风机叶片材料 设计与简介
风机叶片材料、设计与工艺简介
核心提示：复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的性能，并要具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。因此，叶片的材料、设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。
复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的性能，并要具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。因此，叶片的材料、设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。影响风机叶片相关性能的因素主要有原材料、风机叶片设计及叶片的制造工艺三种。
一风机叶片的原料
目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E－玻璃纤维、S－玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。
对于同一种基体树脂来讲，采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。但是，碳纤维的价格目前是玻璃纤维的10左右。由于价格的因素，目前的叶片制造采用的增强材料主要以玻璃纤维为主。随着叶片长度不断增加，叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求，玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐出现性能方面的不足。为了保证叶片能够安全的承担风温度等外界载荷，风机叶片可以采用玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料结构，尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位，则使用碳纤维作为增强材料。这样，不仅可以提高叶片的承载能力，由于碳纤维具有导电性，也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。
风电机组在工作过程中，风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界的作用。为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能，必须对树脂基体系统进行精心设计和改进，采用性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂，改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能，提高叶片的承载能力，扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。同时，为了提高复合材料叶片在恶劣工作环境中长期使用性能，可以采用耐紫外线辐射的新型环氧树脂系统。
二风机叶片的设技
以最小的叶片重量获得最大的叶片面积，使得叶片具有更高的捕风能力，叶片的优化设计显得十分重要，尤其是符合空气动力学要求的大型复合材料叶片的最佳外形设计和结构优化设计的重要性尤为突出，它是实现叶片的材料/工艺有效结合的软件支撑。另外，计算机
仿真技术的应用也使得叶片的结构与层合板设计更加细化，有力的支持了最佳工艺参数的确定。
早在1920年，德国的物理学家Albert Betz 就对风力发电叶片进行过详细的计算。基于当时的计算条件和对风力发电叶片的认识，Betz 在叶片计算时采用了一些假设条件。随着计算机技术发展，计算手段的显著提高，风力发电技术的快速发展，人们对风力发电叶片的认识和理解也在逐渐深入。尤其是近十年来，经过研究人员对风力发电叶片进行的多次现场载荷、声音和动力测量以后，发现叶片的理论预测值与实际记录值有较大的偏离。这可能是由于过多的相信了风洞实验，而对叶片服役期间可能遇到的较强动态环境和湍流条件考虑不足造成的。因此，一些相关人员对当时的叶片计算采用假设条件提出了质疑。
流体动力学计算和软件的改进使得研究人员能够更精确的模拟叶片实际的受力状态。在此基础上，进一步改善叶片的空气动力学特征，即使叶片在旋转速度降低5％的情况下，捕风能力仍可以提高5％；随着叶片旋转速度的降低，叶片运行的噪音大约可以降低3dB。同时，较低的叶片旋转速度要求的运行载荷也较低，旋转直径可以相应的增加。在此项研究的基础上，德国的Enercon 公司将风力发电机的旋转直径由30米增加到33米，复合材料叶片也随着相应的增加。由于叶片长度的增加，叶片转动时扫过的面积增大，捕风能力大约提高25％。
Enercon 公司还对33米叶片进行了空气动力实验，经过精确的测定，叶片的实际气动效率为56％，比按照Betz 计算的最大气动效率低约3～4个百分点。为此，该公司对大型叶片外形型面和结构都进行了必要的改进：包括为了抑制生成扰流和旋涡，在叶片端部安装“小翼”；为改善和提高涡轮发电机主舱附近的捕风能力，对叶片根茎进行重新改进，缩小叶片的外形截面，增加叶径长度；对叶片顶部和根部之间的型面进行优化设计。在此基础上，Enercon 公司开发出旋转直径71米的2MW 风力发电机组，改进后叶片根部的捕风能力得异提高。
Enercon 公司在4.5MW风力发电机设计中继续采用此项技术，旋转直径为112米的叶片端部仍安装的倾斜“小翼”，使得叶片单片的运行噪音小于3个叶片(旋转直径为66米)运行使产生的噪音。
丹麦的LM公司在61.5米复合材料叶片样机的设计中对其叶片根部固定进行了改进，尤其是固定螺栓与螺栓空周围区域。这样，在保持现有根部直径的情况下，能够支撑的叶片长度可比改进前增加20％。另外，LM公司的叶片预弯曲专有技术也可以进一步降低叶片重量和提高产能。
三风机叶片的制造工艺
随着风力发电机功率的不断提高，安装发电机的塔座和捕捉风能的复合材料叶片做的越来越大。为了保证发电机运行平稳和塔座安全，不仅要求叶片的质量轻也要求叶片的质量分布必须均匀、外形尺寸精度控制准确、长期使用性能可靠。若要满足上述要求，需要相应的成型工艺来保证。
