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FlowChange動葉片設計師:如何通過葉尖小翼設計來增加風機發電量?

放大字體  縮小字體 發布日期:2018-10-19   來源:能見App  瀏覽次數:424
核心提示:小翼發電量的提升總結,我們可以看出來下風向的小翼運用這個技術表現更好,并且最大的功率提升達到了3.6%,而年發電量的提升達到了4.5%,那么我們未來又應當采取什么樣的做法呢,我們的下一步在哪里?2018年10月18日,FlowChange動葉片設計師、工程師Kees ckriede在“風能綜合技術研究”分論壇上發表了題為“通過葉尖小翼,增加風機發電量設計與分析”的主旨演講。
   小翼發電量的提升總結,我們可以看出來下風向的小翼運用這個技術表現更好,并且最大的功率提升達到了3.6%,而年發電量的提升達到了4.5%,那么我們未來又應當采取什么樣的做法呢,我們的下一步在哪里?2018年10月18日,FlowChange動葉片設計師、工程師Kees ckriede在“風能綜合技術研究”分論壇上發表了題為“通過葉尖小翼,增加風機發電量設計與分析”的主旨演講。
  
  
  以下為演講實錄:
  
  大家早上好,我叫Kees,葉片氣動設計師,我們在風能領域已經有8年的經驗,在這8年的時間我參與了葉片的整體設計,包括氣動設計,結構設計,還有生產方面的工作,我們整個公司2016年在荷蘭成立的,我們也研發了各種氣動的附加系統,增加現存葉片的性能,給大家舉一些例子,就是下面列出來的一些圖片,比如說像這一些小翼以及一系列的比如說精翼還有圓塊等等。那么今天我的主題是通過運用葉尖小翼來增加風機發電量,設計與分析,6兆瓦下風向風機是在荷蘭的風場,我們看待葉尖的供銷之前先讓大家來看一下,葉尖損失效應,我們可以看到整個輻流可以形成葉尖形成一個渦流,在整個夜會有很強大的,渦流。右側的圖表當中,我們看在右端葉尖的升力是有急劇的下降。我們安裝小翼之后,看葉尖渦流的情況,整個渦流的位置也有了轉移,再看一下我們整個升力分布,跟藍色的那一條,之前的升力分布做對比,就可以看到我們在最右端的升力的一個損失,其實是有所環節的。那么這一張圖我們可以更清楚的看到,提高葉尖流之后,我們葉尖升力的一個分布。剛剛提到了葉尖損失的效應,降低葉尖損失效應,增加功率系數,就能夠分析出來小翼對于增功的影響,正如這張圖所顯示的那樣,我們現在可以把有小翼的葉片跟普通的一個葉片來做一個對比,就得出了這張圖的情況,藍色的代表的是普通的葉尖,紅色帶有小翼的葉尖,可以增加葉片在低于額定風速運轉時發電量的變化。
  
  在我們的項目當中也使用了附加小翼的一個設計,就是在現場去為一些現有的葉片安裝小翼,我們可以看到兩張圖,那么我們在安裝小翼的時候,是不需要去對原有的葉尖去做任何更改的,旋長和厚度都是一樣的,在這里給大家列出了不同角度的一個圖片,側面的以及正面的,我們可以看到整個小翼是可以無縫的安裝在原有的葉尖上,并且它的形狀跟之前的葉尖的厚度是一樣的維持原來的形狀,增加了一定的葉片長度。我們做了一些葉片的模擬,比如說這個葉速動量,在這方面不太容易在模型中加入小翼,把葉尖損失效應考慮在內,才可以運用這樣的技術。用升力線法,我們可以在模型里面加入小翼效應,那么這也是對于我們翼形的系數改良有一定的作用。但是在這一個升力里面沒有考慮這個,有一個特殊流,進行大量的計算,耗時更長一些,另外一個介于幾者中間的方法,叫3D面元法,能夠解決潛在流的問題,以及把阻力的因素考慮在內。那么這是我們所做出的一些模擬的一個展示結果。
  
  下面著重介紹一下3D面元法的葉片模擬,我們可以看到整個輸入3D面元法的輪廓,和固定尾流數據,輸出可以得到葉片的表面速度,以及一個固定的尾流,跟阻力法來進行對比的話,我們可以看到在后續處理的過程當中,我們把阻力的因素,增加在內,就能夠得出一個最終解決方案,我們看到在圖表里面包括了升力也包括了阻力。右邊也是運用了2D翼形數據,這也加到了我們的3D面元法方案里面,所以通過這些模擬我們可以對小翼進行一些分析。翼的可變參數我們使用的是上風向,或者下風向的小翼參數。同時在扭角角方面我們看它的變化也不是很大只有兩到八度。尤其是在垂直小翼的扭角變化并不顯著。
  
  再來看一下分布的一個情況,我們可以看到傳統的葉尖安裝小翼的葉尖在壓力的變化,我們可以看到三個不同的點。ABC的三個點,右邊的這一側圖可以看出來整個壓力的變化。尤其是在葉尖處增加的壓力的一個變化情況,我們可以看到它的葉尖處的壓力,運用小翼是有提高的。
  
  這張圖表模擬的是四種不同風速情況下的一個功率的提升,我們就可以看出來整個小翼的增功結果,可以看出來至少效率的提升是在2%以上的,那么在下風向的風機功率提升達到了3.6%,而上風向的是3.1%,我們用1.7這個區別,下風響風機發電量提升了4.5。而上風向的風機提升了4.1??偨Y一下剛剛提到的內容,我們用的方法主要有兩個,第一就是3D面元法,以及工程阻力模型這兩個方法聯合在一起主要適合于我們小翼的一個分析。因為在短時間內可以考慮大量的參數并且它的準確性也是更高的。在最后看一下附加小翼發電量的提升總結,我們可以看出來下風向的小翼運用這個技術表現更好,并且最大的功率提升達到了3.6%,而年發電量的提升達到了4.5%,那么我們未來又應當采取什么樣的做法呢,我們的下一步在哪里?我們需要考慮我們需要進行一些額外的分析,就比如說它的載荷水平,它的小翼外形,以及流體力學的驗證等額外的分析,我們也同時需要考慮到其他的一些元素。那么基于這一些所有的額外分析,最終的設計就應該得到更進一步的驗證。那么下面需要做的就是要做一個,小翼圓形機設一個夾裝的機制,目的使它無縫融合到現有的葉尖當中,并且這個樣機應當生產出來在現場去使用,并且進行現場的一些安裝,謝謝大家。
  
  原標題:FlowChange動葉片設計師:如何通過葉尖小翼設計來增加風機發電量?
 
 

 

 
 
 
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