作者：洛伦佐·巴提斯蒂
页数：289
出版社：机械工业出版社
出版日期：2022
ISBN：9787111693789
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
风电机组叶片的冰冻问题会影响叶片的空气动力学轮廓，引起风电机组的附加载荷与额外振动，降低叶片及机组的使用寿命，导致机组故障，影响风电场的发电量，甚至会造成风电机组局部破损或整体坍塌。可见，冰冻问题已成为制约冰冻地区风电市场开发建设的重要因素。 本书旨在解决在寒冷气候下风电机组运行的关键问题，着重阐述结冰机理，分析其影响，并介绍防治措施。主要内容包括寒冷气候对风电机组设计和运行的影响、风电机组结冰的机理、结冰过程、防冰系统和热除冰系统的设计等。本书包含了丰富且细致的科学分析以及与流体动力学和热力学有关的计算和实例，还给出了实用的分析模型和数值模型，用于计算结冰影响和设计评估。
本书特色
适读人群 ：风力发电设备工程师与研究人员，学生与教师本书对于我国有非常现实的意义：我国风能资源主要集中在气候寒冷的三北（东北、西北、华北）地区和湿度较大的东南沿海地区，其中云贵、两广、两湖、江浙等地区为我国风电发展较快的地区。低温潮湿的环境下，这些地区的风电机组叶片存在严重的冰冻问题，风电机组叶片的冰冻问题会影响叶片的空气动力学轮廓，引起风电机组的附加载荷与额外振动，降低叶片及机组的使用寿命，导致机组故障，影响风力发电场的发电量。风电机组叶片挂冰运转，将使风电机组的发电量减少10%-20%，使得许多在役机组发电量低于投资预期，造成低效资产。冰冻往往造成风力发电机组过载运行，甚至会造成风电机组局部破损或整体坍塌。由此可见，冰冻问题已成为制约冰冻地区风电市场开发建设的重要因素。 风电机组叶片的冰冻问题会影响叶片的空气动力学轮廓，引起风电机组的附加载荷与额外振动，降低叶片及机组的使用寿命，导致机组故障，影响风电场的发电量，甚至会造成风电机组局部破损或整体坍塌。可见，冰冻问题已成为制约冰冻地区风电市场开发建设的重要因素。 本书旨在解决在寒冷气候下风电机组运行的关键问题，着重阐述结冰机理，分析其影响，并介绍防治措施。主要内容包括寒冷气候对风电机组设计和运行的影响、风电机组结冰的机理、结冰过程、防冰系统和热除冰系统的设计等。本书包含了丰富且细致的科学分析以及与流体动力学和热力学有关的计算和实例，还给出了实用的分析模型和数值模型，用于计算结冰影响和设计评估。
目录
第1章寒冷气候对风电机组设计和运行的影响111引言1
12寒冷地区的风电机组3
121阿尔卑斯山地区的风电机组4
122潜在可开发区域5
13寒冷气候下风电机组的运行6
131大雨6
132雷击7
133寒冷气候辅助设备8
14山地区域风电机组的运行10
141高海拔的影响10
142山地环境的特点10
143风能资源11
144空气密度随海拔的变化16
145风机在不同空气密度下的功率和推力18
146非标准空气密度下的功率曲线20
147低空气密度的对策24
15覆冰期间风电机组的运行27
16海上结冰31
参考文献32
第2章风电机组结冰的相关特点3421结冰对风电机组的影响34
22风电机组上的覆冰生长37
23覆冰的前提条件40
24结冰过程相关参数43
25结冰事件的定义45
26结冰检测47
261机电系统48
262电子系统48
263光学系统48
264风机参数49
265噪声测量49
266叶片表面的热力学状态49
寒冷气候下的风电机组结冰影响与防治系统目录267加热和未加热风速计的读数差异50
268风机结冰检测系统综合评价50
269测量现场的结冰情况51
27冰冻气候下测风仪的运行情况54
28覆冰预测模型57
281短期覆冰预测57
282超短期覆冰预测60
283缺乏相关信息的场址覆冰风险评估61
29甩冰和结冰风险67
291场址参数72
292甩冰质量74
293脱离半径和方位角分布74
294阻力和升力分布76
295冰击事件76
296地面上的冰块76
210覆冰的经济风险81
211防冰系统盈亏平衡分析82
参考文献85
第3章覆冰叶片的气动性能8731翼型周围的流态87
32叶片翼型的空气动力学概述91
321对称翼型91
322非对称翼型91
33覆冰翼型的空气动力学概述92
34覆冰对气动性能的影响97
35数值模拟100
36航空领域的试验测试101
361识别覆冰的几何形状101
362拟合冰的真实几何形状107
37覆冰的类型和边界层107
371离散粗糙度108
372角状冰110
373顺流冰111
374翼向脊状冰112
375失速行为118
376平稳空气动力学，三维和旋转效应118
38覆冰对发电量的影响119
39覆冰对风机气动性能的影响123
391气动弹性模型124
392叶片覆冰的物理模型125
393物理模型敏感性分析128
39420年疲劳寿命评估128
310覆冰叶轮不平衡的简化分析133
参考文献135
第4章结冰过程13841冰的形成机理138
42结冰/防冰条件模拟139
43外部流场和温度场141
44表面润湿度建模143
441液滴撞击固定圆柱体146
442驻点撞击率的确定149
443粒子轨迹二维计算方法154
444固定圆柱体的求解157
445零攻角翼型前缘的撞击率161
446非零攻角和尺度效应的撞击率163
447示例165
448旋转翼型169
45质量守恒方程174
451基本质量流量分析175
452水膜连续性和破裂178
46冻结系数和Messinger模型180
47能量守恒方程181
471表面传热系数182
472长波辐射183
473短波辐射183
48问题的求解184
481情况A：结冰表面Tw482情况B：无冰表面Ts>0℃186
483叶片结冰实例187
49冰面的热流体动力学过程192
491表面微观物理学193
492一般结冰过程中的回流水动力学和扩展的Messinger模型193
参考文献198
第5章防冰系统20051引言200
52防冰系统评估流程203
53防冰系统概述与讨论206
54防冰系统分类206
541基于运行原理的防冰系统分类206
542机械防冰系统和热力防冰系统206
543其他防冰系统207
55基于持续时间的防冰系统分类208
56基于能量需求的防冰系统分类208
57防冰系统在风电机组中的应用208
571电加热防冰系统209
572管道内热空气循环加热系统 211
58管道内热空气防冰系统的设计217
581几何建模218
582热流体动力分析 218
583共轭传热分析219
584截水率221
585设计结果221
59防冰系统的能量效率229
510估算防冰所需功率的简化方法229
511防冰系统新技术238
5111机械防冰238
5112热力防冰239
5113低附着力涂层材料255
512海上防冰系统257
参考文献257参考阅读259物理量表267
