基于超声微振动的风力机叶片除冰研究

风力机在寒冷潮湿地区工作时，叶片表面会产生积冰，降低叶片气动性能。为减少或去除积冰，提高风力机发电效率，本文开展了风力机叶片超声微振动除冰研究。设计了前缘为中空结构的翼型叶片，仿真计算了除冰振型，制作了叶片样件，测量了样件的固有频率。搭建了冰风洞试验系统和超声驱动系统，研制了一款翼型叶片冰层切向黏结力测量装置，开展了叶片超声微振动结冰时除冰和结冰后除冰研究，测量并计算了叶片表面结冰量和冰层黏结剪应力。研究结果表明，当结冰环境温度较高时，叶片结冰时超声微振动可以降低结冰量，具有除冰作用。在结冰后除冰中，可以显著降低冰层黏结强度。激振频率为21.2 kHz时，黏结强度最低，约为0.084 MPa。本研究为深入开展风力机叶片超声除冰技术奠定了基础。