寒冷氣候下的風電機組結(jié)冰影響與防治系統(tǒng)

第1章寒冷氣候?qū)︼L電機組設計和運行的影響111引言1
12寒冷地區(qū)的風電機組3
121阿爾卑斯山地區(qū)的風電機組4
122潛在可開發(fā)區(qū)域5
13寒冷氣候下風電機組的運行6
131大雨6
132雷擊7
133寒冷氣候輔助設備8
14山地區(qū)域風電機組的運行10
141高海拔的影響10
142山地環(huán)境的特點10
143風能資源11
144空氣密度隨海拔的變化16
145風機在不同空氣密度下的功率和推力18
146非標準空氣密度下的功率曲線20
147低空氣密度的對策24
15覆冰期間風電機組的運行27
16海上結(jié)冰31
參考文獻32
第2章風電機組結(jié)冰的相關特點3421結(jié)冰對風電機組的影響34
22風電機組上的覆冰生長37
23覆冰的前提條件40
24結(jié)冰過程相關參數(shù)43
25結(jié)冰事件的定義45
26結(jié)冰檢測47
261機電系統(tǒng)48
262電子系統(tǒng)48
263光學系統(tǒng)48
264風機參數(shù)49
265噪聲測量49
266葉片表面的熱力學狀態(tài)49
寒冷氣候下的風電機組結(jié)冰影響與防治系統(tǒng)目錄267加熱和未加熱風速計的讀數(shù)差異50
268風機結(jié)冰檢測系統(tǒng)綜合評價50
269測量現(xiàn)場的結(jié)冰情況51
27冰凍氣候下測風儀的運行情況54
28覆冰預測模型57
281短期覆冰預測57
282超短期覆冰預測60
283缺乏相關信息的場址覆冰風險評估61
29甩冰和結(jié)冰風險67
291場址參數(shù)72
292甩冰質(zhì)量74
293脫離半徑和方位角分布74
294阻力和升力分布76
295冰擊事件76
296地面上的冰塊76
210覆冰的經(jīng)濟風險81
211防冰系統(tǒng)盈虧平衡分析82
參考文獻85
第3章覆冰葉片的氣動性能8731翼型周圍的流態(tài)87
32葉片翼型的空氣動力學概述91
321對稱翼型91
322非對稱翼型91
33覆冰翼型的空氣動力學概述92
34覆冰對氣動性能的影響97
35數(shù)值模擬100
36航空領域的試驗測試101
361識別覆冰的幾何形狀101
362擬合冰的真實幾何形狀107
37覆冰的類型和邊界層107
371離散粗糙度108
372角狀冰110
373順流冰111
374翼向脊狀冰112
375失速行為118
376平穩(wěn)空氣動力學，三維和旋轉(zhuǎn)效應118
38覆冰對發(fā)電量的影響119
39覆冰對風機氣動性能的影響123
391氣動彈性模型124
392葉片覆冰的物理模型125
393物理模型敏感性分析128
39420年疲勞壽命評估128
310覆冰葉輪不平衡的簡化分析133
參考文獻135
第4章結(jié)冰過程13841冰的形成機理138
42結(jié)冰/防冰條件模擬139
43外部流場和溫度場141
44表面潤濕度建模143
441液滴撞擊固定圓柱體146
442駐點撞擊率的確定149
443粒子軌跡二維計算方法154
444固定圓柱體的求解157
445零攻角翼型前緣的撞擊率161
446非零攻角和尺度效應的撞擊率163
447示例165
448旋轉(zhuǎn)翼型169
45質(zhì)量守恒方程174
451基本質(zhì)量流量分析175
452水膜連續(xù)性和破裂178
46凍結(jié)系數(shù)和Messinger模型180
47能量守恒方程181
471表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)182
472長波輻射183
473短波輻射183
48問題的求解184
481情況A：結(jié)冰表面Tw482情況B：無冰表面Ts>0℃186
483葉片結(jié)冰實例187
49冰面的熱流體動力學過程192
491表面微觀物理學193
492一般結(jié)冰過程中的回流水動力學和擴展的Messinger模型193
參考文獻198
第5章防冰系統(tǒng)20051引言200
52防冰系統(tǒng)評估流程203
53防冰系統(tǒng)概述與討論206
54防冰系統(tǒng)分類206
541基于運行原理的防冰系統(tǒng)分類206
542機械防冰系統(tǒng)和熱力防冰系統(tǒng)206
543其他防冰系統(tǒng)207
55基于持續(xù)時間的防冰系統(tǒng)分類208
56基于能量需求的防冰系統(tǒng)分類208
57防冰系統(tǒng)在風電機組中的應用208
571電加熱防冰系統(tǒng)209
572管道內(nèi)熱空氣循環(huán)加熱系統(tǒng) 211
58管道內(nèi)熱空氣防冰系統(tǒng)的設計217
581幾何建模218
582熱流體動力分析 218
583共軛傳熱分析219
584截水率221
585設計結(jié)果221
59防冰系統(tǒng)的能量效率229
510估算防冰所需功率的簡化方法229
511防冰系統(tǒng)新技術238
5111機械防冰238
5112熱力防冰239
5113低附著力涂層材料255
512海上防冰系統(tǒng)257
參考文獻257參考閱讀259物理量表267