).
La cylindrée d'une pompe à piston est déterminée par la taille du cylindre et le nombre de courses du piston. Pour les pompes à simple effet (Fig. 13.1) :
où : n - le nombre de doubles coups de piston par minute ; ré – diamètre du piston, m ; S - course du piston, m; à propos - efficacité volumetrique
Efficacité volumetrique tient compte du fait qu'une partie du liquide est perdue par des fuites et qu'une partie est perdue par des vannes qui ne se ferment pas instantanément. Elle est déterminée lors des essais de la pompe et est généralemento = 0,7-0,97.
Supposons que la longueur de la manivelle R bien inférieure à la longueur de la bielle, c'est-à-dire R/L 0 .
En se déplaçant de la position extrême gauche vers la droite, le piston parcourt une trajectoire
x=R-Rcos , où - angle de rotation de la manivelle.
Ensuite la vitesse du piston
Où (13.1)
Accélération des pistons :
De toute évidence, l'aspiration du fluide dans la boîte à vannes et l'injection depuis celle-ci sont extrêmement inégales. Ceci provoque l'apparition de forces d'inertie qui perturbent le fonctionnement normal de la pompe. Si les deux parties de l'expression (13.1) sont multipliées par la surface du pistonD2/4 , nous obtenons le modèle correspondant pour l'alimentation (Fig. 13.3)
Par conséquent, le liquide se déplacera de manière inégale dans tout le système de canalisation, ce qui peut entraîner une défaillance par fatigue de leurs éléments.
Riz. 13.3 Courbe de cylindrée d'une pompe à piston 13.4 Calendrier de livraison des pistons
pompe simple effet double effet
Une façon d'égaliser le débit consiste à utiliser des pompes à double effet (fig. 13.5), dans lesquelles deux courses d'aspiration et deux courses de refoulement se produisent par révolution de l'arbre d'entraînement (fig. 13.4).
Une autre façon d'augmenter l'uniformité de l'alimentation consiste à utiliser des bouchons d'air (Fig. 13.4). L'air contenu dans le bouchon sert de milieu élastique qui égalise la vitesse du fluide.
Travail complet du piston par double course
Et la puissance, kW.
Riz. 13.5 Schéma d'une pompe à piston
double effet avec chapeau d'air
C'est ce que l'on appelle la puissance de l'indicateur - la zone du diagramme de l'indicateur. Vrai pouvoir N plus que l'indicateur par la valeur des pertes par frottement mécanique, qui est déterminée par la valeur du rendement mécanique.
13.2 COMPRESSEURS ALTERNATIFS
Selon son principe de fonctionnement, basé sur le déplacement du fluide de travail par le piston, le compresseur à piston ressemble à une pompe à piston. Cependant, le processus de travail d'un compresseur à piston présente des différences significatives liées à la compressibilité du fluide de travail.
Sur la fig. 13.6 montre un schéma et un schéma indicateur d'un compresseur alternatif à simple effet. Sur le diagramme(v) l'abscisse indique le volume sous le piston dans le cylindre, qui dépend uniquement de la position du piston.
En se déplaçant de la position extrême droite (point 1) vers la gauche, le piston comprime le gaz dans la cavité du cylindre. La soupape d'aspiration est fermée pendant tout le processus de compression. La soupape de décharge est fermée jusqu'à ce que la différence de pression entre le cylindre et le tuyau de décharge surmonte la résistance du ressort. La soupape de décharge s'ouvre alors (point 2) et le piston force le gaz dans la conduite de décharge jusqu'au point 3 (position la plus à gauche du piston). Ensuite, le piston commence à se déplacer vers la droite, d'abord avec la soupape d'aspiration fermée, puis (point 4) il s'ouvre et le gaz pénètre dans le cylindre.
Riz. 13.6 Schéma et diagramme des indicateurs 13.7 Schéma d'une pompe à engrenages
Compresseur à piston
Ainsi la ligne 1-2 correspond au processus de compression. Dans un compresseur à piston, les éléments suivants sont théoriquement possibles :
Processus polytropique (courbe 1-2 de la Fig. 13.6).
Processus adiabatique (courbe 1-2'').
Processus isotherme (courbe 1-2').
