低溫環(huán)境所導(dǎo)致的葉片結(jié)冰問題

　　通過一些物體的損傷來探查結(jié)冰情況，比如氣動(dòng)桅桿的斷裂，輸電線的斷裂，雖然不能定量探測(cè)，至少也可以從這些方面知道嚴(yán)重結(jié)冰的情況。

　　3、應(yīng)對(duì)策略

　　在低溫環(huán)境運(yùn)行風(fēng)機(jī)可以選擇多重策略：第一個(gè)參數(shù)就是預(yù)期的結(jié)冰周期。如果一個(gè)地方?jīng)]有結(jié)冰記錄，則不用采取特殊策略；如果一個(gè)地方存在較少結(jié)冰的情況，比如結(jié)冰周期為一年中的幾天，則建議通過防結(jié)冰的方向標(biāo)和風(fēng)速儀結(jié)合溫度測(cè)量、功率曲線檢測(cè)等辦法，抑或是在每個(gè)風(fēng)場(chǎng)安裝一種結(jié)冰傳感器，等方式來探測(cè)結(jié)冰情況，在結(jié)冰周期內(nèi)要么調(diào)整控制繼續(xù)運(yùn)行，要么停機(jī)或空轉(zhuǎn)，這要取決于當(dāng)?shù)氐奈恢们闆r，例如是否接近路邊或可能受到潛在傷害的物體在附近。但需要清晰定義風(fēng)機(jī)在哪種條件下會(huì)從結(jié)冰工況重新啟動(dòng)，根據(jù)自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果或是人工目測(cè)判斷均可。

　　但對(duì)于長(zhǎng)期結(jié)冰，如結(jié)冰周期長(zhǎng)達(dá)幾周的地方，就推薦使用主動(dòng)防結(jié)冰系統(tǒng)或被動(dòng)除冰系統(tǒng)。葉片可能因?yàn)榻Y(jié)冰周期過長(zhǎng)而長(zhǎng)期停機(jī)，從而大量損失發(fā)電量。

　　風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，葉片在結(jié)冰工況旋轉(zhuǎn)會(huì)在其前緣轉(zhuǎn)捩點(diǎn)除聚積越來越多的冰層。隨著旋轉(zhuǎn)半徑的增加線速度也隨之增加，因此葉尖區(qū)域結(jié)冰要比其他部位相對(duì)嚴(yán)重，結(jié)冰量的多少與旋轉(zhuǎn)半徑近似成正比，如圖5所示。

　　圖5

　　結(jié)冰分成兩類，一類是霜冰，一類是純粹的結(jié)冰，但實(shí)際更多的情況是兩者混合的冰。已有文獻(xiàn)研究顯示，混合冰對(duì)葉片氣動(dòng)性能的影響更大，不僅降低氣動(dòng)升力也增大氣動(dòng)阻力。與圖6給出了一個(gè)運(yùn)行風(fēng)機(jī)的結(jié)冰葉片橫截面圖，其前緣有結(jié)冰。橫截面會(huì)因?yàn)榻Y(jié)冰導(dǎo)致弦長(zhǎng)增大。如果結(jié)冰弦長(zhǎng)增大到一定程度，會(huì)因?yàn)樽饔迷谏厦娴臍鈩?dòng)力而發(fā)生斷裂。然后再形成新的冰層，最后就會(huì)形成一個(gè)看起來有小鋸齒的粗糙葉片表面。圖6右圖，給出了風(fēng)機(jī)在低風(fēng)速下空轉(zhuǎn)的結(jié)冰情況。由于風(fēng)速低且轉(zhuǎn)速接近于0，冰層所受的氣動(dòng)力較小，而且沒有離心力的作用。由于冰層和葉片界面的剪切力較小，所以冰層就可以在前緣累積較多，如圖7所示。圖7的中間部分顯示了同一個(gè)風(fēng)機(jī)的三支葉片，葉尖大量堆積的雪，達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)在尖部區(qū)域被甩出，但甩出的程度各不相同，因此就出現(xiàn)了氣動(dòng)和質(zhì)量的不對(duì)稱問題。