传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺（Hand Lay-up）制造。手糊工艺的主要特点在于手工操作、开模成型（成型工艺中树脂和增强纤维需完全暴露于操作者和环境中）、生产效率低以及树脂固化程度（树脂的化学反应程度）往往偏低，适合产品批量较小、质量均匀性要求较低复合材料制品的生产。因此手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大，生产效率低和产品的而且产品质量均匀性波动较大，产品的动静平衡保证性差，废品率较高。特别是对高性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片，还往往需要粘接等二次加工，粘接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。手糊工艺制造的风力发电机叶片在使用过程中出现问题往往是由于工艺过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。此外，手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放，有一定的环境污染问题。因此，目前国外的高质量复合材料风机叶片往往采用RIM、RTM、缠绕及预浸料/热压工艺制造。其中RIM工艺投资较大，适宜中小尺寸风机叶片的大批量生产（>50,000片/年）；RTM工艺适宜中小尺寸风机叶片的中等批量生产（5,000-30,000片/年）；缠绕及预浸料/热压工艺适宜大型风机叶片批量生产。
RTM工艺主要原理为首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统以保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具有加热系统可进行加热固化而成型复合材料构件。其主要特点有：
闭模成型，产品尺寸和外型精度高，适合成型高质量的复合材料整体构件（整个叶片一次成型）；
初期投资小(与SMC及RIM相比)；
制品表面光洁度高；
成型效率高（与手糊工艺相比），适合成型年产20，000件左右的复合材料制品；
环境污染小(有机挥发份小于50ppm，是唯一符合国际环保要求的复合材料成型工艺)。
由此可看出，RTM工艺属于半机械化的复合材料成型工艺，工人只需将设计好的干纤维预成型体放到模具中并合模，随后的工艺则完全靠模具和注射系统来完成和保证，没有任何树脂的暴露，并因而对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺并可有效地控制产品质
量。RTM工艺采用闭模成型工艺，特别适宜一次成型整体的风力发电机叶片（纤维、夹芯和接头等可一次模腔中共成型），而无需二次粘接。与手糊工艺相比，不但节约了粘接工艺的各种工装设备，而且节约了工作时间，提高了生产效率，降低了生产成本。同时由于采用了低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺，大大提高了复合材料质量和生产效率。RTM 工艺生产较少的依赖工人的技术水平，工艺质量仅仅依赖确定好的工艺参数，产品质量易于保证，产品的废品率低于手糊工艺。
RTM工艺与手糊工艺的区别还在于，RTM工艺的技术含量高于手糊工艺。无论是模具设计和制造、增强材料的设计和铺放、树脂类型的选择与改性、工艺参数（如注射压力、温度、树脂粘度等）的确定与实施，都需要在产品生产前通过计算机模拟分析和实验验证来确定，从而有效保证质量的一致性。这对生产风力发电机叶片这样的动部件十分重要。
风机叶片材料 设计与简介
风机叶片材料、设计与工艺简介 核心提示：复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的性能，并要具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。因此，叶片的材料、设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。 复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的性能，并要具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。因此，叶片的材料、设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。影响风机叶片相关性能的因素主要有原材料、风机叶片设计及叶片的制造工艺三种。 一风机叶片的原料 目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E－玻璃纤维、S－玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。 对于同一种基体树脂来讲，采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。但是，碳纤维的价格目前是玻璃纤维的10左右。由于价格的因素，目前的叶片制造采用的增强材料主要以玻璃纤维为主。随着叶片长度不断增加，叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求，玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐出现性能方面的不足。为了保证叶片能够安全的承担风温度等外界载荷，风机叶片可以采用玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料结构，尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位，则使用碳纤维作为增强材料。这样，不仅可以提高叶片的承载能力，由于碳纤维具有导电性，也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。 风电机组在工作过程中，风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界的作用。为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能，必须对树脂基体系统进行精心设计和改进，采用性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂，改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能，提高叶片的承载能力，扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。同时，为了提高复合材料叶片在恶劣工作环境中长期使用性能，可以采用耐紫外线辐射的新型环氧树脂系统。 二风机叶片的设技 以最小的叶片重量获得最大的叶片面积，使得叶片具有更高的捕风能力，叶片的优化设计显得十分重要，尤其是符合空气动力学要求的大型复合材料叶片的最佳外形设计和结构优化设计的重要性尤为突出，它是实现叶片的材料/工艺有效结合的软件支撑。另外，计算机
动叶可调式轴流风机动叶调节基本知识图
