风电叶片设计流程
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风电叶片模具制作步骤介绍1. 确定设计要求在制作风电叶片模具之前,首先需要明确设计要求。
根据风电叶片的尺寸、形状和材料等要求,确定模具的设计参数。
2. 制作模具设计图纸在确定设计要求后,根据要求绘制风电叶片模具的设计图纸。
设计图纸包括叶片形状、模具尺寸、模具结构等详细信息。
可以使用CAD 软件进行绘制,确保设计准确无误。
3. 准备模具材料根据设计图纸确定的模具尺寸和形状,选择合适的模具材料。
常见的模具材料包括铝、铜、钢等。
根据具体要求,考虑模具的强度、耐磨性和可加工性等因素进行选择。
4. 制作模具原型根据设计图纸,制作模具的原型。
可以使用铣床、车床和激光切割等机械设备进行加工。
根据叶片的形状和尺寸,将模具原型雕刻或切割成相应形状。
5. 制作模具壳体使用模具原型制作模具壳体。
根据模具原型的形状,制作合适大小的模具壳体。
模具壳体包围着叶片模具,起到固定和支撑的作用。
6. 制作模具芯部制作模具芯部,用于在模具壳体内形成叶片的空间。
根据模具原型和设计图纸,制作模具芯部的形状和尺寸。
模具芯部可以使用铁、铝或塑料等材料制作。
7. 组装模具壳体和模具芯部将模具壳体和模具芯部进行组装。
将模具芯部放入模具壳体内,并严密固定。
确保模具芯部和模具壳体的精确配合,保证叶片的精度和质量。
8. 进行模具加工根据风电叶片模具的设计要求,进行模具的加工和处理。
可以使用钳工、铣床、切割机等工具进行精度加工,确保模具的形状和尺寸的准确性。
9. 进行模具调试和调整制作完成的风电叶片模具需要进行调试和调整。
通过测试模具的使用效果,发现并解决一些可能存在的问题,比如模具的拆卸和装配是否顺畅,叶片的质量是否满足要求等。
10. 进行模具试产完成模具调试和调整后,进行模具的试产。
根据风电叶片的要求制作相应数量的叶片试产。
通过试产,验证模具的可用性和叶片的质量。
11. 对模具进行维护和保养完成模具试产后,需要对模具进行定期的维护和保养。
清洁模具表面的灰尘和腐蚀物,涂抹保护剂防止生锈。
风电叶片模具制作步骤介绍风电叶片是风能发电机的核心部分,其质量和性能直接影响发电效果。
为了提高风电叶片的质量和效率,需要对其进行不断优化和改进。
而制作优质叶片的关键之一就是模具制作。
本文将介绍风电叶片模具制作的详细步骤。
一、模具设计模具设计是模具制作的第一步,决定了模具的尺寸和形状。
首先要根据风电叶片的外形和尺寸来设计出模具的形状和尺寸。
同时根据叶片材料的特性以及叶片工艺的需求,设计出合适的结构和壁厚等参数。
通常,模具设计需要结合CAD/CAM/CAE技术进行。
二、模具制造当模具设计完成后,需要进行模具的加工和制造。
制造模具的方法有很多种,包括CNC加工、电火花加工等。
在制造过程中,需要注意模具的平整度和精度,以及模具的结构和强度等方面的要求。
三、模具样品制作当模具制造完成后,需要进行模具样品的制作。
模具样品是模具制作过程中的一个关键环节,也是检验模具质量的重要环节。
根据模具的设计要求和叶片材料特性,制作出叶片模具的样品。
在制作过程中需要注意模具的温度、压力、速度等参数,以及模具与叶片材料之间的匹配度,确保样品的平整度和精度,以及模具的使用寿命和性能。
四、样品测试和调整当模具样品制作完成后,需要进行测试和调整。
测试叶片样品的强度、平整度、表面光洁度等各项参数,以及使用模具的方便程度和效率等方面。
根据测试结果进行调整和修改,提高叶片的质量和性能,并确定模具的可行性和适用性。
五、批量制造叶片当模具样品测试和调整完成后,可以进行批量制造叶片。
根据模具的设计要求和样品测试结果,制造出符合要求的叶片。
同时需要注意叶片的工艺流程和工艺参数,确保叶片的质量和性能,提高叶片的制造效率和降低成本。
六、模具维修和保养模具制作完成后,需要进行模具的维修和保养。
