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基于多传热模型数值仿真的风电机组叶片气热防除冰性能强化
1
作者
刘忠德
周强
+5 位作者
雷和林
邬伟骏
吴江波
李杰
范必双
李波
《电力科学与技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期160-168,共9页
风电机组叶片结冰给风电场的运行安全和发电效益带来双重困扰,迫切需求对结冰较严重的风电机组进行除冰。气热除冰是一种叶片主动抗冰技术,热风热量通过导热—对流综合作用由叶片内表面向外表面传递,融化其上覆冰层。单纯从传热流程来看...
风电机组叶片结冰给风电场的运行安全和发电效益带来双重困扰,迫切需求对结冰较严重的风电机组进行除冰。气热除冰是一种叶片主动抗冰技术,热风热量通过导热—对流综合作用由叶片内表面向外表面传递,融化其上覆冰层。单纯从传热流程来看,气热除冰过程中的热对流和热传导流程并不十分复杂,可以通过系统实验和数值模拟2种方法研究其流动传热特性。然而,实验所需条件较为苛刻,实验成本也较高。针对此问题,基于k-ε湍流模型、速度—压力耦合算法及壁面函数等技术建立风机叶片内、外两侧流动与传热耦合模型,分析导热—对流综合作用下的气热防除冰效果,避免传统数值模型只考虑单侧流动与传热的分离式缺陷,能准确获取特定工况下叶片内腔速度场、温度场、压力场以及叶片外壁温度分布,为合理的除冰系统设计及运行控制提供技术指导。研究结果表明:在不同的送风风速下,叶片表面温度分布呈现两端高、中间低的趋势,且随着风速提升,温度不均衡现象得到了明显改善。当送风风速小于15 m/s时,叶片大部分区域表面温度低于0℃,送风风速增大到20 m/s时表面温度低于0℃区域面积显著减少。
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关键词
风电机组叶片抗冰
气热除冰
数值模拟
热分析
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职称材料
题名
基于多传热模型数值仿真的风电机组叶片气热防除冰性能强化
1
作者
刘忠德
周强
雷和林
邬伟骏
吴江波
李杰
范必双
李波
机构
国家电力投资集团江西吉安新能源有限公司
长沙理工大学电气与信息工程学院
国网湖南省
电力
公司
防灾减灾中心(电网输变电设备防灾减灾
国家
重点实验室)
出处
《电力科学与技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期160-168,共9页
基金
国家自然科学基金(52208094)。
文摘
风电机组叶片结冰给风电场的运行安全和发电效益带来双重困扰,迫切需求对结冰较严重的风电机组进行除冰。气热除冰是一种叶片主动抗冰技术,热风热量通过导热—对流综合作用由叶片内表面向外表面传递,融化其上覆冰层。单纯从传热流程来看,气热除冰过程中的热对流和热传导流程并不十分复杂,可以通过系统实验和数值模拟2种方法研究其流动传热特性。然而,实验所需条件较为苛刻,实验成本也较高。针对此问题,基于k-ε湍流模型、速度—压力耦合算法及壁面函数等技术建立风机叶片内、外两侧流动与传热耦合模型,分析导热—对流综合作用下的气热防除冰效果,避免传统数值模型只考虑单侧流动与传热的分离式缺陷,能准确获取特定工况下叶片内腔速度场、温度场、压力场以及叶片外壁温度分布,为合理的除冰系统设计及运行控制提供技术指导。研究结果表明:在不同的送风风速下,叶片表面温度分布呈现两端高、中间低的趋势,且随着风速提升,温度不均衡现象得到了明显改善。当送风风速小于15 m/s时,叶片大部分区域表面温度低于0℃,送风风速增大到20 m/s时表面温度低于0℃区域面积显著减少。
关键词
风电机组叶片抗冰
气热除冰
数值模拟
热分析
Keywords
anti-ice of wind turbine blades
air-heating de-icing
numerical simulation
thermal analysis
分类号
TM315 [电气工程—电机]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多传热模型数值仿真的风电机组叶片气热防除冰性能强化
刘忠德
周强
雷和林
邬伟骏
吴江波
李杰
范必双
李波
《电力科学与技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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