动叶可调式轴流风机动叶调节原理图 改变动叶安装角是通过动叶调节机构来执行的，它包括液压调节装置和传动机构。液压缸内的活塞由轴套及活塞轴的凸肩被轴向定位的，液压缸可以在活塞上左右移动，但活塞不能产生轴向移动。为了防止液压缸在左、右移动时通过活塞与液压缸间隙的泄漏，活塞上还装置有两列带槽密封圈。当叶轮旋转时，液压缸与叶轮同步旋转，而活塞由于护罩与活塞轴的旋转亦作旋转运动。所以风机稳定在某工况下工作时，活塞与液压缸无相对运动。活塞轴的另一端装有控制轴，叶轮旋转时控制轴静止不动，但当液压缸左右移动时会带动控制轴一起移动。控制头等零件是静止并不作旋转运动的。叶片装在叶柄的外端，每个叶片用6个螺栓固定在叶柄上，叶柄由叶柄轴承支撑，平衡块与叶片成一规定的角度装设，二者位移量不同，平衡块用于平衡离心力，使叶片在运转中成为
机构，使之动作灵活或不卡涩。当轴流送风机在某工况下稳定工作时，动叶片也在相应某一安装角下运转，那么伺服阀将油道①与②的油孔堵住，活塞左右两侧的工作油压不变，动叶安装角自然固定不变。当锅炉工况变化需要减小调节风量时，电信号传至伺服马达使控制轴发生旋转，控制轴的旋转带动拉杆向右移动。此时由于液压缸只随叶轮作旋转运动，而调节杆(定位轴)及与之相连的齿条是静止不动的。于是齿套是以B点为支点，带动与伺服阀相连的齿条往右移动，使压力油口与油道②接通，回油口与油道①接通。压力油从油道②不断进入活塞右侧的液压缸容积内，使液压缸不断向右移动。与此同时活塞左侧的液压缸容积内的工作油从油道①通过回油孔返回油箱。由于液压缸与叶轮上每个动叶片的调节杆相连，当液压缸向右移动时，动叶的安装角减小，轴流送风机输送风量和压头也随之降低。当液压缸向右移动时，调节杆(定位轴)亦一起往右移动，但由于控制轴拉杆不动，所以齿套以A为支点，使伺服阀上齿条往左移动，从而使伺服阀将油道①与②的油孔堵住，则液压缸处在新工作位置下(即调节后动叶角度)不再移动，动叶片处在关小的新状态下工作。这就是反馈过程。在反馈过程中，定位轴带动指示轴旋转，使它将动叶关小的角度显示出来。若锅炉的负荷增大，需要增大动叶角度，伺服马达使控制轴发生旋转，于是控制轴上拉杆以定位轴上齿条为支点，将齿套向左移动，与之啮合齿条(伺服阀上齿条)也向左移动，使压力油口与油道①接通，回油口与油道②接通。压力油从油道①进入活塞的左侧的液压缸容积内，使液压缸不断向左移动，而与此同时活塞右侧的液压缸容积内的工作油从油道②通过回油孔返回油箱。此时动叶片安装角增大、锅炉通风量和压头也随之增大。当液压缸向左移动时，定位轴也一起往左移动。以齿套中A为支点，使伺服阀的齿条往右移动，直至伺服阀将油道①与②的油孔堵住为止，动叶在新的安装角下稳定工作。
风机叶片材料的GL认证技术规范.doc
风机叶片材料的GL认证技术规范 作者：德国劳氏集团吴强赵国彬 纤维增强复合材料（FRP）在风电机组叶片中的应用越来越广泛，德国劳氏集团（GL roup）根据其在船舶和风电领域多年的积累编写了非金属材料的认证规范和要求，德国劳氏可再生能源风能部（中国）的吴强和朱国简单介绍了该规范中的一些相关内容，并对于第二部分“非金属材料的检验要求和试验标准”进行了详细的叙述。 纤维增强复合材料（FRP）从上世纪40年代问世以来，在航空、航天、船舶、汽车、化工、医学和机械等工业领域得到了广泛的应用。近年来，FRP又以其高强、轻质、耐腐蚀、耐久性等优点，成为大型风电机组叶片材料的首选。叶片是风力发电机组有效捕获风能的关键部件，约占整个风电机组25%的成本。在发电机功率确定的条件下，捕风能力的提高将直接提高发电效率，而捕风能力则与叶片的形状、长度和面积有着密切关系，叶片尺寸的大小（上述参数）则主要依赖于制造叶片的材料。叶片的材料越轻、强度和刚度越高，叶片抵御载荷的能力就越强，叶片就可以做得越大，它的捕风能力也就越强，发电效率也就会相应得到提高。 在复合材料风力发电机组的叶片研究开发过程中，德国、丹麦、美国、荷兰等风能资源利用较好的国家针对大型叶片的材料体系、外形设计、结构设计、制造工艺、质量检验、在线实时监测和废弃物处理等作了大量的研究开发工作，并取得了丰硕的成果。德国劳氏集团更是结合在船舶和风能行业的几十年经验编写了一本完整的技术规范《德国劳氏船级社非金属材料技术规范要求》，在规范中对于叶片原材料的生产控制和成品检验提出了基本的要求。 GL非金属材料认证技术规范 《德国劳氏船级社非金属材料技术规范要求》一共分为三个部分，第一部分是关于原料和产品的生产品质要求的规定，第二部分是关于复合增强材料的检验要求及实验标准，第三部分是关于产品的修补。 在第一部分中，涉及到几种主要非金属材料的生产工艺以及产品的质量控制的相关要求。GL颁发的非金属材料认证证书的有效期限一般为4年，那么对于生产工厂，GL希望工厂可以在证书的有效期内长期稳定的生产出符合GL规范要求的产品，那么就需要对于产品的生产过程质量进行控制。其中主要的控制内容包括以下几个方面：
风机蜗壳设计
0 引言 蜗壳的作用是将离开叶轮的气体导向蜗壳出口，并将部分动压转变为静压。蜗壳的结构是复杂的空间曲面体，理论上，蜗壳的型线是螺旋线，但是由于螺旋线结构较复杂，难于手工绘制。因此，在生产中通常用简化的模型来近似。由于蜗壳是离心通风机的关键部件，蜗壳型线的绘制不仅直接关系到蜗壳内的流动损失，还对叶轮的气动性能有很大影响，它直接影响风机的效率及输出流量、压力等性能参数，当工况变化时，需要重新计算并设计 , 使得产品设计周期延长。本文应用三维建模工具CATIA，对蜗壳型线进行精确参数化建模，实现蜗壳的快速设计。 1 蜗壳的型线及结构参数 1. 1 蜗壳的对数螺线型线及结构 蜗壳的型线见图1。图中R为蜗壳处半径，R 2 为叶道出口半径。对于每一个角度φ值都可以得到一个R值，把各点连接起来就是蜗壳的型线。其中：截面a-a 称为终了截面，A称为终了截面的张开度。蜗壳的尺寸与张开度A有关，任意角度φ处的张开度Aφ为
理论上，为了便于分析和计算，假定气流在蜗壳中为定常流动，忽略气体的粘性,气体沿着整个叶轮出口均匀地流出[1]。 图2表示在蜗壳型线起始段气体在蜗壳内的流动。图中：R2为叶轮半径（即叶道出口半径），c为距离轮心R处的气流速度，a为气流角，c u、c m分别为R处的周向速度和径向速度。c′2为叶道出口速度，c′2u、c′2m、a′2分别为叶道出口后的周向速度、径向速度及气流角(叶道出口后速度——刚出口时气流未充满截面，很快即互相混合，混合后的速度也即蜗壳的进口速度)。 蜗壳整个截面充满有效气流，由于忽略空气黏性，蜗壳内的流动满足动量守恒定律，当蜗壳宽度B为常数时，得任意截面处R与φ的函数关系式[1]为
轴流风机扇叶的流场分析与改进
基于 CFD 的轴流通风机叶片的流场分析与改进设计
摘要：通过计算流体力学（CFD）方法对轴流通风机叶片的流场进行了虚拟样机的数值模拟，不仅得到了流场 的工作特性数据，而且提出了对叶片叶型的改进设计方案，并通过真实样机的试验验证了数值模拟分析的正确 性和改进设计的可行性。最后，还对数值模拟与真实试验数据之间的差异原因进行了讨论。 关键词：轴流式通风机；叶片；CFD；流场分析；改进设计