随着使用次数的增加,模具的磨损和损坏也会逐渐增加,需要进行定期的维修和保养。
维护模具的平整度和精度,增加模具的使用寿命和性能,提高制造效率和降低成本。
综上所述,风电叶片模具制作需要经过模具设计、模具制造、模具样品制作、样品测试和调整、批量制造叶片、模具维修和保养等多个环节。
叶片设计开发流程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:叶片是旋转机械设备中的重要部件,其设计对设备的性能和效率具有重要影响。
叶片设计开发流程是指通过对设计需求进行分析、叶片几何设计和叶片性能评估等阶段,逐步完成叶片设计的过程。
在本篇文章中,将详细介绍叶片设计开发流程的各个阶段,包括设计需求分析、叶片几何设计和叶片性能评估。
通过对这些内容的研究,可以提高叶片设计的效率和准确性,为旋转机械设备的性能提升提供技术支持。
json"1.2 文章结构": {"本文将分为三个主要部分来讨论叶片设计开发流程。
首先,我们将在第二部分中进行设计需求分析,以确定叶片设计的基本要求和限制条件。
其次,我们将探讨叶片几何设计的过程,包括叶片的参数化建模、CAD设计和几何优化。
最后,我们将对叶片的性能进行评估,包括流动仿真和实验验证。
通过这三个主要部分的讨论,我们将全面了解叶片设计开发的流程及关键步骤。
"}1.3 目的本文的目的是介绍叶片设计开发的流程,通过对设计需求分析、叶片几何设计和叶片性能评估这三个关键步骤的详细讨论,帮助读者全面了解如何进行叶片设计。
同时,通过总结设计开发流程,提供一些建议和技巧,帮助读者更高效地进行叶片设计开发工作。
另外,本文还将展望未来叶片设计的发展方向,为读者提供更多的思路和启发。
通过本文的学习,读者可以更深入地了解叶片设计的复杂性和重要性,为未来的叶片设计工作提供有益的参考和借鉴。
2.正文2.1 设计需求分析设计需求分析是叶片设计开发流程中的关键步骤之一,通过对产品需求的详细分析,可以明确叶片设计的具体要求和目标。
在进行设计需求分析时,需要考虑以下几个方面:首先,要对叶片的使用环境进行充分了解。
这包括叶片所用的领域和具体应用场景,例如是用于风力发电、航空发动机还是水泵等。
不同的使用环境将对叶片的材料、形状、尺寸等设计要求产生影响。
其次,需要明确叶片的性能需求。
风力发电机叶片制作工艺流程传统能源资源的大量使用带来了许多的环境问题和社会问题,并且其存储量大大降低,因而风能作为一种清洁的可循环再生的能源,越来越受到世界各国的广泛关注。
风力发电机叶片是接受风能的最主要部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证发电机组正常稳定运行的决定因素,其成本约为整个机组成本的15%-20%。
根据“风机功价比法则”,风力发电机的功率与叶片长度的平方成正比,增加长度可以提高单机容量,但同时会造成发电机的体积和质量的增加,使其造价大幅度增加。
并且,随着叶片的增大,刚度也成为主要问题。
为了实现风力的大功率发电,既要减轻叶片的重量,又要满足强度与刚度要求,这就对叶片材料提出了很高的要求。
1 碳纤维在风力发电机叶片中的应用叶片材料的发展经历了木制、铝合金的应用,进入了纤维复合材料时代。
纤维材料比重轻,疲劳强度和机械性能好,能够承载恶劣环境条件和随机负荷,目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯(环氧)树脂。
但随着大功率发电机组的发展,叶片长度不断增加,为了防止叶尖在极端风载下碰到塔架,就要求叶片具有更高的刚度。
国外专家认为,玻璃纤维复合材料的性能已经趋于极限,不能满足大型叶片的要求,因此有效的办法是采用性能更佳的碳纤维复合材料。
1)提高叶片刚度,减轻叶片质量碳纤维的密度比玻璃纤维小约30%,强度大40%,尤其是模量高3~8倍。
大型叶片采用碳纤维增强可充分发挥其高弹轻质的优点。
