近年來,隨著國際社會(huì)對(duì)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展和大氣污染防治問題的重視,全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。但南方高濕低溫地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)冬季經(jīng)常出現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片覆冰問題,風(fēng)機(jī)葉片覆冰其氣動(dòng)性能急劇下降,嚴(yán)重降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電力輸出,導(dǎo)致停機(jī),且對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大的隱患。目前風(fēng)機(jī)葉片覆冰問題的研究不多,主要是由于缺少風(fēng)力發(fā)電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)覆冰試驗(yàn)平臺(tái),且現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)覆冰試驗(yàn)與數(shù)值模擬存在較大的差異。因此,通過風(fēng)機(jī)葉片覆冰試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬方法,可以更好的研究風(fēng)機(jī)葉片的覆冰增長(zhǎng)過程,分析風(fēng)機(jī)葉片覆冰增長(zhǎng)的影響因素,對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)的防冰除冰和安全運(yùn)行具有重要的工程實(shí)用價(jià)值。論文主要針對(duì)NE-100型水平軸風(fēng)力機(jī)葉片的覆冰進(jìn)行了數(shù)值仿真和人工覆冰試驗(yàn)。建立了風(fēng)機(jī)葉片二維翼型幾何模型,計(jì)算了空氣中過冷卻水滴的運(yùn)動(dòng)狀況,得到不同環(huán)境參數(shù)下的風(fēng)機(jī)葉片表面過冷卻水滴的碰撞系數(shù)和凍結(jié)系數(shù),求解得到風(fēng)機(jī)葉片的覆冰厚度,繪制了風(fēng)機(jī)葉片覆冰形態(tài)。在人工氣候室內(nèi)進(jìn)行了風(fēng)機(jī)葉片的覆冰試驗(yàn),分析了相關(guān)環(huán)境參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片覆冰質(zhì)量及覆冰厚度的影響。主要研究工作及成果如下:（1）建立了風(fēng)機(jī)葉片覆冰的數(shù)學(xué)物理模型。對(duì)風(fēng)機(jī)葉片葉尖處截面翼型建立二維幾何模... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

全球風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)

圖 1.2 風(fēng)機(jī)葉片表面覆冰ig. 1.2 Icing on the surface of wind turbin過程于 0 ℃卻未發(fā)生凍結(jié)成冰的水。其與物體表面發(fā)生碰撞后在存在冰覆冰。層主要存在其迎風(fēng)側(cè)。低溫條件下多余的水汽就會(huì)發(fā)生凝結(jié)形成過冷遇到旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，過冷卻水的部分過冷卻水滴與空氣及風(fēng)機(jī)葉凍結(jié)，進(jìn)而在其表面形成冰層。另葉片上發(fā)生流動(dòng)的現(xiàn)象，可能在流從葉片上流失。類型

1k b Mi k idk kG G Ydt x x (2 21 3 2tk bi idC G C G Cdt x x k k (2式中，Gk為速度引起的湍流動(dòng)能變化量，Gb為浮力引起的湍流動(dòng)能變化量表湍流脈動(dòng)造成的膨脹耗散率變化量。C1,C2,C3為方程經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，k和 為普朗特常數(shù)。由于風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)周圍流場(chǎng)為不可壓縮流，模型中一些參數(shù)值為3C=0 , 0bG , =0MY 。通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)及驗(yàn)證，給出了式（2.10）及式（2.1一些參數(shù)的建議值， =1.3 , =1.3k ,1C1.44 ,2C1.92 , C0.09 。2 水滴碰撞過程分析寒冷的空氣中缺少凝結(jié)核，空氣中的過冷卻水滴在低于 0 ℃也無法發(fā)生凍滿足覆冰的氣象條件下，懸浮在空氣中的過冷卻水滴受風(fēng)速的影響撞擊到物面，在冷的物體表面發(fā)生非均相成核，進(jìn)而形成覆冰。


本文編號(hào)：3569381