Le déroulement du processus de compression dépend de l'échange de chaleur entre le gaz dans le cylindre et l'environnement. Les compresseurs alternatifs sont généralement fabriqués avec un cylindre refroidi par eau. Dans ce cas, le processus de contraction et d'expansion est polytropique (avec des exposants polytropiques n Il est impossible de pousser tout le gaz hors de la bouteille, car le piston ne peut pas s'approcher du couvercle. Par conséquent, une partie du gaz reste dans la bouteille. Le volume occupé par ce gaz est appelé volume d'espace nocif. Cela entraîne une diminution de la quantité de gaz aspirée. V Soleil . Le rapport de ce volume au volume de travail du cylindre V p , est appelé coefficient volumétrique o \u003d V soleil / V p. Cylindrée théorique d'un compresseur alternatif Flux valide Q \u003d à propos de Q t. Le travail du compresseur consiste non seulement à comprimer le gaz, mais également à surmonter la résistance au frottement. A=Un enfer +A tr . Le ratio Un enfer / Un \u003d enfer est appelé rendement adiabatique. si nous partons d'un cycle isotherme plus économique, nous obtenons alors le rendement dit isotherme. de \u003d A de / A, A \u003d A de + A tr. Si le travail A multiplier par alimentation en masse g , on obtient alors la puissance du compresseur : N je =AG – alimentation de l'indicateur ; N enfer =Un enfer G – avec un processus de compression adiabatique ; N de =A de G – pendant le processus de compression isotherme. Puissance de l'arbre du compresseur N dans plus que l'indicateur par la valeur des pertes par frottement, qui est prise en compte par le rendement mécanique : m \u003d N je / N po. Alors le rendement total compresseur = de m. 13.3.1 POMPES À ENGRENAGES Le schéma des pompes à engrenages est illustré à la fig. 13.7. Des engrenages pincés 1, 2 sont placés dans le boîtier 3. Lorsque les roues tournent dans le sens indiqué par les flèches, le fluide s'écoule de la cavité d'aspiration 4 dans les dépressions entre les dents et se déplace dans la cavité de pression 5. Ici, lorsque le les dents pénètrent dans le serrage, le fluide est déplacé de la cavité . Le débit minute d'une pompe à engrenages est approximativement égal à : Q \u003d A (D g -A) dans o, où un - distance centre à centre (Fig. 13.7) ; D g - diamètre de la circonférence de la tête ; dans - largeur des engrenages ; n - fréquence de rotation du rotor, rpm ; à propos - efficacité volumétrique, comprise entre 0,7 et 0,95. 13.3.2 Pompes à palettes Le schéma le plus simple d'une pompe à palettes est illustré à la fig. 13.8. Un rotor 2 excentré tourne dans le carter 1. Les plateaux 3 se déplacent dans des rainures radiales pratiquées dans le rotor Coupe de la surface intérieure du carter av et cd , ainsi que les plaques séparent la cavité d'aspiration 4 de la cavité de refoulement 5. En raison de la présence d'excentricité e , lorsque le rotor tourne, le liquide est transféré de la cavité 4 à la cavité 5. Riz. 13.8 Schéma d'une pompe à palettes 13.9 Schéma d'une pompe à vide à anneau liquide Si l'excentricité est rendue constante, le débit moyen de la pompe est : Q=f a lzn o , où f un - la surface de l'espace entre les plaques, lorsqu'elle longe un arc oh ; l - largeur du rotor ; n - fréquence de rotation, tr/min ; à propos - efficacité volumetrique; z - le nombre de plaques. Les pompes à palettes sont utilisées pour créer des pressions jusqu'à 5 MPa. 13.3.3 POMPES À VIDE À ANNEAU D'EAU Les pompes de ce type sont utilisées pour aspirer de l'air et créer un vide. Le dispositif d'une telle pompe est illustré à la Fig. 13.9. Dans un corps cylindrique 1 avec des couvercles 2 et 3, un rotor 4 avec des pales 5 est situé de manière excentrée.Lorsque le rotor tourne, l'eau remplissant partiellement le corps est projetée à sa périphérie, formant un volume annulaire. Dans ce cas, les volumes situés entre les aubes changent en fonction de leur position. Par conséquent, l'air est aspiré à travers le trou en forme de croissant 7, qui communique avec le tuyau 6. Du côté gauche (sur la Fig. 13.9), où le volume diminue, l'air est expulsé à travers le trou 8 et le tuyau 9. Dans le cas idéal (en l'absence d'espace entre les pales et le carter), la pompe à vide peut créer une pression dans le tuyau d'aspiration égale à la pression de saturation de vapeur. A une température J \u003d 293 K, il sera égal à 2,38 kPa. Alimentation théorique : où D 2 et D 1 - diamètres extérieur et intérieur de la roue, m ; mais - immersion minimale de la lame dans l'anneau d'eau, m ; z - nombre de pales ; b - largeur de lame ; je est la longueur