0 引言
轴流通风机的传统设计方法主要有两种：一种是利用孤立翼型进行空气动力试验所得到的数据进行孤立翼 型设计，称为孤立翼型设计方法；另一种是利用平面叶栅的理论和叶栅的吹风试验所得到的数据进行设计，称 为叶栅设计方法[1]。试验测量方法所得到的试验结果真实可信，但往往受模型尺寸、流场扰动、人身安全和测 量精度等的限制，有可能很难通过试验方法得到结果。此外试验还会遇到经费投入、人力和物力的巨大耗费及 周期长等许多困难。计算流体力学（CFD）的计算方法是近年来发展起来的新型独立学科，它兼有理论性和实 践性的双重特点，建立了许多理论和方法，为现代科学中许多复杂流动与传热问题提供了有效的计算技术[2]。 轴流通风机叶片作为关键部件，其性能直接影响着风机的性能。轴流通风机设计的主要任务就是设计出能保证 各项性能要求的高效率叶片。
本文介绍的是采用现今先进的 CFD 方法，以一款汽车用冷凝器风扇的叶片为例，进行探索性的流场分析 与改进设计研究。
1 叶片的 CFD 流场分析
1.1 对象描述 该风扇总成的整体三维图如图 1 所示。叶片直径为 250mm，材料为 PP，其技术要求：在静压 p=－50Pa
（风机进口处的压力比周围空气低 50Pa），转速为 2600r/min 的情况下，风扇总成在一个标准大气压、温度为 20℃、相对湿度为 50%的空气，用标准电机在 12V 的电压下进行送风测试时，其送风量应≥900m3/h，标准电 机工作电流应≤7A。
图 1 分析对象——风扇总成的三维图
1.2 划分网格 计算流体力学作为工程应用的有效工具，所面临的关键技术之一就是生成网格的质量的好坏，它直接影响
到模拟结果的精度和所耗用的 CPU 时间。在计算敏感区域（壁面附近、尾流块、外形曲率大的表面）参数变 化梯度大，如果网格太稀疏，则不能捕捉到流场的重要信息，造成误差大，甚至解不能收敛，故需取较密的一 些网格；而在非计算敏感区域参数变化梯度较小，如果网格太稠密，则所耗用的 CPU 时间长，故应取较稀一 些的网格。因此，应根据需要安排网格疏密。另外，曲线应尽量光滑，不能过分扭曲。在 CFD 的实际应用中，
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风机叶片原理和结构
风机叶片的原理、结构和运行维护 潘东浩 第一章风机叶片报涉及的原理 第一节风力机获得的能量 一.气流的动能 1 2 i 3 E= 2 mv =2 p Sv 式中m——气体的质量 S——风轮的扫风面积，单位为m2 v 气体的速度，单位是m/s p ------空气密度，单位是kg/m3 E 气体的动能，单位是W 风力机实际获得的轴功率 P=2 p sJc p 式中P----- 风力机实际获得的轴功率，单位为W； p ------空气密度，单位为kg/m3; S ----- 风轮的扫风面积，单位为m2; v ----- 上游风速，单位为m/s. C p ---------- 风能利用系数 三.风机从风能中获得的能量是有限的，风机的理论最大效率
n Q 0.593 即为贝兹（Betz）理论的极限值。 第二节叶片的受力分析 一.作用在桨叶上的气动力 上图是风轮叶片剖面叶素不考虑诱导速
度情况下的受力分析。在叶片局部剖面上，W是来流速度V和局部线速度U的矢量和。速度W在叶片局部剖面上产生升力dL和阻力dD，通过把dL和dD分解到平行和垂直风轮旋转平面上，即为风轮的轴向推力dFn和旋转切向力dFt。轴向推力作用在风力发电机组塔架上，旋转切向力产生有用的旋转力矩，驱动风轮转动。 上图中的几何关系式如下： W =V U ①=0 + a dFn=dDs in ① +dLcos ① dFt=dLs in ①-dDcos ① dM=rdFt=r（dLsin ①-dDcos①） 其中，①为相对速度W与局部线速度U （旋转平面）的夹角，称为倾斜角；0为弦线和局部 线速度U （旋转平面）的夹角，称为安装角或节距角; a为弦线和相对速度W的夹 角，称为攻角。 ?桨叶角度的调整（安装角）对功率的影响。（定桨距） 改变桨叶节距角的设定会影响额定功率的输出，根据定桨距风力机的特点，应当尽量提高低 风速时的功率系数和考虑高风速时的失速性能。定桨距风力发电机组 在额定风速以下运行时，在低风速区，不同的节距角所对应的功率曲线几乎是重合的。但在 高风速区，节距角的变化，对其最大输出功率（额定功率点）的影响是十分明显的。事实 上，调整桨叶的节距角，只是改变了桨叶对气流的失速点。根据实验结果，节距角越小，气 流对桨叶的失速点越高，其最大输出功率也越高。这就是定桨距风力机可以在不同的空气密 度下调整桨叶安装角的根据。 不同安装角的功率曲线如下图所示： 750KW国产桨叶各安装角实际功率Illi线对比图 ! --------- ——B ----------------! *pitchy—00 P itch=-3. 00 pitcta-L T5 pi 75 ―*—pitch=-Q. 00 * 1 -------- piteh=l.00——= ---------------- i
AN系列静叶可调轴流风机成都电力机械厂
AN系列静叶可调轴流风机(成都电力机械厂) AN系列静叶可调轴流风机（以下简称AN风机），其工作原理是介质沿着叶轮子午面的流道方向急剧收敛、加速，从而获得动能，并通过下游的后导叶和扩压器，使大部分动能转换成为静压能的轴流式通风机。 AN风机具有结构简单，安全可靠性高、耐磨性好、抗高温能力强等特点。是电厂、冶金、矿山、水泥等行业风机中最理想的选择之一，目前已有超过两千台AN风机在世界各地运行，新技术的研发始终跟随用户需求的变化持续进行。 适用范围 AN风机安装形式分卧式和立式，特别适用于含有粉尘或腐蚀性的大流量气体，可在20-200oC度 的高温度下运行。 AN风机可用作于： 1.发电机组的锅炉引风机。这也同样适用于增设烟气脱硫和脱硝系统而增加压力后的合并引风机。 2.发电机组烟气脱硫（FGD）及一氧化氮净化装置（DENOX）的增压风机。 3.在钢铁冶炼行业用于脱硫增压风机。 4.在铁矿烧结和制粒装置中作冷却、排气、除尘通风机。 5.在钢厂和铸造车间可用于排尘转换装置。 6.在水泥工业中可用作排烟和除尘用通风机。 7.还可用于需要处理或控制大流量空气、工艺用气或废气的所有其他场所。 为了精确地满足顾客所需要的工况参数，按照R40的数列等级，我们可以提供叶轮外径从1300 至5000mm中若干