荷兰戴尔弗理工大学研究表明,一个旋转直径为120m的风机的叶片,由于梁的质量超过叶片总质量的一半,梁结构采用碳纤维,和采用全玻璃纤维的相比,质量可减轻40%左右;碳纤维复合材料叶片刚度是玻璃纤维复合材料叶片的2倍。
据分析,采用碳纤维/玻璃纤维混杂增强方案,叶片可减轻20%~30%。
Vesta Wind System 公司的V90型3.0 MW发电机的叶片长44m,采用碳纤维代替玻璃纤维的构件,叶片质量与该公司V80 型2.0MW发电机且为39m长的叶片质量相同。
叶片设计流程一. 空气动力设计1.确定风轮的几何和空气动力设计参数2.选择翼型3.确定叶片的最佳形状4.计算风轮叶片的功率特性5.如果需要可以对设计进行修改并重复步骤4,以找到制造工艺约束下的最佳风轮设计。
6.计算在所有可遇尖速比下的风轮特性对于每个尖速比可采用上面步骤4所述的方法,确定每个叶素的空气动力状态,由此确定整个风轮的性能。
7.风力机叶片三维效应分析8.非定常空气动力现象9.风力机叶片的动态失速10.叶片动态入流.风机载荷计算作为风力机设计和认证的重要依据,用于风力机的静强度和疲劳强度分析。
国际电工协会制定的IEC61400-1标准、德国船级社制定的GL规范和丹麦制定的DS 472标准等对风力机的载荷进行了详细的规定。
2.1 IEC61400-1标准规定的载荷情况2.2 风机载荷计算1计算模型1)风模型(1)正常风模型(2)极端风模型(3)三维湍流模型2)风机模型风机模型包括几何模型、空气动力学模型、传动系统动力学模型、控制系统闭环模型和运行状态监控模型等。
2风力机载荷特性1)叶片上的载荷(1)空气动力载荷包括摆振方向的剪力Q yb和弯矩M Xb、挥舞方向的剪力Q b和弯矩M Jb以及与变浆距力矩平衡的叶片俯仰力矩M b。
可根据叶片空气动力设计步骤4中求得的叶素上法向力系数Cn和切向力系数Ct,通过积分求出作用在叶片上的空气动力载荷。
(2)重力载荷作用在叶片上的重力载荷对叶片产生的摆振方向弯矩,随叶片方位角的变化呈周期变化,是叶片的主要疲劳载荷。
(3)惯性载荷(4)操纵载荷2 )轮毂上的载荷3)主轴上的载荷4)机舱上的载荷5)偏航系统上的载荷6)塔架上的载荷三.风力机气动弹性当风力机在自然风条件下运行时,作用在风力机上的空气动力、惯性力和弹性力等交变载荷会使结构产生变形和振动,影响风力机的正常运行甚至导致风力机损坏。
因此,在风力机的设计中必须考虑系统的稳定性和在外载作用下的动力响应,主要有①风力机气动弹性稳定性和动力响应②风力机机械传动系统的振动③风力机控制系统(包括偏航系统和变浆距系统等) 的稳定性和动力响应④风力机系统的振动。
风力发电机叶片的设计经济、能源与环境的协调发展是实现国家现代化目标的必要条件。
随着全世界气候变暖与化石能源的不断消耗及其对环境的影响问题,其他能源的开发愈来愈受到重视,如核能、地热能、风能、水能等新能源及生物质能、氢能的二次能源的开发应用也日趋发展起来。
而在这些新兴的能源种类中,核能的核废料处置相当困难,而且其日污染相较火电厂更为严重,同时需要相当周密的监管控制能力以避免其泄露而产生不可估量的破坏,国际上这些例子也是相当多的。
而地热能的开发必将要依赖与高科技,在现今对地热开发利用还不完善的现状下,更是难以做到,而且其开发对地表的影响也相当大。
而风能则作为太阳能的转换形式之一,它是取之不尽、用之不竭的清洁可再生能源,不产生任何有害气体和废料,不污染环境。
海上,陆地可利用开发的可达2×1010kW,远远高于地球水能的利用,风能的发展潜力庞大,前景广漠。
自20世纪70年代中期以来,世界主要发达国家和一些发展中国家都在加紧对风能的开发和利用,减少二氧化碳等温室气体的排放,保护人类赖以生存的地球。
风力发电技术相对太阳能、生物质等可再生能源技术更为方便,本钱更低,对环境破环更小,作为清洁能源的主要利用方式而飞速发展,且日趋规模化。
一、叶片设计的意义在风力发电机中叶片的设计直接影响风能的转换效率,直接影响其年发电量,是风能利用的重要一环。
