基于Matlab的风力机叶片表面结冰过程的研究

发布时间：2023-05-14 04:02

　　当风力机安装在寒冷地区时,风力机叶片会产生积雪和结冰等现象,影响风力机的性能,严重时可导致风力机的损毁,甚至发生事故。因此,研究风力机叶片的结冰规律、开发合理有效的防除冰方法十分重要。然而,叶片的防除冰需要消耗大量的能量,因此如何将防除冰的能耗降到最低,是设计防除冰装置,合理设置防除冰的切入时间的重要内容。 水平轴风力机叶片的结构是由两部分组成,一是前端的叶片翼型,另一个是末端的圆柱轮毂。因此研究风力机叶片结冰问题要同时研究叶片翼型和圆柱形结冰。同时还要在分析结冰规律的基础上,研究如何降低能耗、加强防除冰效果。 本研究主要包括两部分内容：一是风力机叶片翼型和圆柱在不同风速和不同迎风攻角的条件下的结冰的风洞试验研究。二是对试验结果采用Matlab进行结冰速率和加速度的分析,为找到最佳防除冰时刻提供参考。 实验选取了NACA0018和NACA7715两种翼型以及一种直径的圆柱为研究对象,在东北农业大学工程学院的低速风洞中进行了风洞实验,利用高速摄像拍摄了叶片和圆柱的结冰过程,并对结冰分布进行了分析,获得了不同翼型叶片和圆柱表面的结冰数据,利用matlab计算软件,将风洞试验中所获得的结冰数...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 前言
    1.1 风力机叶片结冰问题
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题研究目的及意义
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
2 相关理论
    2.1 结冰原理
    2.2 圆柱绕流
3 试验设备与方法
    3.1 叶片和圆柱
    3.2 试验风洞
    3.3 高速摄像系统
    3.4 风洞测试系统
    3.5 试验条件
4 叶片表面结冰过程的研究
    4.1 结冰生长面积
    4.2 NACA0018结冰生长分析
        4.2.1 NACA0018结冰U=3m/s生长速度、加速度分析
        4.2.2 NACA0018结冰U=6m/s生长速度、加速度分析
    4.3 NACA7715结冰分析
        4.3.1 NACA7715 U=3m/s结冰生长速度、加速度分析
        4.3.2 NACA7715 U=6m/s结冰生长速度、加速度分析
    4.4 叶片结冰对比分析
        4.4.1 NACA7715叶片结冰加速度对比分析
        4.4.2 NACA7715和NACA0018叶片结冰加速度对比分析
5 圆柱表面结冰过程的研究
    5.1 圆柱表面结冰分布与形状
    5.2 圆柱结冰增长
        5.2.1 迎风风速3m/s圆柱结冰分析
        5.2.2 迎风风速6m/s圆柱结冰分析
    5.3 圆柱风速3m/s和6m/s结冰加速度分析
6 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3817147