等级的风机供顾客选择。 在工程项目中，如果知道流体流量、密度和需要的全压，就可以推断出比压能。同时可以依据的比压能和流体流量的交叉点判断运行点是否落在AN风机范围内，即选择的风机是否合适。 性能特点和控制 AN系列风机的性能特性能够最大限度地满足用户的运行要求。当利用下面的图表确定叶轮直径和转速以后，将从我们的数据库中选择合理的变量组合（叶片数量、叶形、安装角，后导叶叶形及安装角等），从而保证AN风机的工作点在满负荷（100%）运行时，位于性能曲线图的最高效率区域内。 叶轮吸入流量的无级变化是通过旋转安装在叶轮上游的前导叶角度而精确实现的，这可以保证流体流量始终与不断变化的工况负荷相匹配。 大部分AN风机是在定转速下，采用前导叶进行调节的，前导叶角度调节范围非常广 (-75o ~30 o)，所以其性能足够覆盖用户所需的全部运行范围。 当然，如果特殊情况下要求风机在很宽的范围都能达到非常高的运行效率，比如负荷调节范围较宽的电厂，且长期在低负荷状态下运行，那么双速（双速电机或双速齿轮箱）和调速（变频电机、汽轮机驱动）风机将能够展示其优秀的节能经济性。 AN风机最独特的设计特点是装设性能稳定装置KSE，这很好地解决了常规轴流风机的使用范围受失速线限制的问题。当运行点进入常规轴流风机失速线上方而不能稳定运行时，AN风机主流道叶片顶部所产生的反向气流将流经KSE装置重新进入主流道拓宽了风机的工作范围，从而避免了因叶轮主流道内产生的气流往返流动而导致的喘振危害，将风机喘振区域变成了稳流区。 性能曲线图上的绿色区域表示了AN风机单台和并联运行时，稳定工作区由此扩大了的范围。在一定条件下，单台AN风机装上KSE后，从原理论失速线向上直到+30 °性能曲线之间的区域都能稳定运行。 运行效率
复合材料在风机叶片上的应用与展望
复合材料在风机叶片上的应用与展望 摘要：本文综述了风力发电的发展现状以及复合材料在风机叶片上的应用，介绍了结构设计，最后展望了风机叶片的发展趋势。 1 引言 能源是经济社会发展的重要物质基础。风，作为可再生能源，取之不尽，用之不竭，与石油、天然气发电相比，风能不受价格的影响，石油、天然气最终会杜竭，而风能不会。与煤相比，风能没有污染，不仅如此，风能发电可以减排二氧化碳等有害物。据资料报导，平均每装一台单机容量为1MW的风能发电机，每年可以减排2000t二氧化碳，l0t二氧化硫，6t二氧化氮。因此，世界各国十分关注未来是否能有足够的能源？如何使用能源而又不影响气候？由于风电能源具有建设时间短，并可提供安全、清洁和经济的电力等优点，因此风力发电在全世界发展很快。 2 风力发电的发展现状 随着现代风电技术的发展与日趋成熟，风力发电机组的技术向着增大单机容量、减轻单位千瓦重量、提高转换效率的方向发展。上世纪末，风电机组主力机型是750kW。到2002年前后，主力机型已经达到1.5MW以上。1997年兆瓦级机组占当年世界新增风电装机容量的9.7%，而2001年和2003年分别占到52.3%和71.4%。海上风电场的建设要求单机容量更大的机组，欧洲已批量安装3.6MW机组，5MW机组也已安装运行。 我国可开发利用的风能资源有10亿kW，其中陆地2.5亿kW，现在仅开发了不到0.2%，近海地区有7.5亿kW，风能资源十分丰富。风能资源丰富的地区主要分布在“三北”（东北、西北、华北）地区及东南沿海地区。三北地区可开发利用的风力资源有2亿kW，占全国陆地可开发利用风能的79％。根据风力发电中长期发展规划，到2005年全国风电总装机容量为100万kW，2010年400万kW,2015年1000万kW，2020年2000万kW。2020年以后石化燃料资源减少，火电成本增加，风电具备市场竞争能力，发展更快。2030年后水能资源基本开发完毕，海上风电将进入大规模开发期。我国在风力机复合材料叶片设计与制造技术方面与国外有一定的差距。为使复合材料叶片能国产化，政府有关部门很重视叶片的研发，把叶片列入攻关项目予以支持。所研发的200~750kW系列风力机复合材料叶片已形成批量生产，兆瓦级风力机正在开发中，尚不具备规模化生产能力。 3 复合材料在风机叶片上的应用 复合材料在风力发电中的应用主要是转子叶片、机舱罩和整流罩的制造。相对而言，机舱罩和整流罩的技术门槛较低，生产开发难度较小。而风力发电机转子叶片则是风力发电机
轴流式风机原理及运行
轴流式风机原理及运行 一．轴流式风机的结构特点 轴流送风机为单级风机，转子由叶轮和叶片组成，带有一个整体的滚动轴承箱和一个液压叶片调节装置。主轴承和滚动轴承同置于一球铁箱体内，此箱体同心地安装在风机下半机壳中并用螺栓固定。在主轴的两端各装一只支承轴承，为承受轴向力。主轴承箱的油位由一油位指示器在风机壳体外示出。轴承的润滑和冷却借助于外置的供油装置，周围的空气通过机壳和轴承箱之间的空隙的自然通风，以增加了它的冷却。 叶轮为焊接结构，因为叶轮重量较轻，惯性矩也小。叶片和叶柄等组装件的离心力通过推力轴承传递至较小的承载环上，叶轮组装件在出厂前进行叶轮整套静、动平衡的校验。 风机运行时，通过叶片液压调节装置，可调节叶片的安装角并保持这一角度。叶片装在叶柄的外端，叶片的安装角可以通过装在叶柄内的调节杆和滑块进行调节，并使其保持在一定位置上。调节杆和滑块由调节盘推动，而调节盘由推盘和调节环所组成，并和叶片液压调节装置的液压缸相连接。 风机转子通过风机侧的半联轴器、电动机侧的半联轴器和中间轴与电机连接。 风机液压润滑供油装置由组合式的润滑供油装置和液压供油装置组成。此系统有2台油泵，并联安装在油箱上，当主油泵发生故障时，备用油泵即通过压力开关自动启动，2个油泵的电动机通过压力开关联锁。在不进行叶片调节时，油流经恒压调节阀而至溢流阀，借助该阀建立润滑压力，多余的润滑油经溢流阀回油箱。 风机的机壳是钢板焊接结构，风机机壳具有水平中分面，上半可以拆卸，便于叶轮的装拆和维修。叶轮装在主轴的轴端上，主轴承箱用螺钉同风机机壳下半相连接，并通过法兰的内孔保证对中，此法兰为一加厚的刚性环，它将力(由叶轮产生的径向力和轴向力)通过风机底脚可靠地传递至基础，在机壳出口部分为整流导叶环，固定式的整流导叶焊接在它的通道内。整流导叶环和机壳以垂直法兰用螺钉连接。 进气箱为钢板焊接结构，它装置在风机机壳的进气侧。在进气箱中的中间轴放置于中间轴罩内。电动机一侧的半联轴器用联轴器罩壳防护。带整流体的扩压器为钢板焊接结构，它布置在风机机壳的排气侧。为防止风机机壳的振动和噪声传递至进气箱和扩压器以至管道，因此进气箱和扩压器通过挠性连接(围带)同风机机壳相连接。 为了防止过热，在风机壳体内部围绕主轴承的四周，借助风机壳体下半部的空心支承使其同周围空气相通，形成风机的冷却通风。 主轴承箱的所有滚动轴承均装有轴承温度计，温度计的接线由空心导叶内腔引出。为了避免风机在喘振状态下工作，风机装有喘振报警装置。在运行工况超过喘振极限时，通过一个预先装在机壳上位于动叶片之前的皮托管和差压开关，利用声或光向控制台发出报警信号，要求运行人员及时处理，使风机返回到正常工况运行。 轴流风机如下图所示
2015离心式通风机设计和选型手册
