Title

FADIGA EM VENTILADORES COM ACIONAMENTO DE VARIAÇÃO DE ROTAÇÃO

FATIGUE IN FANS WITH VARIABLE SPEED DRIVE

Authorship

Morán, José Roberto Mendes

Morán, José Roberto Mendes

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DOI

10.5151/2594-357X-23822

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Abstract

Normalmente a vida esperada pelos usuários de ventiladores de processo e de grande porte é de aproximadamente 20 anos para tais equipamentos. Na área de processo de pelotização, com ventiladores operando com rotação constante, este tempo de vida tem sido alcançado sem grandes dificuldades. Nos últimos tempos, com a introdução de sistemas de acionamentos com variação de rotação, novos obstáculos relacionados à fadiga tiveram que ser analisados no projeto mecânico do rotor. O uso de sistemas de variação de rotação tem crescido devido à redução dos custos destes sistemas e também pela economia de energia que estes sistemas proporcionam na operação dos ventiladores. Estruturas com solda que sejam submetidas a tensões cíclicas acima de 40 MPa certamente terão sua vida afetada quanto à fadiga. Danos de fadiga são cumulativos e irreversíveis. É importante que os usuários destes ventiladores tenham o entendimento das implicações quanto à segurança, confiabilidade e redução da vida do equipamento pelo uso da variação de rotação. O projetista do ventilador deve elaborar uma análise de fadiga que considere as variações de rotação em função do tempo e a vida esperada do equipamento. Este trabalho apresenta um resumo dos princípios atualizados de projeto de um ventilador submetido ao processo de fadiga devido à variação de rotação.

Normally the life expected by the users of heavy duty process fans is approximately 20 years for those equipments. In the area of Pelletizing process, with fans operating with constant speed, this life time has been reached with no major difficulties. Over the last time, with the introduction of the variable speed drive systems, new obstacles related to fatigue had to be analysed in the rotor mechanical design. The use of variable speed system has been increasing due to the reduction of such systems and also due to the energy cost savings that these systems bring for the fan operation. Welded structures that are submitted to cyclic stress higher than 40 MPa certainly will have its life affected by the fatigue process. Fatigue damage are cumulative and irreversible. It is important that the users of these process fans understand the implications regarding the safety, reliability and reduction of equipment life with the use of variable speed system. The fan designers must carry out a fatigue analysis taking into account the speed variation with the time and the fan expected life time. This paper presents a summary of the current design principles for a fan submitted to fatigue process due to variable speed operation.

Keywords

Ventiladores para pelotização; Ventiladores com rotação variável; Fadiga; Cargas cíclicas em ventiladores.

Pelletizing fans; Variable speed fans; Fatigue; Cyclic loads in fans.