【摘 要】
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近年来,风电行业的发展规模日益壮大,风电机组的装机数量也在不断得上升。目前,风电已经在可再生资源中占据极其重要的地位。在内蒙古自治区,风能的资源极其丰富,但是由于气候寒冷,在冬季的时候气温极低,进而会出现风力机叶片的覆冰现象,会影响风力发电机的正常运转,严重时会导致风机倒塌,这对整个风电行业影响极大。本文针对600W小型风力机展开研究,具体研究结果如下:（1）冰形形态多维度测量结果分析:对于迎风面
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近年来,风电行业的发展规模日益壮大,风电机组的装机数量也在不断得上升。目前,风电已经在可再生资源中占据极其重要的地位。在内蒙古自治区,风能的资源极其丰富,但是由于气候寒冷,在冬季的时候气温极低,进而会出现风力机叶片的覆冰现象,会影响风力发电机的正常运转,严重时会导致风机倒塌,这对整个风电行业影响极大。本文针对600W小型风力机展开研究,具体研究结果如下:（1）冰形形态多维度测量结果分析:对于迎风面和背风面而言,叶片近似于均匀覆冰,在原有的翼型上增加了翼型厚度,随着覆冰质量增加,迎风面覆冰在尾缘附近的厚度变化要大于前缘处,而背风面覆冰则是前缘附近的覆冰厚度变化要大于尾缘处;对于不同攻角而言:随着攻角的不断变化,覆冰的位置出现了明显变化。当攻角为0°到-60°时,覆冰的位置由最开始的前表面逐渐向前缘移动,尾缘处的覆冰厚度随攻角的增加而逐渐减少,前缘的厚度随攻角的增加逐渐增大,最大厚度随攻角的增加从最开始的叶中部分逐渐变为前缘部分;尾缘覆冰时叶片尾缘的覆冰厚度变化极为明显,而前缘处基本没有变化;前缘覆冰时,由于前缘本身相对较厚,因此覆冰的位置基本在前缘偏背风面的位置,迎风面的覆冰较少。（2）仿真:对于迎风面覆冰而言,叶片表面压力:前缘处的压力比尾缘的要大;但是随着覆冰质量的增加,前缘处厚度与尾缘处的厚度差距越来越小,此时叶片的表面的压力会覆盖整个叶尖;二维翼型静压力:随叶片前缘与尾缘处的压力差会随覆冰质量的增大而减小,严重时会导致风机停止运转,覆冰的质量越大风力发电机的工作效率会大大减小。对于背风面覆冰而言,叶片表面压力:前缘厚度在增加要大于尾缘,因此随覆冰厚度的不断增加,尾缘的表面压力会越来越大;二维翼型静压力:随覆冰质量的而增加,前缘与尾缘的压力差越来越大,从而导致运转速度越来越大,严重时会导致风机叶片断裂,造成不必要的灾害。对于不同攻角的覆冰而言,叶片表面压力:攻角为0度时,近似于均匀覆冰,叶片的表面压力为尾缘的偏大;随着攻角的不断增加,前缘处的覆冰质量与覆冰厚度远大于尾缘处,因此叶片尾缘处的压力会随攻角的增加而越来越大,二维翼型静压力:随着攻角的增加,前缘的厚度随之增加,而尾缘的厚度随之减小,因此前缘与尾缘的压力差越来越大。尾流涡量:随着覆冰质量的增加,涡结构的尺寸与数量明显大于未覆冰时的情况,主要是因为覆冰改变了叶片原有的翼型,其表面粗糙度值也会发生变化,导致叶片周围的流场变得不稳定,进而加剧了涡的形成与增长。
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