离心式通风机设计 通风机的设计包括气动设计计算，结构设计和强度计算等内容。这一章主要讲第一方面，而且通风机的气动设计分相似设计和理论设计两种方法。相似设计方法简单，可靠，在工业上广泛使用。而理论设讲方法用于设计新系列的通风机。本章主要叙述离心通风机气动设计的一般方法。 离心通风机在设计中根据给定的条件:容积流量，通风机全压，工作介质及其密度 ，以用其他要求，确定通风机的主要尺寸，例如，直径及直径比，转速n,进出口 宽度和，进出口叶片角和，叶片数Z，以及叶片的绘型和扩压器设计，以保证通风机的性能。 对于通风机设计的要求是： （1）满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近； （2）最高效率要高，效率曲线平坦； （3）压力曲线的稳定工作区间要宽； （4）结构简单，工艺性能好； （5）足够的强度，刚度，工作安全可靠； （6）噪音低； （7）调节性能好； （8）尺寸尽量小，重量经； （9）维护方便。 对于无因次数的选择应注意以下几点： （1）为保证最高的效率，应选择一个适当的值来设计。 （2）选择最大的值和低的圆周速度，以保证最低的噪音。 （3）选择最大的值，以保证最小的磨损。
（4）大时选择最大的值。 §1 叶轮尺寸的决定 图3-1叶轮的主要参数:图3-1为叶轮的主要参数: :叶轮外径 :叶轮进口直径； :叶片进口直径； :出口宽度； :进口宽度； :叶片出口安装角；
:叶片进口安装角； Z:叶片数； :叶片前盘倾斜角； 一．最佳进口宽度 在叶轮进口处如果有迴流就造成叶轮中的损失，为此应加速进口流速。一般采用，叶轮进口面积为，而进风口面积为，令为叶轮进口速度的变化系数，故有： 由此得出： (3-1a) 考虑到轮毂直径引起面积减少，则有： (3-1b) 其中 在加速20%时，即, (3-1c)
风电叶片设计流程
叶片设计流程 一．空气动力设计 1．确定风轮的几何和空气动力设计参数 2．选择翼型 3．确定叶片的最佳形状 4．计算风轮叶片的功率特性 5．如果需要可以对设计进行修改并重复步骤4，以找到制造 工艺约束下的最佳风轮设计。 6．计算在所有可遇尖速比下的风轮特性 对于每个尖速比可采用上面步骤4所述的方法，确定每个叶素的空气动力状态，由此确定整个风轮的性能。 7．风力机叶片三维效应分析 8．非定常空气动力现象 9．风力机叶片的动态失速 10．叶片动态入流 二．风机载荷计算 作为风力机设计和认证的重要依据，用于风力机的静强度和疲劳强度分析。国际电工协会制定的IEC61400-1标准、德国船级社制定的GL 规范和丹麦制定的DS 472标准等对风力机的载荷进行了详细的规定。
2.1IEC61400-1 标准规定的载荷情况 2.2风机载荷计算 1计算模型 1）风模型 （1）正常风模型 （2）极端风模型 （3）三维湍流模型 2）风机模型 风机模型包括几何模型、空气动力学模型、传动系统动力学模型、控制系统闭环模型和运行状态监控模型等。 2风力机载荷特性 1）叶片上的载荷 （1）空气动力载荷 包括摆振方向的剪力Q yb和弯矩M xb、挥舞方向的剪力Q xb和弯矩M yb以及与变浆距力矩平衡的叶片俯仰力矩M zb。可根据叶片空气动力设计步骤4中求得的叶素上法向力系数Cn和切向力系数Ct, 通过积分求出作用在叶片上的空气动力载荷。 （2）重力载荷 作用在叶片上的重力载荷对叶片产生的摆振方向弯矩，随叶片方位角的变化呈周期变化，是叶片的主要疲劳载荷。 （3）惯性载荷
（4）操纵载荷 2）轮毂上的载荷 3）主轴上的载荷 4）机舱上的载荷 5）偏航系统上的载荷 6）塔架上的载荷 三．风力机气动弹性 当风力机在自然风条件下运行时，作用在风力机上的空气动力、惯性力和弹性力等交变载荷会使结构产生变形和振动，影响风力机的正常运行甚至导致风力机损坏。因此，在风力机的设计中必须考虑系统的稳定性和在外载作用下的动力响应，主要有①风力机气动弹性稳定性和动力响应②风力机机械传动系统的振动③风力机控制系统（包括偏航系统和变浆距系统等）的稳定性和动力响应④风力机系统的振动。 3.1风力机气动弹性现象 1．风力机叶片气动弹性稳定性问题 2．风力机系统振动和稳定性问题 3.2风力机气动弹性分析 目的是保证风力机在运行过程中不出现气动弹性不稳定。主要的方法是特征值法和能量法。特征值法是在求解弹性力学的基本方 程中，考虑作用在风力机叶片上的非定常空气动力，建立离散的描述风力机叶片气动弹性运动的微分方程。采用Floquet理论求解，最后 稳定性判别归结为状态转移矩阵的特征值计算。
轴流风机机翼型叶片参数化建模方法
https://www.360docs.net/doc/007754259.html, 轴流风机机翼型叶片参数化建模方法 马静王振亚 同济大学汽车学院上海（201804） Email:basei@https://www.360docs.net/doc/007754259.html, 摘要：本文通过创建翼型模板，结合Matlab与UG软件,探讨了风机翼型叶片参数化建模的方法，给出了翼型中线为圆弧时的翼型坐标算法、各截面安装角和站位的处理方法以及Matlab实现程序。并提出了叶片在UG建模时应注意的问题。文中提出的方法，减少了风机建模的工作量，缩短了风机CFD前处理周期，提高了风机流场CFD分析计算的效率和质量。关键词：叶片；参数化设计；UG；Matlab 1. 前言 随着CFD技术的迅速发展，对风机流场计算分析的要求越来越多。风机仿真计算的前期工作量相当大，主要表现在机翼型叶片的建模，其中包括风机叶轮的机翼型叶片，机翼型前导流叶片和叶轮后的止旋片建模。通常在UG软件中输入大量的翼型坐标点是相当麻烦的，而使用*.dat文件导入这些数据的方法要方便的多，但是对不同的叶片计算截面采用*.dat文件手工导入翼型坐标点的工作量仍然非常大，并且修改起来也不方便。通过分析可知，叶片不同计算截面的翼型曲线是相似的，同种翼型只因弧长以及中线形状不同而不同，因此完全可以考虑采用参数化建模的设计方法。采用这种方法可以缩短建模时间，节省大量的工作量，且所建的模型也易于修改。因为在对风机流场进行CFD分析计算时改变风机叶片翼型是对风机模型的重大修改需要花费大量的时间，有了这种方法可以较轻松的完成修改。本文就是基于这种思想，介绍了用Matlab与UG两个软件结合进行风机叶片参数化建模的方法，本方法利用Matlab强大的数据处理能力处理翼型离散点[1]，用UG强大的三维曲面建模能力构建叶片复杂曲面。 2. 翼型离散点的参数化处理 2.1 翼型模板的建立 翼型模板的建立是实现参数化设计的第一步，建立翼型模板库是一个积累的过程，需要将每次用到的翼型和收集到的有价值的翼型参数通过手工输入，建立起翼型模板库，在进行风机叶片建模时就可以非常方便的从翼型模板库里直接调出所需要的翼型。 在Matlab中可以通过一个两列矩阵建立起翼型模板，第一列输入原始翼型的/x l值，第
轴流风机动叶调节原理
