Po dlhšom používaní môže dôjsť k opotrebovaniu obežného kolesa odstredivého ventilátora. Ak sa neodstráni okamžite, môže to ovplyvniť normálnu prevádzku ventilátora a v závažných prípadoch spôsobiť poškodenie ventilátora. Opotrebenie obežného kolesa preto nie je triviálna záležitosť a treba ho brať vážne. Aký je mechanizmus opotrebovania obežného kolesa u odstredivých ventilátorov? Aké sú formy opotrebovania a aké opatrenia je možné prijať na zabránenie opotrebovaniu obežného kolesa?
I. Mechanizmus opotrebovania:
Fenomény opotrebovania zahŕňajú mnoho zložitých faktorov a sú často výsledkom komplexného pôsobenia viacerých mechanizmov. Prachové častice vstupujúce do obežného kolesa interagujú s povrchom. Vo vstupnej oblasti odstredivého prietokového kanála a v celom axiálnom prietokovom kanáli sa prachové častice zrážajú s povrchom steny kombinovaným pôsobením unášania prúdu vzduchu a ich vlastnej zotrvačnosti, čo spôsobuje erózne opotrebovanie povrchu materiálu. Toto je typické erozívne opotrebovanie. Vo výstupnej oblasti odstredivého prietokového kanála sa prachové častice posunuli o značnú vzdialenosť v rámci kanála, väčšina z nich sa viackrát zrazila s povrchom steny, kĺzala alebo sa valila po tlakovom povrchu, vyvíjala tlak na povrch steny, čo viedlo k abrazívne opotrebovanie materiálu na zadnej strane. Koncentrácia prachových častíc v blízkosti tlakovej plochy zintenzívňuje škodlivosť abrazívneho opotrebovania.
II. Formy nosenia:
Abrazívne opotrebenie:
Nerovnomerné kontaktné povrchy sa opotrebúvajú v dôsledku relatívneho pohybu a abrazívneho pôsobenia pevných častíc rozptýlených na rozhraní. Ovplyvňuje stupeň opotrebenia obežného kolesa. Pevné častice vo ventilátore spôsobujú abrazívne opotrebovanie, keď sa pohybujú určitou rýchlosťou vzhľadom na povrch komponentov.
Opotrebenie lepidla:
Štúdie ukazujú, že za podobných podmienok, aj keď sa úroveň presnosti a čistoty povrchu spracovania zlepší, čo vedie k lepšiemu prispôsobeniu, opotrebenie sa nezníži. Naopak, v dôsledku úzkeho rozhrania a významnej molekulárnej adsorpcie sa opotrebovanie na rozhraní zhoršuje, známe ako adhézne opotrebovanie.
Erozívne opotrebenie:
Oder povrchu spôsobený nárazmi pevných častíc na kovový povrch.
Únavové opotrebovanie:
Spôsobené povrchovým únavovým napätím (alebo teplotou alebo nárazom), ktoré vedie k povrchovým trhlinám alebo odlupovaniu.
III. Opatrenia na zabránenie opotrebovaniu:
Rôzne formy opotrebovania je možné riešiť rôznymi preventívnymi opatreniami:
Povrchová úprava čepelí:
Na povrch čepele možno aplikovať povrchové úpravy, ako je nauhličovanie, plazmové zváranie, povlak z tvrdej zliatiny a pripevnenie keramických dlaždíc. Tieto metódy zvyšujú povrchovú tvrdosť čepelí, čím sa do určitej miery zvyšuje ich odolnosť proti opotrebovaniu. Každá metóda má však svoje nevýhody. Nauhličovanie je náročné; plazmové zváranie môže spôsobiť značné deformácie a praskliny na povrchu čepele pri opakovanom zváraní, čo vedie k nehodám; určenie vhodnej hrúbky povlaku je ťažké pri nanášaní striekaním a pripevnenie keramických dlaždíc je relatívne drahé.
Povrchová úprava nátermi odolnými voči opotrebovaniu:
Táto metóda je jednoduchá na obsluhu a nákladovo efektívna, ale povlak sa rýchlo opotrebováva a trvá približne 3-5 mesiacov.
Zlepšenie štruktúry čepele:
Úprava pracovnej plochy lopatiek do tvaru pílových zubov, výmena dutých lopatiek za plné alebo pridanie blokov odolných voči opotrebeniu na lopatky môže do určitej miery znížiť opotrebovanie obežného kolesa.
Vstupné vodiace lopatky odolné proti opotrebeniu:
Inštalácia vodiacich lopatiek odolných voči opotrebovaniu na citlivých miestach môže zabrániť časticiam prúdiť dozadu smerom ku kotúču a koreňom lopatiek. To premieňa koncentrované opotrebovanie na rovnomerné opotrebovanie, čím sa zvyšuje odolnosť obežného kolesa proti opotrebovaniu a predlžuje sa životnosť ventilátora.
Zlepšenie aerodynamického dizajnu:
Výber racionálneho tvaru vstupu ventilátora, zabezpečenie malej relatívnej rýchlosti na vstupe obežného kolesa, minimalizácia rýchlosti ventilátora a výber vhodných tvarov prietokového kanála obežného kolesa môže znížiť pravdepodobnosť kolízie pevných častíc s lopatkami.