本文主如果设计气动性能较好的翼型与叶片并进行气动分析。
而翼型作为叶片的气动外形,直接影响叶片对风能的利用率。
此刻翼型的选择有很多种,FFA-W系列翼型的长处是在设计工况下具有较高的升力系数和升阻比,而且在非设计工况下具有良好的失速性能。
叶片的气动设计方式主要有依据贝茨理论的简化设计方式,葛老渥方式与维尔森方式。
简化的设计方式未考虑涡流损失等因素的影响,一般只用于初步的气动方案的设计进程;葛老渥方式则忽略了叶尖损失与升阻比对叶片性能的影响,同时在非设计状态下的气动性能也并未考虑;维尔森方式则较为全面是现今常常利用的叶片气动外形设计方式。
风力发电叶片工艺技术规范风力发电叶片是风力发电机组的核心部件之一,其工艺技术规范的标准化对于提高叶片的质量和性能非常重要。
以下是一份风力发电叶片工艺技术规范的范例,共700字:一、叶片材料:1. 主要采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)材料制作叶片,其具有重量轻、韧性好、耐腐蚀等特点。
2. 叶片表面涂层材料应具有良好的抗紫外线、防腐蚀和耐候性能,以延长叶片的使用寿命。
二、叶片设计:1. 叶片应具有良好的气动性能和结构强度,能够在任何风速下高效转动。
2. 叶片的外形设计应考虑到风力机组的年平均风速和最大风速,以保证风力机组在各种气候条件下都能正常运行。
三、叶片制造工艺:1. 叶片制造采用模具成型技术,确保叶片的尺寸精准和一致性。
2. 在叶片制造过程中,应严格控制传统工艺中常见的缺陷,如气泡、毛孔、挤出不良等,以确保叶片的质量。
3. 叶片制造过程中应有专门的质量控制部门进行质量检测,并记录相关数据,以便追溯和改进。
四、叶片装配:1. 叶片装配前,应对叶片进行全面的检查,确保叶片表面平整、无明显的损伤和裂纹。
2. 在叶片装配过程中,应使用合适的工具和设备,避免对叶片造成二次损伤。
3. 叶片的安装位置和姿态应符合设计要求,以确保整个风力机组的运行稳定性和效率。
五、叶片维护和保养:1. 定期检查叶片表面涂层的状态,如有损坏或老化,应及时进行修复或更换。
2. 定期清洁叶片表面的污垢和积聚物,以保持叶片的表面光滑,减少风阻。
3. 定期检查叶片的结构和连接件,如有松动或损坏,应及时予以修复或更换。
六、叶片性能测试:1. 在叶片制造完成后,应进行性能测试,包括叶片的阻力系数、弯曲刚度、疲劳寿命等。
2. 应建立完善的测试方法和设备,确保测试结果的准确性和可靠性。
3. 根据测试结果,对叶片的设计和制造工艺进行改进和优化,以提高叶片的性能和可靠性。
综上所述,风力发电叶片工艺技术规范对于提高叶片的质量和性能至关重要。
通过合理选材、精确制造、合理装配和定期维护,可以保证叶片在各种条件下稳定运行,提高风力发电机组的发电效率。
风力发电机叶片设计风力发电机叶片设计是指设计和制造适合风力发电机使用的叶片,以最大程度地从风能中获取能量,并将其转换为电能。
叶片设计的主要目标是提高发电机的效率、降低维护成本和延长叶片使用寿命。
下面将从叶片设计原理、材料选择、几何形状和结构设计等方面详细介绍风力发电机叶片设计。
叶片设计的原理是基于空气动力学原理,即通过叶片与风之间的相互作用来获得动力。
在设备运行过程中,叶片受到来自风的力和阻力的作用。
为了提高风能的捕获效率,叶片需要具备良好的气动性能,使风能充分地传递到发电机上。
材料选择是叶片设计的重要环节。
叶片需要具备良好的强度和刚度来承受风压力和旋转力。
常用的材料包括玻璃纤维增强塑料(GRP)、碳纤维增强塑料(CFRP)和木材等。
其中,GRP是最常用的材料之一,因为它相对便宜且易于加工。
CFRP 具有较高的强度和刚度,但成本较高。
木材具有较好的弹性和耐久性,但需要进行防腐处理。
叶片的几何形状是影响风能捕获效率和运行稳定性的重要因素。
几何形状包括叶片长度、弦长、扭转角和平均弯曲半径等。
