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艾爾姆風(fēng)能開(kāi)創(chuàng)性風(fēng)洞測(cè)試，提升葉片性能

2023-10-18 來(lái)源：作為 40 多年的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片專(zhuān)家，艾爾姆知道如何設(shè)計(jì)和制瀏覽數(shù)：895

作為 40 多年的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片專(zhuān)家，艾爾姆知道如何設(shè)計(jì)和制造高質(zhì)量的葉片，提高葉片性能的同時(shí)最大限度地減少風(fēng)機(jī)的負(fù)載；我們制造的葉片范圍從 10 多米到超過(guò) 100 米。

“艾爾姆風(fēng)能開(kāi)創(chuàng)性風(fēng)洞測(cè)試中心是工程精度與空氣動(dòng)力學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的完美結(jié)合。我們的風(fēng)洞旨在捕捉最詳細(xì)的流動(dòng)特征，為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、研究和性能驗(yàn)證提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”

作為 40 多年的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片專(zhuān)家，艾爾姆知道如何設(shè)計(jì)和制造高質(zhì)量的葉片，提高葉片性能的同時(shí)最大限度地減少風(fēng)機(jī)的負(fù)載；我們制造的葉片范圍從 10 多米到超過(guò) 100 米。

葉片的測(cè)試和驗(yàn)證對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)的高效、安全運(yùn)行也是至關(guān)重要，我們擁有全方位的測(cè)試能力來(lái)確保葉片質(zhì)量。這包括：

?風(fēng)洞

?靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)施

?雨水侵蝕測(cè)試

?防雷測(cè)試

?結(jié)構(gòu)測(cè)試

?葉片疲勞測(cè)試

空氣動(dòng)力學(xué)不僅在葉片的可靠性方面發(fā)揮著重要作用，而且促使葉片每次旋轉(zhuǎn)過(guò)程中最大限度地從風(fēng)中捕獲能量。為了確保這一點(diǎn)，我們的葉片在測(cè)試中心接受了各種測(cè)試，其中包括雨水侵蝕實(shí)驗(yàn)、全尺寸測(cè)試和風(fēng)洞測(cè)試。

01、世界上第一個(gè)用于葉片測(cè)試的風(fēng)洞

較長(zhǎng)的葉片可以捕獲更多的能量，但也有其自身的一系列設(shè)計(jì)和性能挑戰(zhàn)。當(dāng)葉片長(zhǎng)度超過(guò)100米時(shí)，旋轉(zhuǎn)葉片上產(chǎn)生的壓力是巨大的——相當(dāng)于十輛中型卡車(chē)！在強(qiáng)風(fēng)中，葉片在每個(gè)方向上可彎曲多達(dá) 8 米，因此需要仔細(xì)控制轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的振動(dòng)。

這就是我們的空氣動(dòng)力學(xué)專(zhuān)家發(fā)揮作用的地方。通過(guò)廣泛的風(fēng)洞測(cè)試來(lái)改善風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的空氣動(dòng)力學(xué)的雄心壯志促使艾爾姆從零開(kāi)始建造一個(gè)風(fēng)洞。該設(shè)施位于丹麥倫德斯科夫的測(cè)試和驗(yàn)證中心，于 2006 年落成，是世界上第一個(gè)為研究和測(cè)試轉(zhuǎn)子葉片空氣動(dòng)力學(xué)特性而定制設(shè)計(jì)的風(fēng)洞。風(fēng)洞隧道長(zhǎng)7.00 m，寬1.35 m，高2.70 m，最大風(fēng)速可達(dá)380 kms/hr或105 m/s。隧道內(nèi)內(nèi)置的冷卻系統(tǒng)可在高風(fēng)速下消除多余的熱量。

02、優(yōu)化性能和設(shè)計(jì)