radiale de la pale ; s – épaisseur de la lame, m ; n – fréquence de rotation, tr/min ; à propos - efficacité volumetrique soufflantes à jet Les surpresseurs à jet sont largement utilisés comme ascenseurs à l'entrée des réseaux de chauffage dans les bâtiments (pour assurer le mélange et la circulation de l'eau), ainsi que comme éjecteurs dans les systèmes de ventilation par aspiration des locaux explosifs, comme injecteurs dans les centrales frigorifiques et dans d'autres cas. Riz. 14.1 Élévateur à jet d'eau 14.2 Éjecteur de ventilation Les surpresseurs à jet consistent en une buse 1 (Fig. 14.1 et 14.2), où le fluide d'éjection est fourni; chambre de mélange 2, où se mélangent les liquides d'éjection et éjectés et le diffuseur 3. Le liquide d'éjection fourni à la buse en sort à grande vitesse, formant un jet qui capte le liquide éjecté dans la chambre de mélange. Dans la chambre de mélange, il y a une égalisation partielle du champ de vitesse et une augmentation de la pression statique. Cette montée se poursuit dans le diffuseur. Pour alimenter en air la buse, on utilise des ventilateurs haute pression (éjecteurs basse pression) ou on utilise de l'air provenant d'un réseau pneumatique (éjecteurs haute pression). Les principaux paramètres caractérisant le fonctionnement d'un surpresseur à réaction sont les débits massiques de l'éjecteur G 1 \u003d 1 Q 1 et liquide éjecté G 2 \u003d 2 Q 2 ; éjecteur à pleine pression P 1 et éjecté P 2 liquides à l'entrée du compresseur ; pression de mélange à la sortie du compresseur P3. Comme les caractéristiques du ventilateur à jet (Fig. 14.3), les dépendances sont construites sur le degré d'augmentation de la pression P c / P p du rapport de mélange u = G 2 /G 1 . Ici P c \u003d P 3 -P 2, P p \u003d P 1 -P 2. Pour les calculs, l'équation de la quantité de mouvement est utilisée : C 1 G 1 + 2 c 2 G 2 + 3 c 3 (G 1 + G 2 )=F 3 (P k1 -P k2 ) , où c 1 ; c 2 ; c 3 sont les vitesses en sortie de buse, à l'entrée de la chambre de mélange et à sa sortie ; F3 est la section transversale de la chambre de mélange; 2 et 3 sont les coefficients tenant compte de la non-uniformité du champ de vitesse ; Pk1 et Pk2 - pression à l'entrée et à la sortie de la chambre de mélange. Efficacité le compresseur à jet peut être déterminé par la formule : Cette valeur pour les surpresseurs à jet ne dépasse pas 0,35. machines de traction extracteurs de fumée - les fumées sont transportées à travers les conduits de la chaudière et la cheminée et, avec cette dernière, surmontent la résistance de ce chemin et du système d'évacuation des cendres. Ventilateurs soufflantsfonctionnent à l'air extérieur, en l'amenant à travers un système de conduits d'air et un réchauffeur d'air dans la chambre de combustion. Les extracteurs de fumée et les soufflantes ont des turbines avec des pales incurvées vers l'arrière. Dans les désignations des extracteurs de fumée, il y a des lettres DN (un extracteur de fumée avec des pales incurvées vers l'arrière) et des chiffres - le diamètre de la roue en décimètres. Par exemple, DN-15 est un extracteur de fumée avec des pales recourbées vers l'arrière et un diamètre de roue de 1500 mm. Dans la désignation des soufflantes - VDN (ventilateur soufflant à pales recourbées vers l'arrière) et aussi le diamètre en décimètres. Les machines à tirage développent des pressions élevées: extracteurs de fumée - jusqu'à 9000 Pa, soufflantes - jusqu'à 5000 Pa. Les principales caractéristiques opérationnelles des extracteurs de fumée sont la capacité de travailler à des températures élevées (jusqu'à 400 C) et avec une teneur élevée en poussière (cendres) - jusqu'à 2 g / m 3
. À cet égard, les extracteurs de fumée sont souvent utilisés dans les systèmes de nettoyage des poussières de gaz. Un élément obligatoire des extracteurs de fumée et des ventilateurs de tirage est une aube directrice. En construisant les caractéristiques de cet extracteur de fumée à différents angles d'installation de l'aube directrice et en mettant en évidence les zones de fonctionnement économique sur celles-ci ( 0,9 max ), obtenez une certaine zone - une zone de fonctionnement économique (Fig. 15.1), qui est utilisée pour sélectionner un extracteur de fumée (similaire aux caractéristiques récapitulatives des ventilateurs industriels généraux). Un graphique récapitulatif pour les ventilateurs soufflants est illustré à la Fig. 15.2. Lors du choix de la taille standard d'une machine à tirage forcé, il est nécessaire de veiller à ce que le point de fonctionnement soit le plus proche possible du mode d'efficacité maximale, qui est indiqué sur les caractéristiques individuelles (dans les catalogues industriels). Riz. 15.1 Conception de l'extracteur de fumée Les caractéristiques d'usine des extracteurs de fumée sont données dans les catalogues pour la température des gaz t har \u003d 100 C. Lors de la sélection d'un extracteur de fumée, il est nécessaire d'amener les caractéristiques à la température de conception réelle t . Ensuite, la pression réduite Les extracteurs de fumée sont utilisés en présence d'équipements de collecte des cendres, la teneur en poussière résiduelle ne doit pas dépasser 2 g/m 3