一般来说,叶片长度越长,捕获风能的面积越大,但受到的风力也越大。
叶片的弦长和扭转角决定了叶片的气动特性,对叶片的刚性和强度要求也有一定影响。
平均弯曲半径则影响了叶片的载荷分布和结构强度。
叶片的几何形状需要通过数值模拟和实验验证来确定最佳设计。
叶片的结构设计是确保叶片可以顺利运行并承受外部环境力量的关键。
结构设计包括叶片的内部结构、连接方式和防护措施等。
叶片常常采用空心结构,以降低自重和提高强度。
连接方式通常采用螺栓连接或胶粘剂连接。
叶片的内部结构可以通过加入加筋肋、填充泡沫等方式来增加刚度。
为了防止叶片受到外部环境的侵蚀,叶片表面通常采用防腐涂层或防风腐蚀材料。
除了以上设计原则,叶片的制造工艺和质量控制同样重要。
制造工艺包括叶片模具设计、复合材料制备、成型和固化等。
质量控制需要对叶片的尺寸、质量和结构进行严格控制,以确保叶片的一致性和可靠性。
风电机组叶片规程●简介●叶片是运用空气动力学最新研究成果设计的复杂曲面体,使用模具一次真空吸注成型。
其成品外形图如下:●●叶片主材为玻璃纤维增强环氧树脂或者玻璃纤维增强聚酯。
●叶片结构包括外壳、主梁帽及夹层结构的腹板。
主梁帽、腹板、外壳都采用玻璃钢,外壳内无主梁帽支撑的部位用芯材填充,夹层采用Balsa(轻木)、PVC泡沫结构。
●叶片与变桨轴承用T型螺栓连接,T型螺栓是由螺栓和交叉螺母构成的。
共54支T型螺栓均匀分布在直径1800mm叶根圆周上,螺栓规格为M30 x 410mm;在叶根处,设有0°标记,与叶片用户的要求一致;正、负方向分别用“﹢”和“﹣”标注。
●避雷系统由铝制的叶尖接闪器和附加的位于风轮半径19.5m处的接闪器组成。
接闪器间用70mm2铜质导线连接,并引到叶片根部,最后与轮毂上接地线连接。
连接铜导线和铝制件部分的电缆采用镀层,以防止铜铝间的电化学腐蚀。
叶根配有雷电峰值记录卡,安装盒已固定在叶根隔板外侧约200mm处的电缆线上,雷电峰值记录卡片随叶片一起发运,为防丢失,仅当叶片吊装时才放入安装盒,扣上安装盒即可。
●在叶片内部叶根处设置隔板,隔板设有通孔,便于维修人员进出,隔板是采用玻璃钢泡沫夹层结构,能承载250公斤重量;在叶片内部还设置有平衡室,平衡室由玻璃钢夹层隔板组成,固定在腹板与前缘之间,当叶片组间不平衡时,通过增减配重来平衡叶片组;为了避免叶片内部的冷凝水积聚,叶尖处有一个直径至少为8mm的排水孔;在叶片根部外表面与轮毂罩连接处安装一个挡雨环,防止雨水进入轮毂。
●叶片的检查与维护●叶片的首次维护检查应在风机动态调试完毕且正常运行7——10天后进行;以后每6个月进行一次。
●维护和检修工作必须由明阳风电公司工作人员或经过明阳风电公司培训并得到认可的人员完成。
●在进行维护和检修工作时,必须携带《叶片检修表》。
并按照《叶片检修表》上的每项内容严格进行检查与记录。
●在进行维护和检修前必须:●◆认真阅读《MY1.5S安全手册》所有操作必须严格遵守《MY1.5s安全手册》;●◆如果环境温度低于-20℃,不得进行维护和检修工作。
风力机叶片设计教学引言:风力机是一种利用风能产生电力的装置,其中叶片是风力机的核心部件之一。
叶片的设计对风力机的性能影响很大。
本文将介绍风力机叶片设计的基本原理和步骤,以帮助读者了解如何设计高效的风力机叶片。
一、风力机叶片设计的基本原理1.1 风力机叶片的功能风力机叶片的主要功能是将风能转换为机械能。
在风力机运转过程中,风力作用在叶片上产生力矩,叶片受力后进行旋转,最终产生转动轴的动力。
1.2 风力机叶片的设计目标风力机叶片的设计目标是提高风能的利用效率。
在设计叶片时,需要考虑以下几个关键因素:- 叶片的形状和结构:叶片的形状和结构决定了其受风力作用时的响应和转化效率。
例如,通过优化叶片的扭转角度和曲率,可以提高叶片受力时的效率。
- 叶片的材料选择:叶片的材料应具备良好的强度、耐久性和轻量化特性。
常用的叶片材料包括玻璃纤维复合材料和碳纤维复合材料等。
