海上风机叶尖曲率对接闪器防雷性能影响研究

长期处于高湿多盐雾恶劣环境的海上风机更需要可靠的雷电防护,叶片接闪器是风机防雷保护的重要措施,研究叶片结构对叶片接闪器防雷性能的影响具有重要意义。本研究通过建立3 MW海上风机全尺寸计算模型,考虑盐雾环境的影响,基于有限元法计算了雷电下行先导恰好到达风机模型雷击距时叶片表面的电场强度,确定了接闪器表面附近场强最大处为预测雷击点,通过已有实验数据对比验证了该模型的有效性。在此基础上,设计了叶尖和叶身两种接闪方式下的叶尖几何形态,通过分析不同叶尖曲率对接闪器性能的影响,得到了叶尖结构对接闪器拦截性能的影响规律。研究结果表明:随着叶尖曲率半径在一定范围内增大,叶尖接闪器的接闪性能先降低再升高,而叶身接闪器的接闪性能先升高而后降低,因此评估不同布置方式接闪器的接闪性能时,需要考虑叶尖的结构特性。

航空发动机叶尖径向间隙静电监测方法

提出航空发动机叶尖径向间隙静电监测方法,分别对叶尖荷电在点电荷与电荷分布条件下的静电感应过程建立数学模型,得到感应电荷量与叶尖径向间隙值、叶尖周向位置及叶尖电荷分布的关系。设计并搭建叶尖径向间隙静电监测模拟实验台,提取时域特征参数并分析叶尖径向间隙值及叶尖局部曲率对静电水平的影响。数学模型计算结果表明:(1)感应电荷量与叶尖径向间隙及叶尖相对传感器的径向位置绝对值呈负相关;(2)感应电荷量与叶尖所带电荷量呈正相关,且与电荷密度分布有关;(3)感应电荷量与叶尖尺寸及传感器尺寸有关。实验结果表明静电信号方均根值和整流平均值与叶间径向间隙值呈负相关,与叶尖局部曲率呈正相关,其结果与理论模型相符。