Eşanjör Akış Kaynaklı Titreşim Problemi

Problem Tespiti:

Müşteri Fan devrinin belli değerleri arasında oluşan yüksek gürültü ve titreşimden şikayetçidir. Bu problemin giderilebilmesi için Resonance Institute teknik ekibinden destek talep edilmiştir.
Yapılan ön değerlendirmeler sonucunda yüksek gürültü ve titreşimin fan kanalları gövde bölgesinde bulunan eşanjörden geldiği anlaşılmıştır.

Eşanjör gövdesinden alınan ölçümlerde, yüzey titreşimlerinin 15 mm/s RMS seviyelere kadar ulaştığı gözlemlenmiştir.
Baskın frekansın 70Hz olduğu tespit edilmiştir.
Spektrum grafikleri dikkatli incelendiğinde, 70Hz bölgesinde bir doğal frekansın varlığı göze çarpmaktadır.
Bu bilgi ışığında fan debisinin değişimi ile titreşim seviyesi ve frekansı arasında bir ilişki olup olmadığının tespiti amacıyla, fan debisi %0-%100 arasında taranmıştır.

Fan debisiyle titreşim frekansının değişmediği fakat %60-%90 debi aralığında genliğin dramatik bir şekilde arttığı gözlemlenmiştir.
Yapılan hesaplamalar ile, eşanjör içerisindeki ısı transferini sağlayan boruların, belirtilen fan debilerinde 70Hz civarında bir vorteks oluşturduğu tespit edilmiştir.
Bu frekans değeri, ölçümlerde görülen titrşeim frekansı ile uyuşmaktadır.
Boru demeti arkasında oluşan vorteks frekansının, boru demeti yapısal doğal frekansı ve/veya fan kanalları kavite akustik doğal frekansları tahrik ederek rezonans durumunun oluşmasına neden olduğu düşünülmektedir.
Bu etkinin, eşanjör yüzeylerinde oluşturduğu titreşim şekli aşağıdaki simülasyonda görüldüğü gibidir.

Rezonans durumunun giderilebilmesi için, fan kanalları içerisine eşanjör öncesinde disipatif paneller yerleştirilmesi ve eşanjör borularını sabitleyen plakaların sayısının arttırılması gerektiği belirtilmiştir.
Fan içerisinden akan gazın yüksek sıcaklıkta olması nedeniyle, boruları tutan yapıların gevşediği, bu nedenle rezonans durumunun yok olduğu tespit edilmiştir.