- 叶片的长度和倾角:叶片的长度和倾角决定了风力机的功率输出。
通常情况下,较长的叶片和适当的倾角可以提高风能的利用效率。
二、风力机叶片设计的步骤2.1 确定设计指标在进行风力机叶片设计之前,首先需要确定设计指标,包括所需的功率输出、风速范围、工作条件等。
这些指标将直接影响叶片的尺寸和形状等设计参数。
2.2 叶片的形状设计叶片的形状设计是风力机叶片设计的重要步骤。
在进行形状设计时,可以借鉴现有的设计经验和优秀的叶片设计案例。
同时,还可以利用计算流体力学(CFD)等工具进行模拟分析和优化设计。
2.3 叶片的结构设计叶片的结构设计是指确定叶片的材料、层数、层厚等结构参数。
在进行结构设计时,需要考虑叶片的强度、刚度和耐久性等因素,以确保叶片在长期运行中能够承受风力和其他外力的作用。
2.4 叶片的性能评估完成叶片设计后,需要进行性能评估。
通过计算风力机的功率输出、叶片的转速和风速等参数,可以评估叶片的设计性能。
如果评估结果不符合预期,可以进行优化调整,以提高叶片的性能。
碳纤维风电叶片生产工艺流程
1.首先,要选择优质的碳纤维材料。
First, high-quality carbon fiber material is selected.
2.接下来,进行碳纤维材料的预处理和表面处理。
Next, the carbon fiber material is pretreated and surface treated.
3.然后,在模具中进行碳纤维预成型。
Then, carbon fiber preforming is carried out in the mold.
4.碳纤维经过预成型后,进行树脂浸渍。
After preforming, the carbon fiber is impregnated with resin.
5.浸渍后的碳纤维在模具中进行热压成型。
The impregnated carbon fiber is hot pressed in the mold.
6.成型后的叶片需要进行清洁和修整。
The formed blade needs to be cleaned and trimmed.
7.碳纤维叶片进行表面处理和涂装。
The carbon fiber blade undergoes surface treatment and painting.
8.接着进行叶片的平衡和质量检测。
Next, the blade is balanced and quality checked.
9.最后,进行叶片的组装和包装。
Finally, the blade is assembled and packaged.。
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1. 材料准备。
玻璃纤维布。
风电叶片铺布工艺一、叶片备料在进行风电叶片铺层工序前,需要将叶片进行备料。
具体操作步骤如下:1.清理叶片表面:使用撬棍、刮刀等工具将叶片上的异物清理干净,确保叶片表面整洁。
2.叶片布置:按照设计要求,将钢模上调好位置的叶片放置在工作台上,确保叶片位置正确,不得有偏差。
3.叶片泡棉固定:将大小适合的泡棉贴在叶片的接触面上,贴的位置应尽可能与钢模接触,避免出现泡棉起皱等情况。
4.准备铺层布:根据设计要求,准备好铺层布,剪好需要的形状和大小。
二、铺层完成叶片备料工作后,即可进入铺层环节。
具体操作步骤如下:1.涂胶:使用专用的胶水,在叶片表面均匀涂布胶水,同时也要保证不要出现空鼓、漏涂等情况。
2.铺层:将预备好的铺层布铺到涂好胶水的叶片表面上,并压平,使其与叶片表面紧密贴合。
3.涂胶:在铺好第一层后,再次均匀涂布胶水,并铺第二层铺层布,重复以上步骤,直至达到设计要求的铺层厚度。
三、压实完成铺层后,需要进行压实处理。
具体操作步骤如下:1.压实:使用专用压实工具对铺好的铺层进行压实处理,确保铺层与叶片表面完全贴合,且压实力度要适中,不能过度压实。
