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风电人都该知道的!低温环境下的风电叶片结冰问题

2015-12-09 08:46来源:复合材料译评站关键词:风电叶片风机塔筒风电收藏点赞

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4、叶片除冰

在航空领域,有两种系统除去机翼的冰层。防冰系统和除冰系统,除冰系统是除去机翼上的冰层,而防冰系统则防止机翼结冰。这两种类型的系统在风机叶片上也已经试用和测试过。

防冰系统就是所谓主动除冰系统,例如将叶片涂成黑色;其优势在于白天叶片吸收太阳光而被加热后,冰层就会比白色叶片更早融化。然而,在夏季叶片上的温度会较高,从而会影响玻璃钢的材料性能,比如使叶片变柔,刚度下降进而影响净空等。

特定的防结冰涂料也是一种主动防冰系统,这种涂成可以减小叶片与冰层之间的剪切力,这些涂层经过风洞和挂机测试。其优势在于,整个叶片采用防结冰涂层,成本相对低,没有特殊的防雷要求,叶片易于维护,且整个表面都得到了保护。而且,这种类型的涂层可以减小温暖时期对尘土和昆虫的敏感性。其劣势在于运行过程中会有冰层脱落或甩出。在低风速或空转时,由于冰层受力较小,在叶尖区域仍然会大量结冰。同样存在气动和质量不对称的风险。目前也有几个大型叶片涂料厂家推出自己的防结冰涂料或防结冰薄膜,可惜均未根本解决叶片结冰问题。

图8给出了变桨控制风机,在空转和运行时不同的结冰情况。假设当结冰不多时,剪切力相对较小,因此只有当气动力和离心力增大到一定程度时冰层才会发生断裂。

图8

小飞机上常采用机械除冰系统,通过在前缘安装一种所谓的充气式橡胶罩来实现表面控制的。然而对于风机叶片而言,由于叶尖部位存在较大的离心力充气系统要么自动充气要么会从叶片表面上脱落。 此外,还会影响气动,产生噪音。在20年生命周期内,极端气象条件下的风机,橡胶保护罩会发生老化而较多频次的更换,经济性较差。

加热除冰方案已经有局部应用,有两种途径,在前缘区域布置电热膜或在停机时从叶根吹热风加热叶片的方式。

原标题:低温环境下的风电叶片结冰问题
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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