風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片電加熱防-融冰過程和冰層脫落條件分析.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片覆冰危害十分嚴(yán)重，其影響風(fēng)能轉(zhuǎn)換的效率并減少發(fā)電量，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)過荷載而發(fā)生風(fēng)機(jī)倒塌、葉片折斷等事故，且覆冰不平衡導(dǎo)致的葉片旋轉(zhuǎn)失衡會(huì)降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用壽命。目前風(fēng)電場多采用涂料被動(dòng)防冰的辦法，該方法只能延緩覆冰不能完全防冰。同時(shí)由于風(fēng)電在我國發(fā)展僅十余年時(shí)間，且以往風(fēng)電場主要分布在北方低濕度地區(qū)，葉片覆冰的問題沒有得到重視，關(guān)于葉片防/除冰的研究很少，因此為了風(fēng)力發(fā)電機(jī)在覆冰條件下能安全高效的運(yùn)行，對葉片采用主動(dòng)的防冰

2、融冰措施具有重要意義。
　　本文利用電阻絲加熱的方式，來達(dá)到對葉片進(jìn)行主動(dòng)防、融冰的目的。通過對冰層加熱過程中的熱平衡過程，建立臨界防/融冰熱流密度模型，分析冰層融化過程和熱源不均勻?qū)Ρ鶎尤诨挠绊?，得出提高融冰效率的方法，同時(shí)結(jié)合對加熱過程中冰層脫落條件的分析，得到冰層脫落時(shí)間的計(jì)算方法。主要成果如下：
　?、俜治龈脖L(fēng)機(jī)葉片電加熱防/融冰的熱力學(xué)過程，通過建立風(fēng)機(jī)葉片臨界防/融冰熱流密度的數(shù)學(xué)物理模型，得出環(huán)境因素對冰層

3、融化的影響，并利用試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性。
　　②通過對加熱融冰過程中葉片-冰層接觸面變化情況的理論和試驗(yàn)分析，得出融化水的形成和熱源不均勻兩個(gè)非環(huán)境因素對冰層融化的影響，并提出提高融冰效率的方法。
　?、郾疚膶訜徇^程中冰層脫落過程進(jìn)行分析，利用仿真得出葉片-冰層接觸面溫升時(shí)間；通過試驗(yàn)對加熱融冰過程中冰層脫落所需的外力進(jìn)行測量，得出融冰消耗能量與脫落力的關(guān)系；最后結(jié)合全文得出冰層脫落時(shí)間的計(jì)算方法，并通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，兩