2.晾晒:完成压实后,将处理好的叶片放置在通风的场地中自然晾晒,直至铺层完全干透。
四、检查完成铺层工序后,需要进行检查环节,确保叶片质量合格。
具体操作步骤如下:1.检查:对铺好铺层的叶片进行全面的检查,并根据设计要求进行相应的检测。
2.修正:如发现叶片铺层有问题,需要及时进行修正处理,并重新进行检查,确保叶片质量合格。
总之,风电叶片铺层工序是风电叶片制造中关键的环节之一。
只有在严格遵循设计要求的情况下,合理高效地进行叶片铺层,才能保证叶片质量过关,提高风电发电效率。
叶片设计流程
一.空气动力设计
1.确定风轮的几何和空气动力设计参数
2.选择翼型
3.确定叶片的最佳形状
4.计算风轮叶片的功率特性
5.如果需要可以对设计进行修改并重复步骤4,以找到制造
工艺约束下的最佳风轮设计。
6.计算在所有可遇尖速比下的风轮特性
对于每个尖速比可采用上面步骤4所述的方法,确定每个叶素的空气动力状态,由此确定整个风轮的性能。
7.风力机叶片三维效应分析
8.非定常空气动力现象
9.风力机叶片的动态失速
10.叶片动态入流
二.风机载荷计算
作为风力机设计和认证的重要依据,用于风力机的静强度和疲劳强度分析。
国际电工协会制定的IEC61400-1标准、德国船级社制定的GL 规范和丹麦制定的DS 472标准等对风力机的载荷进行了详细的规定。
2.1IEC61400-1 标准规定的载荷情况
2.2风机载荷计算
1计算模型
1)风模型
(1)正常风模型
(2)极端风模型
(3)三维湍流模型
2)风机模型
风机模型包括几何模型、空气动力学模型、传动系统动力学模型、控制系统闭环模型和运行状态监控模型等。
2风力机载荷特性
1)叶片上的载荷
(1)空气动力载荷
包括摆振方向的剪力Q yb和弯矩M xb、挥舞方向的剪力Q xb和弯矩M yb以及与变浆距力矩平衡的叶片俯仰力矩M zb。
可根据叶片空气动力设计步骤4中求得的叶素上法向力系数Cn和切向力系数Ct, 通过积分求出作用在叶片上的空气动力载荷。
(2)重力载荷
作用在叶片上的重力载荷对叶片产生的摆振方向弯矩,随叶片方位角的变化呈周期变化,是叶片的主要疲劳载荷。
(3)惯性载荷
(4)操纵载荷
2)轮毂上的载荷
3)主轴上的载荷
4)机舱上的载荷
5)偏航系统上的载荷
6)塔架上的载荷
三.风力机气动弹性
当风力机在自然风条件下运行时,作用在风力机上的空气动力、惯性力和弹性力等交变载荷会使结构产生变形和振动,影响风力机的正常运行甚至导致风力机损坏。
因此,在风力机的设计中必须考虑系统的稳定性和在外载作用下的动力响应,主要有①风力机气动弹性稳定性和动力响应②风力机机械传动系统的振动③风力机控制系统(包括偏航系统和变浆距系统等)的稳定性和动力响应④风力机系统的振动。
3.1风力机气动弹性现象
1.风力机叶片气动弹性稳定性问题
2.风力机系统振动和稳定性问题
3.2风力机气动弹性分析
目的是保证风力机在运行过程中不出现气动弹性不稳定。
主要的方法是特征值法和能量法。
特征值法是在求解弹性力学的基本方
程中,考虑作用在风力机叶片上的非定常空气动力,建立离散的描述风力机叶片气动弹性运动的微分方程。
采用Floquet理论求解,最后
稳定性判别归结为状态转移矩阵的特征值计算。
1.风力机气动弹性模型
1)结构模型
2)空气动力模型
2.风力机动力学方程
风力机动力学方程建立时,将风力机分为叶片、机舱和塔架三部分进行建模。
由于风力机运动的复杂性,可在非惯性坐标系中建立风力机动力学方程。
3.风力机气动弹性动力响应分析
4.风力机气动弹性稳定性分析
风力机气动弹性稳定性分析是在求解稳态动力响应之后进行的,并假设系统相对于稳态动力响应解具有小扰动。
系统初始摄动时间为零,并假设系统在弹性力惯性力和空气动力载荷的相互作用下自由运动。
因此,可以将风轮/机舱/塔架耦合系统动力学方程的解表示为稳态解和增量解。
四.风机空气动力试验
