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【涨知识】低温对风轮叶片都有哪些影响?

2016-07-06 12:13来源:中国节能在线关键词:风电机组风电场风电收藏点赞

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通过大量的计算、试验对比分析认为:摆振方向振动的根源是由于失速运行时的气动力产生的,原因是叶片失速后气动阻尼变为负值所致,它与叶片翼型的静态、动态空气动力特性,叶片的布局(叶片的几何分布),叶片的结构特性(结构阻尼)等有关;其次是复合材料叶片低温时其结构阻尼下降,最后导致总的阻尼下降。

同时,通过全尺寸气弹分析计算和实测比较显示,机组的支撑机构(如机舱和塔架等)特性对叶片摆振方向的振动也很重要,由于振动叶片与支撑结构交换能量,在这种交换过程中,叶片固有频率相对于机组俯仰一偏航耦合模态频率位置扮演着重要的角色。

3解决措施

由于摆振方向上的振动是由失速运行时的空气动力产生的,气动阻尼变负,结构阻尼下降。解决此问题的主要措施就是要增加系统的阻尼,通过阻尼消耗掉这部分能量。

3.1局部改善措施

3.1.1增加叶片结构阻尼

阻尼是减振的最有效措施,研究表明:如果叶片结构阻尼达到5%以上时,可以有效减缓摆振方向上振动的发生。因此,最根木的办法是提高复合材料叶片结构本身在低温时的结构阻尼,由于低温对复合材料叶片结构阻尼影响较大,特别是环境温度低于一20℃时,叶片自身的结构阻尼会下降。必须利用特殊的阻尼材料提高复合材料叶片低温时的结构阻尼。

我们对此进行了大量的研究和分析工作,与北京航空航大大学国家固体静动力学振动实验室进行了长期的合作,在管德院士、诸德超教授、程伟教授以及赵寿根博士等协助下,进行了大量的分析和试验工作。对不同的阻尼材料、阻尼结构、阻尼位置等对叶片结构阻尼的影响进行了大量的试验分析。最终证明:通过选用合适的阻尼材料、阻尼结构及合理的位置可以有效提高叶片的结构阻尼,范围在3%~5%之间。而且,这种形式的阻尼结构与叶片结构一起,寿命与叶片相同,且在很宽的频率范围内都有效。此技术应用在我公司600kW和750kW叶片上,实际证明是有效的。

3. 1. 2改变叶片气动阻尼

改变翼型局部形状使得翼型的气动性能发生改变,来增加翼型的气动阻尼。最有效地方法是在叶片局部前缘加装失速条。这种方法可以有效降低叶片摆振方向振动,使叶片摆振方向振动延迟到切出风速以后;安装失速条后,同时也降低了风轮的功率输出。补救的措施可以利用涡流发生器来提高风轮的输出功率。

3. 1. 3、叶片内部加装阻尼器

也可以利用在叶片内部安装阻尼器的方式来降低叶片摆振方向的振动,这种阻尼器可以是机械的也可以是流体的。其缺点是结构复杂,而且这种结构阻尼器只能在很窄的频率范围内起作用。

原标题:低温对风轮叶片的影响
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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