在風(fēng)洞中，專(zhuān)家可以準(zhǔn)確定義葉片在不同條件下的反應(yīng)。利用這些數(shù)據(jù)，艾爾姆的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)仔細(xì)調(diào)整葉片輪廓，以最大限度地減少扭轉(zhuǎn)、彎曲和振動(dòng)，使他們能夠開(kāi)發(fā)出更長(zhǎng)的葉片，從而為客戶(hù)帶來(lái)安全性、效率并產(chǎn)生更多的能量。

我們測(cè)試翼型形狀及渦流發(fā)生器、襟翼、鋸齒等附加組件，附件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化涉及幾個(gè)額外的變量和參數(shù)，例如幾何細(xì)節(jié)、尺寸、位置和間距，這些都會(huì)影響性能。在解決幾何細(xì)節(jié)或流動(dòng)復(fù)雜性問(wèn)題時(shí)，數(shù)值預(yù)測(cè)通常會(huì)變得非常昂貴或不準(zhǔn)確，因此風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)通常是唯一的選擇。

除了了解最佳翼型形狀和附加組件的性能之外，各種現(xiàn)實(shí)條件的敏感性也非常關(guān)鍵，這些包括幾何偏差、表面粗糙度、葉片前緣污染或侵蝕。有些影響很難預(yù)測(cè)，特別是存在綜合影響的情況下，風(fēng)洞測(cè)試可能也是唯一的選擇。

03、可靠性測(cè)試

隨著定制翼型在特定風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片上運(yùn)行的趨勢(shì)的出現(xiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的需求日益增加。新葉片的持續(xù)優(yōu)化是為了提高效率，并消除現(xiàn)有和新風(fēng)機(jī)平臺(tái)葉片長(zhǎng)度發(fā)展的障礙。

為了測(cè)試葉片的可靠性，我們檢測(cè)空氣動(dòng)力學(xué)特性并嘗試不同的解決方案來(lái)主動(dòng)控制葉片上的負(fù)載。通過(guò)先進(jìn)的數(shù)值模擬，我們完成了空氣力學(xué)設(shè)計(jì)，并在風(fēng)洞中進(jìn)行了驗(yàn)證。

此外，我們是唯一一家擁有自己的風(fēng)洞和內(nèi)部測(cè)試中心以進(jìn)行全尺寸葉片測(cè)試的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片制造商。這為我們提供了最高水平的靈活性，可以每天進(jìn)行葉片測(cè)試，這與其他公司相比是一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)，并有助于我們更快地將葉片交付給客戶(hù)。

04、風(fēng)電行業(yè)的知識(shí)中心

客戶(hù)越來(lái)越多地使用我們的風(fēng)洞來(lái)測(cè)試其內(nèi)部設(shè)計(jì)的專(zhuān)有翼型。執(zhí)行速度、測(cè)量質(zhì)量、有競(jìng)爭(zhēng)力的成本、技術(shù)知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師和技術(shù)人員正在為我們的客戶(hù)增加價(jià)值。

05、接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么？

風(fēng)洞即將面臨的挑戰(zhàn)之一是進(jìn)行高精度實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量翼型產(chǎn)生的聲級(jí)。這意味著新的技能、測(cè)量技術(shù)以及將當(dāng)前的風(fēng)洞轉(zhuǎn)變?yōu)榈吐暭?jí)氣動(dòng)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

此外，預(yù)計(jì)風(fēng)洞很快將進(jìn)行重大升級(jí)。測(cè)量系統(tǒng)，包括傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將進(jìn)行升級(jí)。將安裝一組新的傳統(tǒng)攝像機(jī)和紅外攝像機(jī)，以便更好地可視化流動(dòng)特征。

一致性是關(guān)鍵：

艾爾姆風(fēng)洞的多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明了一致性的重要性，即能夠進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，并保證重復(fù)測(cè)試的條件相似，并基于此獲得良好的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。一致性來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化的測(cè)試和后處理，也來(lái)自熟練且經(jīng)驗(yàn)豐富的風(fēng)洞技術(shù)人員執(zhí)行的手動(dòng)工作。