作为风机设计和研究的重要环节,除在风洞中进行试验外,还可以在风电场中进行试验。
4.1风洞试验
1.风洞试验要求
1)流场模拟
2)模型模拟
风机模型风洞试验时,风力机风轮模型要求满足下列相似准则。
1.几何相似
2.运动相似
3.动力相似
2.风洞试验项目
①风机风轮性能试验
目的是测量风轮功率系数、风轮轴向力(推力)系数和风轮转矩系数随风轮叶尖速比的变化曲线。
在不同风速和不同偏航角下测出风轮转矩M、风轮轴向力(推力)T和风轮转速n后,就能得到风力机风轮的功率特性、轴向力特性和转矩特性。
风轮转矩M和风轮轴向力(推力)T可以用测力传感器或应变天平进行测量,风轮转速n 可以用测速仪或测速传感器进行测量。
风洞试验时,为了得到准确的结果,要对风洞试验数据进行洞壁干扰修正,主要是阻塞效应的修正。
可以采用壁压信息矩阵法。
②风机风轮载荷试验
目的主要是测量叶片根部处挥舞方向和摆振方向的弯矩以及作用在风轮上的空气动力和力矩。
叶片根部弯矩可以用一台位于叶片和轮毂之间的二分量应变天平进行测量;叶片根部弯矩随叶片方位角变化,还要用角度传感器同步测量叶片的方位角。
风轮上的空气动力和力矩可以用一台位于风轮模型底座和塔架之间的六分量应变天平进行测量。
风洞试验数据要进行如下的处理和修正:
(1)风洞试验前后,对天平信号的零漂进行测量和修正。
(2)风洞试验时,在每个转速下采集风轮旋转5转的数据进行平均处理。
(3)六分量应变天平测量的数据要转换到风轮旋转中心为原点的体轴坐标系。
(4)对测力数据要进行洞壁干扰修正,修正方法一般可以采用“壁压信息矩阵法”。
③风力机叶片压力分布试验
目的是测量叶片不同剖面处的向压力分布,并将压力分布数据换算成叶片径向载荷分布、风轮轴向力(推力)系数和风轮功率系数等。
叶片上测压点所感受的压力可以用安装在风轮整流罩内,与轮毂连在一起的压力扫描阀装置(包括压力传感器)进行测量。
试验时,用安装在整流罩上的总压管所感受的来流总压作为参考压力;并选用2s时间使压力稳定,然后再对每个测压孔采集风轮旋转三周的数据,进行平均处理。
由于离心力对压力管内气体的作用,使叶片上的压力与安装在风轮旋转轴上的传感器所感受的压力之间有一定的差别,要进行离心力效应修正。
④风力机叶片流动显示试验
(1)叶片表面流动显示试验
目的主要是观察叶片表面的流动分离现象,还可以观察到叶片上的
三维流动和非定常流动现象等。
表面流动显示的方法一般采用丝线
法,通常沿叶片展向等距离布置20-30排丝线,每一排沿弦向等间
距布置10个丝线点。
试验时,
为拍摄流动图象,将摄像机固定在风轮传动轴上,将聚光灯安装在风轮浆毂上。
叶片表面流动随叶片方位角变化而变化,还要用角度传感器同步测量叶片方位角。
在进行图像分析时,通常,在进行静止叶片模型试验时,当丝线沿弦向不排列成行时,则可以判断流动是否发生了分离;在旋转叶片模型试验时,判据将包括一个估计丝线与弦线之间允许的最大傾角的准则。
(2)叶片空间流动显示试验
目的主要是观察叶片尖部的旋涡运动,一般采用烟流法。
⑤风力机尾流效应试验
⑥风力机叶片气动弹性稳定性试验
⑦风力机控制特性试验
5.2风场试验
风场试验时,用风力机实物在自然风况和带负荷的情况下进行长时间的测量,模拟真实。
一般,风场试验的场地选择在空旷开阔、地形比较平坦、风速风向比较稳定的地区,避免周围地形和障碍物的影响。
风场试验时,风力机的空气动力特性受外界环境的影响很大,需要对试验条件进行严格的控制,以测量到能
真实反映风力机空气动力特性的数据。
从风力机认证的角度,风力机风场试验的项目包括:气象参数测量、安全和功能试验、电能品质试验、功率特性试验、噪声试验和载荷试验;从风力机研发的角度,在风电场中还需要进行流场显示试验和压力分布试验
等。
1气象参数测量
2风力机功率特性测试
3 风力机噪声测试
4载荷测试
①叶片根部的挥舞弯矩和摆振弯矩;
②风轮的俯仰力矩、偏航力矩和转矩;
③塔架底部两个方向的弯矩和扭矩等。