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，比如氣動桅桿的斷裂，輸電線的斷裂，雖然不能定量探測，至少也可以從這些方面知道嚴(yán)重結(jié)冰的情況。

　　3、應(yīng)對策略

　　在低溫環(huán)境運行風(fēng)機(jī)可以選擇多重策略：第一個參數(shù)就是預(yù)期的結(jié)冰周期。如果一個地方?jīng)]有結(jié)冰記錄，則不用采取特殊策略；如果一個地方存在較少結(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)合溫度測量、功率曲線檢測等辦法，抑或是在每個風(fēng)場安裝一種結(jié)冰傳感器，等方式來探測結(jié)冰情況，在結(jié)冰周期內(nèi)要么調(diào)整控制繼續(xù)運行，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)在哪種條件下會從結(jié)冰工況重新啟動，根據(jù)自動檢測結(jié)果或是人工目測判斷均可。

　　但對于長期結(jié)冰，如結(jié)冰周期長達(dá)幾周的地方，就推薦使用主動防結(jié)冰系統(tǒng)或被動除冰系統(tǒng)。葉片可能因為結(jié)冰周期過長而長期停機(jī)，從而大量損失發(fā)電量。

　　風(fēng)機(jī)運行時，葉片在結(jié)冰工況旋轉(zhuǎn)會在其前緣轉(zhuǎn)捩點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，混合冰對葉片氣動性能的影響更大，不僅降低氣動升力也增大氣動阻力。與圖6給出了一個運行風(fēng)機(jī)的結(jié)冰葉片橫截面圖，其前緣有結(jié)冰。橫截面會因為結(jié)冰導(dǎo)致弦長增大。如果結(jié)冰弦長增大到一定程度，會因為作用在上面的氣動力而發(fā)生斷裂。然后再形成新的冰層，最后就會形成一個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)到一定程度時就會在尖部區(qū)域被甩出，但甩出的程度各不相同，因此就出現(xiàn)了氣動和質(zhì)量的不對稱問題。