轴流动叶调节原理（TLT结构） 轴流送利用动叶安装角的变化，使的性能曲线移位。性能曲线与不同的动叶安装角与风道性能曲线，可以得出一系列的工作点。若需要流量及压头增大，只需增大动叶安装角；反之只需减少动叶安装角 轴流送的动叶调节，调节效率高，而且又能使调节后的处于高效率区内工作。采用动叶调节的轴流送还可以避免在小流量工况下落在不稳定工况区内。轴流送动叶调节使结构复杂，调节装置要求较高，制造精度要求亦高。 动叶安装角是通过动叶调节机构来执行的，它包括液压调节装置和传动机构。液压缸内的活塞由轴套及活塞轴的凸肩被轴向定位的，液压缸可以在活塞上左右移动，但活塞不能产生轴向移动。为了防止液压缸在左、右移动时通过活塞与液压缸间隙的泄漏，活塞上还装置有两列带槽密封圈。当叶轮旋转时，液压缸与叶轮同步旋转，而活塞由于护罩与活塞轴的旋转亦作旋转运动。所以稳定在某工况下工作时，活塞与液压缸无相对运动。 活塞轴的另一端装有控制轴，叶轮旋转时控制轴静止不动，但当液压缸左右移动时会带动控制轴一起移动。控制头等零件是静止并不作旋转运动的。 叶片装在叶柄的外端，每个叶片用6个螺栓固定在叶柄上，叶柄由叶柄轴承支撑，平衡块与叶片成一规定的角度装设，二者位移量不同，平衡块用于平衡离心力，使叶片在运转中成为可调。 动叶调节机构被叶轮及护罩所包围，这样工作安全，避免脏物落入调节机构，使之动作灵活或不卡涩。 当轴流送在某工况下稳定工作时，动叶片也在相应某一安装角下运转，那么伺服阀将油道①与②的油孔堵住，活塞左右两侧的工作油压不变，动叶安装角自然固定不变。5 `" r# D) 当锅炉工况变化需要减小调节风量时，电信号传至伺服马达使控制轴发生旋转，控制轴的旋转带动拉杆向右移动。此时由于液压缸只随叶轮作旋转运动，而调节杆(定位轴)及与之相连的齿条是静止不动的。于是齿套是以B点为支点，带动与伺服阀相连的齿条往右移动，使压力油口与油道②接通，回油口与油道①接通。压力油从油道②不断进入活塞右侧的液压缸容积内，使液压缸不断向右移动。与此同时活塞左侧的液压缸容积内的工作油从油道①通过回油孔返回油箱。 由于液压缸与叶轮上每个动叶片的调节杆相连，当液压缸向右移动时，动叶的安装角减小，轴流送输送风量和压头也随之降低。 当液压缸向右移动时，调节杆(定位轴)亦一起往右移动，但由于控制轴拉杆不动，所以齿套以A为支点，使伺服阀上齿条往左移动，从而使伺服阀将油道①与②的油孔堵住，则液压缸处在新工作位置下(即调节后动叶角度)不再移动，动叶片处在关
风机叶片复合材料
风机叶片复合材料 连云港的中复连众复合材料集团有限公司，是一家集复合材料产品开发、设计、生产、服务于一体，以风力发电机叶片、玻璃钢管道、贮罐和高压气瓶、高压管道为主打产品的高新技术企业。机缘巧合之下，我有幸简单参观到这个公司生产的风机叶片。我第一次见到这些放置在长拖车上的长达40米的叶片时，我感到非常惊讶，刚好老师在课上播放了风机叶片安装过程的视频，更加激起了我的好奇心，很想知道它们是怎么生产出来的。下面是我查阅的一些资料。 目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E－玻璃纤维、S－玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。 1玻璃纤维复合材料叶片 玻璃纤维增强聚脂树脂和玻璃纤维增强环氧树脂是目前制造风机叶片的主要材料，E-玻纤则是主要的增强材料，研究表明,采用射电频率等离子体沉积去涂覆E-玻纤,可降低纤维间的微振磨损，其耐拉伸疲劳强度就可以达到碳纤维的水平。 但是,E2玻纤密度较大,随着叶片长度的增加,叶片的质量也越来越重，叶片越重,对发电机和塔座要求就越高,同时也影响到发电机组的性能和效率,因此,需要寻找更好材料以适应大型叶片发展的要求。 2碳纤维复合材料叶片 研究表明，碳纤维(CF)复合材料叶片的刚度是玻璃纤维复合材料叶片的2~3倍,大型叶片采用碳纤维作为增强材料更能充分发挥其轻质高强的优点。但由于其价格昂贵,限制了它在风力发电上的大规模应用。
因此，全球各大复合材料公司正在从原材料、工艺技术、质量控制等各方面进行深入研究,以求降低成本。现在碳纤维轴已广泛应用于转动叶片根部,因为制动时比相应的钢轴要轻得多,但在发展更大功率风力发电装置和更长转子叶片时,采用性能更好的碳纤维复合材料势在必行。 3碳纤维/轻木/玻纤混杂复合材料叶片 当叶片长度增加时,质量的增加要高于能量的取得,因此碳纤维或碳/玻混杂纤维的使用对抑制质量的增大是必要的。在制造大型叶片时,采用玻纤、轻木和PVC相结合的方法可以在保证刚度和强度的同时减轻叶片的质量。目前,碳纤维/玻璃纤维与轻木/PVC混杂使用制造复合材料叶片已被各大叶片公司所采用,轻木/PVC作为填充材料,不仅增加了叶片的结构刚度和承受载荷的能力,而且还最大程度地减轻了叶片的质量,为叶片向长且轻的方向发展提供了有利的条件。 4热塑性复合材料叶片 风能是清洁无污染的可再生能源,但退役后的风机叶片却是环境的一大杀手。目前叶片使用的复合材料主要是热固性复合材料,不易降解,而且叶片的使用寿命一般为20~30年,其废弃物处理的成本比较高,一般采用填埋或者燃烧等方法处理,基本上不再重新利用。 随着人类环保意识的与日俱增,研究开发/绿色叶片成为摆在人们面前的一大课题。所谓的绿色叶片就是在叶片退役后,其废弃材料可以回收再利用,因此热塑性复合材料成为首选材料。 与热固性复合材料相比,热塑性复合材料具有密度小、质量轻、抗冲击性能好、生产周期短等一系列优点,但该类复合材料的制造工艺技术与传统的热固性复合材料成型工艺差异较大,制造成本较高,成为限制热塑性复合材料用于风力机叶片的关键问题。随着热塑性复合材料制造工艺技术研究工作的不断深入和相应的新型热塑性树脂的开发,制造热塑性复合材料叶片正在一步步地走向现实。
风力发电机叶片材料的选用
风力发电机叶片材料的选用 叶片是风力发电机组的重要构件。它将风能传递给发电机的转子，使之旋转切割磁力线而发电。为确保在野外极其恶劣环境中长期不停、安全地运行，对叶片材料的要求是：①密度小且具有最佳的疲劳强度和力学性能，能经受住极端恶劣条件和随机的负荷（如暴风等）的考验，确保安全运转20年以上；②成本（精确说为分摊到每度电的成本）低；③叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲红都正常，传递给整个发电系统的负荷稳定性好； ④耐腐蚀、耐紫外线（UV）照射和抗雷击性好；⑤维护费用低。 FRP完全可以满足以上要求，是最佳的风力发电机叶片材料。 1.1 GFRP 目前商品化的大型风机叶片大多采用玻璃纤维增强塑料（GFRP）制造。GFRP叶片的特点为： ①可根据风机叶片的受力特点来设计强度与刚度风机叶片主要是纵向受力，即气动弯曲和离心力，气动弯曲载荷比离心力大得多，由剪切与扭转产生的剪应力不大。利用玻璃纤维（GF）受力为主的受力理论，可将主要GF布置在叶片的纵向，这样就可使叶片轻量化。 ②翼型容易成型，可达到最大气动效率为了达到最佳气动效果，利用叶片复杂的气动外形，在风轮的不同半径处设计不同的叶片弦长、厚度、扭角和翼型，如用金属制造则十分困难。同时GFRP叶片可实现批量生产。 ③使用时间长达20年，能经受108以上疲劳交变载荷GFRP疲劳强度较高，缺口敏感性低，内阻尼大，抗震性能较好。 ④耐腐蚀性好由于GFRP具有耐酸、碱、水汽的性能，可将风机安装在户外，特别对于近年来大力发展的离岸风电场来说，能将风机安装在海上，使风力机组及其叶片经受各种气候环境的考验。 为了提高GFRP的性能，还可通过表面处理，上浆和涂覆等对GF进行改性。美国的研究表明，采用射电频率等离子体沉积去涂覆E-GF，其拉伸及耐疲劳性可达到碳纤维（CF）的水平。 GFRP的受力特点是在GF方向能承受很高的拉应力，而其它方向承受的力相对较小。 叶片由蒙皮和主梁组成，蒙皮采用夹芯结构，中间层是硬质泡沫塑料或Balsa木，上下面层为GFRP。面层由单向层和±45°层组成。单向层可选用单向织物或单向GF铺设，一般用7或4GF布，以承受由离心力和气动弯矩产生的轴向应力；为简化成型工艺，可不用
