工程师研究的风力涡轮机叶片的除冰/除冰,以提高冬季电力生产

Evolution of icing on a model wind turbine blade.

来自爱荷华州的结冰风洞实验,这个图像显示结冰的演化模型上的风力涡轮机叶片,与雨凇在50,100,300〜600秒日益粗糙,粗糙。 大图。 回沪的形象礼貌。

爱荷华州艾姆斯 - 在回沪的沙巴体育官网的办公室里,你可以感受到究竟到什么机翼结冰。

因为他刚刚经历说明利用沙巴体育官网的结冰风洞,他的研究幻灯片卷起,胡锦涛拿起冰冷的飞机机翼,风力发电机叶片和电源线的3D打印输出。其中存在被认为是光滑的前缘和工程化以产生升力或旋随风弯曲和弧面,有颠簸和粗冰建筑起来就在前缘和后缘在所述顶部和所述翼型件的底部的疣。

他甚至不同类型的冰的车型:真正颠簸的东西是雨凇(相对温暖湿润的条件下,如冻雨下形成);越小,越细凸点霜冰(从机载,过冷水滴相对冷和干燥条件下形成的)。

Hui Hu with a model from 结冰风洞。

回沪从结冰风洞模型。 由Bob埃尔伯特照片。

“这种定量信息之前是不可用的,”胡锦涛说, 马丁℃。伊斯切克 教授 航天工程 在爱荷华州。 “我们已经学会了疏冰性涂料是非常小的表面修饰可以显着改变结冰物理学。”

在他的最新计划,胡锦涛将于在冰的形成风力涡轮机叶片甚至细看 - 以及如何防止或延缓形成冰。这项研究可以使上爱荷华州公用事业费的差异。

一项为期三年,$三〇三五八七起批 爱荷华州能源中心 将支持该项目。胡锦涛的研究团队包括linyue高,在明尼苏达州和爱荷华州前州博士生大学的博士后研究助理;加上海阳胡锦涛和ramsankar veerakumar,博士生在爱荷华州的航天工程。

它只是项目的胡脑子里想的时候就开始的那种 飞机结冰物理和防/除冰技术实验室 在爱荷华州七年前。

该实验室的核心是爱荷华州的 结冰风洞。风洞 可以产生温度下降到-13华氏度,气流速度高达每秒100米。气流携带来自直径为计的10至百万分之100的水滴。最近的一次升级将允许研究人员产生冰晶,研究它们如何,例如,可能会造成结冰的问题,因为他们在喷气发动机热冲击涡轮叶片。

一个高速数字图像投影系统和红外热成像相机捕获的冰形成于翼型件上的每一个细节 - 在那里形成,它是如何流动的,它如何影响前缘,它是如何减小升力和增加阻力。结冰风洞也有助于胡锦涛组测试防水涂料,可以减轻冰的形成 - 一些涂层是基于猪笼草的潮湿,油腻的表面上荷叶和他人的高低不平的表面结构。

实验室条件下,当然,并不总是反映在野外条件。所以,当胡锦涛未能获得许可来衡量爱荷华州的风力涡轮机冰,他用他的,允许学生采取冰冷的涡轮机的嗡嗡声录像沿山脊乡土中国的连接。

的图像,并测量得到的帮助量化对涡轮机叶片除冰如何减少功率生产。

“爱荷华州的冬天应该是风能收获的最佳季节,由于风资源丰富,增加空气密度随温度的降低,”胡和他的研究小组在他们的项目的说明中写道。 “然而,在涡轮机叶片上的积冰,发现以降低涡轮机的功率生产显著(即至多在关键部位结冰减少50%)。”

目前的技术需要一些由轮机产生的热涡轮机叶片的表面大量的功率。但消耗了大量的能源。

仅在诸如前缘和沿叶片的其余部分施加耐用,疏冰性涂层的叶片的小,关键部位最小化的加热:HU的组将研究的混合抗/除冰策略。

良好的测试结果可能提高电力生产和降低成本。

“而爱荷华州纳税人通常在冬季支付更高的电费,”研究人员写道,“该项目将导致一种新的抗/除冰策略,以提高电力生产在冬季爱荷华州的风力涡轮机,从而降低了爱荷华州的电费纳税人“。