[发明专利]一种风电机组叶片的防振扰流装置

说明书

本发明公开了一种风电机组叶片的防振扰流装置，包括网套、牵引绳、锁紧绳和扰流条，网套包含第一网套和第二网套，第一网套套在叶片表面上，并通过牵引绳绑在风电机组轮毂外侧的扶手上，扰流条通过锁紧绳固定在第一网套上，并沿第一网套的长度方向分布，每相邻的两个扰流条呈八字形的对称结构，第二网套套在第一网套上，并将扰流条套住，即第一网套、扰流条、第二网套形成夹心结构，第二网套通过锁紧绳与扰流条固定，以使扰流条更好地贴附在叶片表面上，且第一网套、扰流条、第二网套形成的夹心结构可以给叶片提供一个非空气动力学的外表面，从而诱导穿过叶片的气流产生湍流，增大摆振方向的气动阻尼，进而有效防止叶片发生涡激振动。

技术领域

本发明涉及风电机组叶片防振的技术领域，尤其是指一种风电机组叶片的防振扰流装置。

背景技术

任何非流线型物体,在一定的恒定流速下,结构物的两侧会交替地产生脱落的旋涡，这种交替发生的旋涡会使结构物受到流向以及横向的周期性变化的脉动压力，脉动压力的频率如果和结构物的固有频率接近，就会引发结构物的周期性振动，结构物的振动反过来又会改变其尾流结构，加剧表面旋涡的脱离。这种流体-结构物之间相互偶合作用的现象称作“涡激振动”。

风电机组停机状态可分为带电状态停机和无电状态停机。当风电机组处于无电状态停机状态时，如在风电机组吊装完叶轮至机组上电并网期间、机组故障断电期间，风机叶轮无法进行偏航及对风动作，当来流风向和机舱夹角较大时，即来流风向与叶片弦长方向成较大的角度时，叶片各截面的叶元攻角较大，漩涡在叶片前缘和后缘有节奏的脱落而出现失速现象，这种状态的流动不稳定，可形成类似于冯卡门涡街的涡流结构，可使叶片受到周期性变化的气动载荷，容易导致叶片发生涡激振动。虽然叶片结构具有特殊的弹性和强度，但如果涡激振动幅度过大、时间过长，则涡激振动可能会导致叶片损伤，这可能需要花费大量的时间进行维修，从而造成较大的经济损失。风电机组处于无电状态可能持续较长时间，且目前行业内还没有防止风电机组无电状态期间叶片发生涡激振动的有效手段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种安全可靠、携带方便、操作简单的风电机组叶片的防振扰流装置，可有效防止风电机组叶片发生涡激振动。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风电机组叶片的防振扰流装置，包括网套、牵引绳、锁紧绳和扰流条，所述网套包含第一网套和第二网套，所述第一网套套在叶片表面上，并通过牵引绳绑在风电机组轮毂外侧的扶手上，所述扰流条通过锁紧绳固定在第一网套上，并沿第一网套的长度方向分布，且每相邻的两个扰流条呈八字形的对称结构，所述第二网套套在第一网套上，并将扰流条套住，即第一网套、扰流条、第二网套形成夹心结构，且所述第二网套通过锁紧绳与扰流条固定，以使扰流条更好地贴附在叶片表面上，且第一网套、扰流条、第二网套形成的夹心结构能够给叶片提供一个非空气动力学的外表面，从而诱导穿过叶片的气流产生湍流，进而有效防止叶片发生涡激振动。

进一步，所述第一网套套在叶片的最大弦长位置至叶尖位置。

进一步，所述第一网套套在叶片展向60％位置至叶尖位置。

进一步，所述扰流条与叶片弦长方向成10°～80°夹角。

进一步，所述扰流条为带有棱边的柱体，其上开有多个供锁紧绳穿过的圆形通孔。

进一步，所述扰流条的棱边长度为20mm～2000mm，所述圆形通孔的直径为棱边长度的1/50～1/2。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、通过在风电机组叶片表面(优选叶片展向60％位置至叶尖位置)加装本防振扰流装置，本防振扰流装置由第一网套、第二网套和扰流条组成，通过锁紧绳固定在网套上扰流条可以更好地贴附在叶片表面上，由第一网套、扰流条、第二网套形成的夹心结构可以给叶片提供一个非空气动力学的外表面，从而诱导穿过叶片的气流产生湍流，大大减少了叶片表面气流由失速引起的相关不稳定性，进而有效防止叶片发生涡激振动。