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復(fù)合材料風(fēng)機葉片設(shè)計的關(guān)鍵因素解析

2010-06-11 來源:互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載 瀏覽數(shù):882

    目前,風(fēng)機葉片的設(shè)計和制造具有一定的經(jīng)濟效益,當代商業(yè)化轉(zhuǎn)子直徑在80-120米之間的風(fēng)機葉片幾乎沒有基礎(chǔ)性的限制問題,對于長度大于46米的風(fēng)機葉片來說最實質(zhì)性的限制是運輸費用大幅度的增加,對于長度大于61米的風(fēng)機葉片來說長距離的運輸幾乎是不可能的。 
    在葉片的制造上,出于對環(huán)境保護方面考慮,具有較強揮發(fā)性氣體的加工方法將會被禁止使用。例如風(fēng)能行業(yè)一直使用的澆鑄型樹脂浸漬增強材料的加工方法。大型風(fēng)機葉片制造另一個要關(guān)心的問題是粘結(jié)復(fù)合物,隨著葉片尺寸的增加,很自然地會考慮到固定與接合處的縫隙也隨之增加。然而,用于粘結(jié)比較小的風(fēng)機葉片的粘接材料,其性能不會隨逐漸增大的縫隙尺寸而等效增加。隨著尺寸公差的降低,大型風(fēng)機葉片的加工和生產(chǎn)費用會快速的增加。因此,需要持續(xù)改良粘接復(fù)合物的性能,需要粘接復(fù)合物有合適的粘性以及期望的強度和彈性,從而達到需要的靜態(tài)和疲勞強度。
    對于使用傳統(tǒng)原材料和傳統(tǒng)設(shè)計方法的大型風(fēng)機葉片來說,重力荷載是需要考慮的因素之一,但并不是絕對限制因素。但是能夠降低葉片重量的原材料和設(shè)計方法更適合于大型風(fēng)機葉片。
    風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計的另一個問題是在給定的功率情況下使用更大的轉(zhuǎn)子。比功率(specific rating)是指額定功率與掃風(fēng)面積之比,通常風(fēng)力發(fā)電機的比功率是0.44千瓦每平方米,但較小的比功率更適合中低風(fēng)速地區(qū)。當比功率降低時,葉片硬度和相關(guān)的葉尖偏差就成了設(shè)計具有經(jīng)濟效益的風(fēng)機葉片的關(guān)鍵因素。

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