如何正确认识及定位叶片涡流发生器技术?
本文摘要:“维护公司应该能够识别问题并提出解决方案,使性能能够有预期的提升,”RobKamisky说,“我们咨询公司会帮助业主寻找出性能下降的可能。
RopePatner与WINDprove这样的公司合作,后者在涡流发生器的设计以及位置确定方面研究得更深入。设计公司提供分析来指导如何提高翼型效率,他们知道涡流发生器该用多大的尺寸、设计外形及安装位置,RopePatner则以一个安全、快速、经济的方式来实施安装。Bley认为涡发生器的安装位置很重要,并且一定要保证粘贴到位。但是由于叶片表面是曲面,并且沿展向前缘的曲率不同,这项工作也不容易。“这是一个相当大的挑战,因为安装位置的允许误差相当小,”他说。安装涡流发生器需要的时间取决于安装的范围,但通常情况下一天能够装两只叶片。
R&D
尽管涡发生器在功率提升方面很有潜力,但还是需要谨慎对待。“涡流发生器仍然是一个研究型的项目,”加利福利亚大学机械和航天工程系主任CasevanDam说,“涡流发生器很难在风力机上统一量化,因为它们的效果和机组的类型甚至安装位置都有关系。”叶片制造商LM公司宣称涡流发生器能够提高4%—6%,有一家业主已经在他的1.5兆瓦机组上安装了许多涡流发生器,但是数据还在收集当中。“涡流发生器的实验还是不能掉以轻心,”他说,“这可能会很耗时间,并且安装位置的小小差别也可能显著地影响其效果。”
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VanDam和他的团队也在和Sandia国家实验室一起进行先进叶片的设计,整个项目包含了风洞实验和CFD模拟,因此VanDam关注了不少叶片上的空气动力学概念,例如涡流发生器、片条和格栅等等。他说现在工作人员的工作更加细致了,并不仅仅是往叶片上添加一些东西,而是先基于已经公开的数据进行分析,然后进行风洞实验和CFD模拟。
VanDam认为将涡流发生器安装到新的干净叶片上需要谨慎,因为有可能会导致输出功率的下降,但是如果叶片表面受到污染或侵蚀,气动性能发生改变,恶化到发生流动分离,涡流发生器则是一个减少流动分离的简单方法。
另外还关系到气动噪声的问题。“流动分离产生更多的噪声,因此涡流发生器能够降低噪声,”VanDam说,“不幸的是,行业里像西门子或者其他VGs用户是基于什么样的分析来指导这些改进的,他们对这些谈论得很少,所以你只能挠挠头问‘为什么他们装这些?’一些公司装上了,但是发现效果不明显,就这么留在上面了,还迷惑了竞争对手。”
涡流发生器并不是唯一引起广泛讨论的概念,“大约一年以前每个人都在想给叶片加装翼尖小翼,但后来就不怎么谈了,”VanDam说,“有时行业内的人看到了新概念时会想,‘好吧,如果竞争对手这么做,我们也得超过去。’”他也看到了叶片翼型设计的变化——获得更多的气动性能的同时使翼型对污染和侵蚀不敏感。而当气动性能显著下降时,涡流发生器才能够减轻性能损失。
涡发生器,并不是叶片设计领域的最后一个概念,智能叶片这个概念正在发展,装着载荷传感器和主动控制面、能够在任何风速下最大限度的捕捉风能——这些也只是
叶片团队以后面临的众多挑战之一。