轴流风机型号参数
轴流风机轴流风机型号、用途、性能及轴流风机参数 ——（浙江聚英风机工业有限公司提供）一、轴流风机型号名称、用途、性能 ■管道加压轴流风机 JSF轴流通风机（SDF）●●大风量轴流风机（JSF-Z） JSF轴流通风机是一种高轮毂比设计的新型节能管道加压风机，具有噪声低、风压适中、气动性能范围广、安装简单等特点，广泛应用于民用、商业及工业厂矿企业建筑工程的管道加压送排风系统。 JSF风机有两种叶轮结构形式，JSF-A采用模压圆柱形轮毂式叶轮，具有效率高、风压大等特点。JSF-Z采用压铸铝合金叶轮，机翼型前掠扭曲可调叶片，具有噪声低、外形美观、铝质叶轮的防腐防爆性能优等优点，常用于机组设备冷却、机械生产线的工艺送风。 本系列风机一般为电机内置直联传动形式，也可做成电机外置皮带传动结构形式，用于输送特殊气体介质的场所，如厨房排油烟、工业热气等。 ■边墙壁式轴流风机 ●DFBZ低噪声方形壁式轴流风机 DFBZ系列风机采用高效低噪声轴流叶轮、风机专用电机直联传动，方形消音型外壳（可进一步降低风机噪声；整机制成方形，墙体预留方孔简单，安装方便）。出风口装有铝合金自垂百叶（可防止室外雨水、灰尘和自然风向室内倒灌）；具有明显的外形美观，噪声低、运行平稳、安装牢固等优点，广泛适用于民用商用建筑工程和厂矿企业车间的低噪声壁式排风。可根据使用场合要求制成防爆防腐型风机。． 本系列风机一般配用三相电机，按用户要求可对以下配用单相电机。
DWEX边墙风机（WEX）●DWEX系列风机采用先进的前掠型叶片、低噪音的外转子或内转子风机专用电机直联传动，方形外壳设计可以方便地安装在混凝土墙、砖墙或轻钢压型墙板上，方形防雨罩结构牢固，外形美观。具有噪声低、风量大、运行可靠、性能参数范围广、安装简便等特点，广泛应用于厂矿企业车间和民用、商用建筑工程的边墙壁式通风换气。根据输送介质的要求，可制成防腐、防爆型。 DWEX(WEX)系列风机一般用于边墙壁式排风，配设45°防雨罩（或特殊制造成60°）和防虫网（夜间可防止昆虫循灯光飞入车间）。可按需要制成边墙送风机型号为DWSP(WSP)，配设90°防雨罩(防风、雨、尘)和防虫网（夜间可防止昆虫循灯光飞入车间）。 附件选配：重力式止回风阀（可确保车间在风机不开时保持与室外隔绝），订货时注明。DWBX板壁式轴流风机●DWBX系列风机采用高效翼型轴流式叶轮与低噪声电机直联驱动，压型金属板式外壳，具有墙面安装简便、整机重量轻、运转平稳、外形美观。多用于轻钢结构建筑边墙、窗框安装的壁式送排风场合。 选配附件：出风口可根据使用场合配设铝制重力式止回阀或加设防雨罩、配设防虫网等，更好的起到防尘、防自然风倒灌作用。 DWBX系列风机一般用于排风，如用于送风需在订货时另行说明。 JYFF大风量窗式负压风机●●DZ低噪声轴流风机 DZ系列风机采用宽叶片、大弦长、空间扭曲倾斜式的轴流叶轮、风机专用电机，直联传动。具有明显的噪声低、风量大、耗电省、重量轻等优点。广泛适用于厂房、仓库、办公楼、住宅等场所的壁式排风、管道送风。． 本系列风机分: DZ-I型壁式（可加设网罩、防雨弯头或防尘自垂百叶）；DZ-II型管道式，带底脚。DZ-III型电机外置式。 本系列风机一般配用三相电机，按用户要求可对以下配用单相电机。根据输送介质要求可制成防
风机叶片的制作
题目8：风机叶片的制作及检测 魏小莉 王建军 廖兵 周真琼 一、玻璃钢风机叶片简介（查阅资料完成） 1、产品概述、说明、理化性质、技术指标、用途； 2、国内外生产工艺及技术进展； 3、国内外最新应用研究进展。 二、铺层工艺 （1）明确ps面ss面，前沿后沿的定义，做到能够区分。 （2）明确满铺的层数以及工艺修剪工艺要求。 （3）明确下15层的铺放方法。 a、明确15层的各层尺寸长度。 b、明确各层的铺放方法。 c、明确15层的作用，在叶片的受力中起到的作用。 （4）明确梁冒的铺放方法以及标准。 a、明确梁冒的铺层方法，铺放层数。 b、明确梁冒的长度确定。 c、明确梁冒的脱模布、导流网、浸胶管、螺旋管、真空袋的安放。 d、明确梁冒的注胶、浸胶、固化、脱模、撕模方法。 （5）明确增强材料，巴沙木的铺放工艺以及用途。 a、明确巴沙木的摆放位置。 b、明确巴沙木在叶片内部起到的作用。 c、明确巴沙木铺放过程中遇到的问题处理方法。 d、明确巴沙木在叶片整体中的受力因素。 （6）明确上15层的铺放方法。 a、明确15层的各层尺寸长度。 b、明确各层的铺放方法。 c、明确15层的作用，在叶片的受力中起到的作用。 （7）72层的安放。 a、明确72层中各层的尺寸。 b、明确72层的铺放方法。铺放过程中需要采取的方法。（防止滑落） c、明确72层上磨具前的起吊方法。 （8）明确第二次满铺的方法。
（9）明确脱模布、真空管、导流网、导流管、进胶管、真空袋的安放。 （10）明确抽真空的标准以及应急处理方法。 三、注胶工艺 （1）按照叶片的重量，计算出理论用胶量（ps面ss面用胶量不同） （2）按照打胶机的规定要求，配制适量的树脂胶液。 （3）当真空度达到标准后，明确注胶管的开启顺序。关闭顺序。 （4）明确胶液浸透，流速的控制。 （5）明确出现漏气现象的应急处理方法。 （6）明确固化过程的维护工作。 四、合模工艺 （1）明确撕内表面的方法和标准。 （2）明确前沿和后沿粘接带的手糊标准，粘接方法。 （3）明确结构胶的用量（用于固定腹板所用的胶液）。 （4）明确配重箱的制作方法。 （5）明确刮胶方法，胶液厚度，刮胶位置。 a、明确前沿后沿的刮胶厚度之分。 b、明确前沿粘接带位置的刮胶方法，做到合模中胶液走向正常，不出现空心区域。 c、明确梁冒上方定位块的安放。 d、明确梁冒上方刮胶尺寸，刮胶厚度。 （6）明确避雷针的安放位置。 e、明确避雷针的安放面。 f、避雷针的安放尺寸。 g、Ps面ss面所需的准备工作。 （7）明确腹板的安放方法以及注意事项。 a、明确腹板的制备过程。 b、明确腹板的各个不同部分的尺寸。（前沿后沿有所不同） c、明确腹板的铺层方法。 d、明确腹板中PVC片材的摆放方法，以及作用。 e、明确腹板的脱模布、真空管、导流网、导流管、进胶管、真空袋的安放。 f、明确腹板的注胶、浸胶、固化、脱模、撕模方法。 （8）腹板刮胶。 （9）启动设备翻转程序，进行合模。明确合模时间，加热温度，固化温度等事项（10）开启磨具。运出产品。 五、修型工艺 （1）明确切边的标准。 （2）明确切边完成后，出现质量问题的处理方法。（通常会出现的问题要进行总结）