風力發(fā)電機葉片電加熱防-融冰過程和冰層脫落條件分析.pdf

1、風力發(fā)電機葉片覆冰危害十分嚴重，其影響風能轉(zhuǎn)換的效率并減少發(fā)電量，使風力發(fā)電機過荷載而發(fā)生風機倒塌、葉片折斷等事故，且覆冰不平衡導(dǎo)致的葉片旋轉(zhuǎn)失衡會降低風力發(fā)電機的使用壽命。目前風電場多采用涂料被動防冰的辦法，該方法只能延緩覆冰不能完全防冰。同時由于風電在我國發(fā)展僅十余年時間，且以往風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，因此為了風力發(fā)電機在覆冰條件下能安全高效的運行，對葉片采用主動的防冰

2、融冰措施具有重要意義。
　　本文利用電阻絲加熱的方式，來達到對葉片進行主動防、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，得到冰層脫落時間的計算方法。主要成果如下：
　?、俜治龈脖L機葉片電加熱防/融冰的熱力學過程，通過建立風機葉片臨界防/融冰熱流密度的數(shù)學物理模型，得出環(huán)境因素對冰層

3、融化的影響，并利用試驗驗證了模型的正確性。
　?、谕ㄟ^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分析，得出融化水的形成和熱源不均勻兩個非環(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行分析，利用仿真得出葉片-冰層接觸面溫升時間；通過試驗對加熱融冰過程中冰層脫落所需的外力進行測量，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間的計算方法，并通過試驗進行驗證，兩