寒冷氣候下的風電機組結冰影響與防治系統(tǒng)
定 價:139 元
叢書名:新能源開發(fā)與利用叢書
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- 作者:[意]洛倫佐·巴提斯蒂(Lorenzo Battisti)
- 出版時間:2022/2/1
- ISBN:9787111693789
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TM315
- 頁碼:289
- 紙張:
- 版次:
- 開本:16開
風電機組葉片的冰凍問題會影響葉片的空氣動力學輪廓,引起風電機組的附加載荷與額外振動,降低葉片及機組的使用壽命,導致機組故障,影響風電場的發(fā)電量,甚至會造成風電機組局部破損或整體坍塌?梢,冰凍問題已成為制約冰凍地區(qū)風電市場開發(fā)建設的重要因素。
本書旨在解決在寒冷氣候下風電機組運行的關鍵問題,著重闡述結冰機理,分析其影響,并介紹防治措施。主要內容包括寒冷氣候對風電機組設計和運行的影響、風電機組結冰的機理、結冰過程、防冰系統(tǒng)和熱除冰系統(tǒng)的設計等。本書包含了豐富且細致的科學分析以及與流體動力學和熱力學有關的計算和實例,還給出了實用的分析模型和數值模型,用于計算結冰影響和設計評估。
第1章寒冷氣候對風電機組設計和運行的影響111引言1
12寒冷地區(qū)的風電機組3
121阿爾卑斯山地區(qū)的風電機組4
122潛在可開發(fā)區(qū)域5
13寒冷氣候下風電機組的運行6
131大雨6
132雷擊7
133寒冷氣候輔助設備8
14山地區(qū)域風電機組的運行10
141高海拔的影響10
142山地環(huán)境的特點10
143風能資源11
144空氣密度隨海拔的變化16
145風機在不同空氣密度下的功率和推力18
146非標準空氣密度下的功率曲線20
147低空氣密度的對策24
15覆冰期間風電機組的運行27
16海上結冰31
參考文獻32
第2章風電機組結冰的相關特點3421結冰對風電機組的影響34
22風電機組上的覆冰生長37
23覆冰的前提條件40
24結冰過程相關參數43
25結冰事件的定義45
26結冰檢測47
261機電系統(tǒng)48
262電子系統(tǒng)48
263光學系統(tǒng)48
264風機參數49
265噪聲測量49
266葉片表面的熱力學狀態(tài)49
寒冷氣候下的風電機組結冰影響與防治系統(tǒng)目錄267加熱和未加熱風速計的讀數差異50
268風機結冰檢測系統(tǒng)綜合評價50
269測量現場的結冰情況51
27冰凍氣候下測風儀的運行情況54
28覆冰預測模型57
281短期覆冰預測57
282超短期覆冰預測60
283缺乏相關信息的場址覆冰風險評估61
29甩冰和結冰風險67
291場址參數72
292甩冰質量74
293脫離半徑和方位角分布74
294阻力和升力分布76
295冰擊事件76
296地面上的冰塊76
210覆冰的經濟風險81
211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8731翼型周圍的流態(tài)87
32葉片翼型的空氣動力學概述91
321對稱翼型91
322非對稱翼型91
33覆冰翼型的空氣動力學概述92
34覆冰對氣動性能的影響97
35數值模擬100
36航空領域的試驗測試101
361識別覆冰的幾何形狀101
362擬合冰的真實幾何形狀107
37覆冰的類型和邊界層107
371離散粗糙度108
372角狀冰110
373順流冰111
374翼向脊狀冰112
375失速行為118
376平穩(wěn)空氣動力學,三維和旋轉效應118
38覆冰對發(fā)電量的影響119
39覆冰對風機氣動性能的影響123
391氣動彈性模型124
392葉片覆冰的物理模型125
393物理模型敏感性分析128
39420年疲勞壽命評估128
310覆冰葉輪不平衡的簡化分析133
參考文獻135
第4章結冰過程13841冰的形成機理138
42結冰/防冰條件模擬139
43外部流場和溫度場141
44表面潤濕度建模143
441液滴撞擊固定圓柱體146
442駐點撞擊率的確定149
443粒子軌跡二維計算方法154
444固定圓柱體的求解157
445零攻角翼型前緣的撞擊率161
446非零攻角和尺度效應的撞擊率163
447示例165
448旋轉翼型169
45質量守恒方程174
451基本質量流量分析175
452水膜連續(xù)性和破裂178
46凍結系數和Messinger模型180
47能量守恒方程181
471表面?zhèn)鳠嵯禂?82
472長波輻射183
473短波輻射183
48問題的求解184
481情況A:結冰表面Tw482情況B:無冰表面Ts>0℃186
483葉片結冰實例187
49冰面的熱流體動力學過程192
491表面微觀物理學193
492一般結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)20051引言200
52防冰系統(tǒng)評估流程203
53防冰系統(tǒng)概述與討論206
54防冰系統(tǒng)分類206
541基于運行原理的防冰系統(tǒng)分類206
542機械防冰系統(tǒng)和熱力防冰系統(tǒng)206
543其他防冰系統(tǒng)207
55基于持續(xù)時間的防冰系統(tǒng)分類208
56基于能量需求的防冰系統(tǒng)分類208
57防冰系統(tǒng)在風電機組中的應用208
571電加熱防冰系統(tǒng)209
572管道內熱空氣循環(huán)加熱系統(tǒng) 211
58管道內熱空氣防冰系統(tǒng)的設計217
581幾何建模218
582熱流體動力分析 218
583共軛傳熱分析219
584截水率221
585設計結果221
59防冰系統(tǒng)的能量效率229
510估算防冰所需功率的簡化方法229
511防冰系統(tǒng)新技術238
5111機械防冰238
5112熱力防冰239
5113低附著力涂層材料255
512海上防冰系統(tǒng)257
參考文獻257參考閱讀259物理量表267