. Lors de la sélection des extracteurs de fumée dans le catalogue, des facteurs de sécurité sont introduits : Q à \u003d 1,1Q ; P à \u003d 1,2P. Dans les extracteurs de fumée, des turbines à pales incurvées vers l'arrière sont utilisées. En pratique, les tailles suivantes sont utilisées dans les chaufferies : DN-9 ; dix; 11.2 ; 12,5 ; 15; 17; 19; 21; 22 - simple aspiration et DN22 2 ; DN24 2 ; DN26 2 - double aspiration. Les principales unités d'extracteurs de fumée sont (Fig. 15.1): roue 1, "escargot" - 2, train de roulement -3, tuyau d'admission - 4 et aube directrice - 5. L'impulseur comprend une "impulseur", c'est-à-dire des aubes et des disques reliés par soudure et un moyeu monté sur un arbre. Le train de roulement se compose d'un arbre, de roulements situés dans un logement commun et d'un accouplement élastique. Lubrification des roulements - carter (huile située dans les cavités du carter). Pour refroidir l'huile, une bobine est installée dans le logement de roulement, à travers laquelle circule de l'eau de refroidissement. L'appareil de guidage comporte 8 palettes rotatives reliées par un système de levier à anneau rotatif. Des moteurs électriques à deux vitesses peuvent être utilisés pour réguler les extracteurs de fumée et les ventilateurs de tirage. LITTÉRATURE Principal: 1. Polyakov V.V., Skvortsov L.S. Pompes et ventilateurs. M. Stroyizdat, 1990, 336 p. Auxiliaire: 2. Sherstyuk A.N. Pompes, ventilateurs, compresseurs. M. « École supérieure », 1972, 338 p. 3. Député Kalinushkin Pompes et ventilateurs : Proc. allocation spéciale pour les universités. « Heat and gas supply and ventilation », 6e éd., révisée. Et ajouter.-M. : Lycée supérieur, 1987.-176 p. Littérature méthodique : 4. Lignes directrices pour les travaux de laboratoire du cours "Machines hydrauliques et aérodynamiques". Makeevka, 1999. Autres travaux connexes susceptibles de vous intéresser.vshm> Le diagnostic des vibrations des ventilateurs est une méthode efficace de test non destructif qui vous permet d'identifier en temps opportun les défauts naissants et prononcés des ventilateurs et, ainsi, de prévenir les urgences, de prévoir la durée de vie résiduelle des pièces et de réduire les coûts de maintenance et de réparation des ventilateurs ( unités de ventilation).4731.
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Tableau 1. Tableau des signes diagnostiques du ventilateur
Le vibrodiagnostic des ventilateurs est réalisé selon des méthodes classiques d'analyse des spectres vibratoires et des spectres d'enveloppe vibratoire haute fréquence. Les points de mesure Spectra, ainsi que pour le contrôle des vibrations des ventilateurs, sont sélectionnés sur les roulements. Les spécialistes BALTECH recommandent d'utiliser un analyseur de vibrations à 2 canaux BALTECH VP-3470-Ex comme appareil de diagnostic et de contrôle des vibrations. Avec son aide, vous pouvez non seulement obtenir des spectres automatiques et des spectres d'enveloppe de haute qualité et déterminer le niveau de vibration global, mais également équilibrer le ventilateur dans ses propres supports. La possibilité d'équilibrage (jusqu'à 4 plans) est un avantage important de l'analyseur BALTECH VP-3470-Ex, car la principale source d'augmentation des vibrations du ventilateur est le déséquilibre de l'arbre avec la roue.
Si les qualifications de vos collaborateurs ne permettent pas un diagnostic vibratoire de qualité des ventilateurs, nous vous conseillons de les envoyer suivre une formation au Centre de Formation de Recyclage et de Perfectionnement de la Société BALTECH, et de confier le diagnostic vibratoire de vos équipements à des personnes certifiées spécialistes (OTS) de notre société, qui ont une vaste expérience pratique dans le réglage des vibrations et le diagnostic des vibrations des équipements dynamiques (rotatifs) (pompes, compresseurs, ventilateurs, moteurs électriques, boîtes de vitesses, roulements, paliers lisses).
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