[發明專利]一種風力機葉片涂層實驗室測試環境模擬系統及方法

在審

• 申請號: 202110875802.7
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113431745A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 宋子琛;趙勇;韓毅;童博;張寶鋒;李立勛;陳臣;高晨
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明提供的一種風力機葉片涂層實驗室測試環境模擬系統及方法，系統包括依次連接的送風機、熱交換器、加熱?降溫系統、加濕系統、固形物添加裝置、滴液裝置、勻流混合器、可調加速噴管、風力機葉片殼體涂層測試段和氣固分離裝置；所述加熱?降溫系統、加濕系統、固形物添加裝置、液滴生成裝置、除濕裝置均設置有通流旁路。該系統可以模擬風力機葉片涂層從低速到高速下的運行環境，風沙、雨蝕、紫外線、高溫、低溫等因素對風力機葉片涂層的影響都可以通過該系統進行環境模擬，通過該裝置可以真實還原各種條件下風力機葉片涂層的運行環境。

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別涉及一種風力機葉片涂層實驗室測試環境模擬系統及方法。

背景技術

隨著工業化的不斷推進，工業化帶來的氣候變暖問題為帶來了巨大的生存風險。近年來，為了應對這一嚴峻問題，可再生能源發電技術取得了長足而快速的發展。風力發電是將風的動能轉化為電能的清潔發電技術，世界范圍內，風能蘊量巨大，風力發電在被認為將成為未來社會的支撐性能源，是促進能源結構調整的重要手段。

另一方面，風力機在運行過程中，葉片為其捕獲風能的關鍵部件，而風力機葉片殼體涂層對其起著重要的保護作用，涂層破壞下，葉片的氣動外形會發生變化，造成風力機葉片的效率降低，甚至發生相應的安全事故，因此對相應涂層的測試工作是極有必要進行的。目前世界范圍內部署的風力發電機越來越向著大型化、高空化進行發展，風力機葉片的長度越來越長，葉片線速度也隨之增加，在轉速為10rad/min情況下，葉片離輪轂80m處的線速度可達到80m/s，在這種情況下，實驗室里對超高速的葉片轉動極難復現；同時，風力機在運行時，葉片涂層受四周環境因素的影響較大，風沙、雨蝕、紫外線、高溫、低溫等因素都會顯著影響葉片涂層的壽命，但在實驗室測試過程中很難對上述環境因素進行完全的復現。目前，現有的風力機葉片涂層測試系統并不能綜合考慮高速、多種環境因素復現等多條件下對于葉片涂層的影響。

發明內容

為解決現有技術中風力機葉片涂層測試不能模擬實際環境的問題，本發明提供了一種風力機葉片涂層實驗室測試環境模擬系統及方法，該系統可以模擬風力機葉片涂層在極高速度下的運行環境，風沙、雨蝕、紫外線、高溫、低溫等因素對風力機葉片涂層的影響，為測試提供較為真實的環境模擬方案。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:

一種風力機葉片殼體涂層測試系統，包括依次連接的送風機、熱交換器、加熱-降溫系統、加濕系統、固形物添加裝置、滴液裝置、勻流混合器、可調加速噴管、風力機葉片殼體涂層測試段和氣固分離裝置；

所述加熱-降溫系統、加濕系統、固形物添加裝置、液滴生成裝置、除濕裝置均設置有通流旁路。

作為本發明的進一步改進，還包括除濕裝置；

當熱交換器采用無物質交換設備類型時，除濕裝置安裝在送風機排氣口與熱交換器一側進氣口間的位置；當熱交換器采用熱、物質同時交換的熱交換器類型時，或加熱-降溫系統選擇與外界有物質交換的加熱和降溫方式時，除濕裝置安裝在在送風機排氣口后、固形物添加裝置進氣前管路中的任一位置。

作為本發明的進一步改進，所述熱交換器用于對排出系統氣流和進入系統氣流進行冷熱交換，兩側分別設有相應的進、排氣口，連通送風機排氣口的為一側，直接連通外部空間大氣的為二側。

作為本發明的進一步改進，所述氣固分離裝置有進氣口、排氣口和排固口，氣固分離裝置進氣口連接風力機葉片殼體涂層測試段，所述氣固分離裝置排氣口連接熱交換器二側進氣口；所述氣固分離裝置排固口同固形物添加裝置的進料口間相互連接，所述氣固分離裝置與固形物添加裝置間的固形物輸送通過氣力管道或傳送帶進行輸送。

作為本發明的進一步改進，所述可調加速噴管的進氣口為不可調整的大直徑口，排氣口為可調整的小直徑口。