基于电热防冰技术的风电叶片温度场有限元分析

玻璃钢/复合材料 ›› 2019, Vol. 0 ›› Issue (2): 63-68.

基于电热防冰技术的风电叶片温度场有限元分析

杨文涛, 蔡明, 严永军, 高康

株洲时代新材料科技股份有限公司,株洲412007

收稿日期:2018-05-08 出版日期:2019-02-25 发布日期:2019-02-28
作者简介:杨文涛(1979-),男,硕士,高级工程师,主要从事风电叶片新技术应用方面的研究,roger_ywt@126.com。
基金资助:
国家高技术产业发展项目计划(发改投资[2013]1029)

TEMPERATURE FIELD FEA OF WIND TURBINE BLADES BASED ON ELECTRIC HEATING ANTI-ICE TECHNOLOGY

YANG Wen-tao, CAI Ming, YAN Yong-jun, GAO Kang

Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd., Zhuzhou 412007, China

Received:2018-05-08 Online:2019-02-25 Published:2019-02-28

摘要/Abstract

摘要： 提出了研究叶片“防冰”技术的必要性,针对MW级风电叶片电热防冰技术建立了热力学模型,对复合材料叶片表面在不同碳布电加热功率密度下的稳态温度进行了计算,其结果验证了有限元仿真计算结果的精确度。对风场服役的2 MW机组叶片进行加热实验,结果表明,经过有限元温度场分析指导而设计的电热防冰系统在环境温度为-15 ℃的条件下可以使叶片加热区域360 s内整体同步达到防结冰状态。

关键词: 电热防冰, 风电叶片, 温度场, 有限元

Abstract: For wind-turbine and lives nearby, active anti-icing can avoid all kinds of risk caused by passive de-icing. So, based on the principle of electric heating method, a anti-ice thermodynamics computational model is established for MW wind turbine blades. The model is used to calculate the steady-state temperature of composite surface in different heating power density. The results show good agreements between the mathematical model and FEA. Then a blade electric heating system with accurate distribution of heating power density along the lengthwise direction, designed by means of FEA, is equipped in a 2 MW wind turbine. The tests in wind-farm show that, in -15 ℃ environment, the whole heating area of blades can reach 1 ℃ to anti-ice state in 360 s. This system could be applied to anti-icing of wind turbine blades.

Key words: electric anti-ice, wind turbine blade, thermo dynamics, finite element

中图分类号:

TB332

杨文涛, 蔡明, 严永军, 高康. 基于电热防冰技术的风电叶片温度场有限元分析[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019, 0(2): 63-68.

YANG Wen-tao, CAI Ming, YAN Yong-jun, GAO Kang. TEMPERATURE FIELD FEA OF WIND TURBINE BLADES BASED ON ELECTRIC HEATING ANTI-ICE TECHNOLOGY[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2019, 0(2): 63-68.

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