07_张福鹏_风机叶片覆冰后冰层最厚处翼型表面电热除冰特性试验研究.pdf

1、风机叶片覆冰后冰层最厚处翼型表风机叶片覆冰后冰层最厚处翼型表面电热除冰特性试验研究面电热除冰特性试验研究报告人：张福鹏报告人：张福鹏作者：张福鹏作者：张福鹏,沈贺，郭文峰，冯放，李岩沈贺，郭文峰，冯放，李岩*东北农业大学东北农业大学寒地农业可再生资源利用技术与装备黑龙江省重点实验室寒地农业可再生资源利用技术与装备黑龙江省重点实验室PPT模板下载： 研究背景与目的研究背景与目的东 北 农 业 大 学东 北 农 业 大 学Northeast Agricultural University1.1 风电发展现状风电发展现状 在在“双碳双碳”背景下，背景下，风能因其发展潜力大、污风能因其发展潜力大、污染

2、少和可再生的优点，迎染少和可再生的优点，迎来了新的发展机遇。来了新的发展机遇。20232023年年，我国我国风电风电新增新增装机容装机容量量约约7575GWGW，占全球风电，占全球风电新增装机容量的新增装机容量的2/32/3，已成，已成为全球风电行业的领导者为全球风电行业的领导者和推动者。和推动者。PPT模板下载： 风力机结冰问题风力机结冰问题 降低输出功率降低输出功率改变载荷分布改变载荷分布产生气动噪声产生气动噪声增加增加甩冰风险甩冰风险1234典型风力机结冰典型风力机结冰在寒冷及潮湿地区在寒冷及潮湿地区风力机易发生结冰现象风力机易发生结冰现象。1.3 风机叶片风机叶片防防/除冰方法除冰方法

3、机械类除冰机械类除冰防防/除冰方法除冰方法主动法主动法被动法被动法热力类防热力类防/除冰除冰在风力机防在风力机防/除冰研究当中，学者们针对典型翼型开展了大除冰研究当中，学者们针对典型翼型开展了大量探索。然而，在实际应用中，风力机叶片覆冰后叶片截量探索。然而，在实际应用中，风力机叶片覆冰后叶片截面的一些关键位置，如覆冰最厚处，可能对防面的一些关键位置，如覆冰最厚处，可能对防/除冰具有重除冰具有重要意义。而这些关键位置，在当前的研究中，受到的关注要意义。而这些关键位置，在当前的研究中，受到的关注较少。较少。在热力防在热力防/除冰研究中，学者们主要以叶片腔体内部通热气除冰研究中，学者们主要以叶片腔体

4、内部通热气或加电热丝的方式开展防除冰研究。然而，由于玻璃钢的或加电热丝的方式开展防除冰研究。然而，由于玻璃钢的导热系数较低，在实际应用中，通常叶片表面铺覆加热膜。导热系数较低，在实际应用中，通常叶片表面铺覆加热膜。而此类研究，目前受到的关注较少。而此类研究，目前受到的关注较少。PPT模板下载： 防防/除冰除冰研究现状研究现状 1.4 研究目的研究目的 针对叶片覆冰后冰层最厚处截面翼型开展风机叶片表针对叶片覆冰后冰层最厚处截面翼型开展风机叶片表面电热除冰特性试验研究。面电热除冰特性试验研究。Part.0202 研究方法研究方法东 北 农 业 大 学东 北 农 业 大 学Northeast Agr

5、icultural University2.1 试验样件试验样件 针对针对1.5 MW水平轴风力机叶片的水平轴风力机叶片的3m比例模型，在模拟仿真分析比例模型，在模拟仿真分析的基础上，截取叶片覆冰后冰层最厚处作为试验翼型的基础上，截取叶片覆冰后冰层最厚处作为试验翼型。试验样件材试验样件材料选用玻璃钢。料选用玻璃钢。回流式结冰风洞试验系统由制冷回流式结冰风洞试验系统由制冷装置装置、喷雾、喷雾装置装置和风道组成和风道组成。2.2 电热除冰特性试验系统电热除冰特性试验系统2.3电热除冰特性试验系统电热除冰特性试验系统 电加热系统主要由电加热膜、试验样件及直流稳压电源（型号为电加热系统主要由电加热膜、

6、试验样件及直流稳压电源（型号为R-SPS3020R-SPS3020）三部分组成。三部分组成。2.4 试验方案试验方案环境温度环境温度()风速风速(m/s)能流密度能流密度(J/m2s)液态水含量液态水含量(g/m3)平均体积直径平均体积直径(m)结冰时间结冰时间(min)-5-10-1510100000.67656-105101510000-101080001000012000 为探究为探究环境温度环境温度、风速风速和和能流密度能流密度对叶片表面对叶片表面电热除冰电热除冰特性的特性的影响影响，开展了试验研究。，开展了试验研究。表表1 1 试试验方案验方案Part.0303 试验结果与分析试验结