Cua cav ntoo cov khoom xaiv
Tuaj hniav yog qhov tseem ceeb ntawm cov cua tshuab. Nws xa cua zog mus rau lub rotor ntawm lub tshuab ua hluav taws xob, ua rau nws tig thiab txiav cov hlau nplaum ntawm lub zog kom tsim hluav taws xob. Yuav ua kom lub lag luam zoo nyob rau hauv qhov chaw uas tsis tshua muaj siab nyob hauv thaj tsam, qhov yuav tsum tau ua rau cov khoom siv yas yog: 1 qhov kev kub ntxhov thiab qhov siab tshaj qhov siab thiab cov khoom siv dag zog, muaj peev xwm tiv taus cov mob nyhav thiab kev siv random (xws li cua daj cua dub) (thiab lwm yam) kom ua haujlwm zoo rau ntau tshaj 20 xyoo; 2 tus nqi them (yog raug teev meej raws li tus nqi tsim nyog rau txhua kilowatt) yog tsawg; 3 qhov tseem ceeb ntawm cov hniav, qhov kev hloov ntawm qhov kev sib hloov thiab qhov sib txawv ntawm lub zog yog qhov qub, thiab raug xa mus rau tag nrho Cov kev ruaj ntseg ntawm lub zog tsim qhov system zoo; 4 qhov kev ua kom tsis muaj corrosion, ultraviolet (UV) thiab hluav taws xob strike kuj zoo; 5 tus nqi them yog tsawg.
FRP muaj peev xwm ua tau raws li cov kev cai saum toj no thiab yog qhov zoo tshaj plaws cua turbine hniav khoom.
1.1GFRP
Feem ntau ntawm cov lag luam loj ntxuam muag tam sim no yog tsim los ntawm iav fiber reinforced yas (GFRP). Cov yam ntxwv ntawm GFRP tuaj yog:
1 Raws li qhov quab yuam yam ntxwv ntawm tus kiv cua hniav, lub zog thiab kev sib zog ntawm tus kiv cua tuaj yog cov thom khwm sab nraud, qhov ntawd yog, aerodynamic dabtsi yog khoov thiab centrifugal quab yuam. Lub tho kev siv aerodynamic khawm loj dua lub zog centrifugal, thiab kev sib txeeb shear los ntawm shearing thiab lub torsion tsis loj. Siv lub hom phiaj kev quab yuam dominated iav fiber (GF), GF lub ntsiab lus yuav muab tso rau hauv cov kev coj mus ntev ntawm cov hniav, kom lub hau yuav sib zog.
2 airfoil yooj yim rau duab, muaj peev xwm ua tiav siab tshaj plaws aerodynamic efficiency Yuav kom ua tiav qhov zoo tshaj plaws aerodynamic nyhuv, siv lub complex aerodynamic duab ntawm cov hniav, tsim ntau lub nrig chord ntev, tuab, torsion kaum thiab airfoil ntawm txawv rida ntawm lub log log, xws li raws li hlau Raug kev nyuaj heev. Nyob rau tib lub sijhawm, GFRP tuaj yeem ua huab hwm coj.
3 Siv sijhawm ntev txog 20 xyoo, tuaj yeem ua tau ntau tshaj 108 nkees ntxiv GFRP muaj zog qaug zog, qis dua thaij sab nraud, muaj sab hauv loj thiab ua haujlwm zoo seismic.
4 Ua kom muaj kev sib raug zoo Vim tias GFRP muaj acid, alkali thiab dej vapor tsis kam, tus kiv cua yuav tsum tau tawm nraum zoov. Tshwj xeeb tshaj yog rau cov cua ntsawj xeeb hauv cua uas tau tsim hauv xyoo tas los, cov cua turbines tuaj yeem ntsia tau rau hauv hiav txwv, kom cov cua turbines thiab lawv cov hniav Cov kev kuaj sim ntawm ntau cov huab cua.
Yuav kom txhim kho tau GFRP, GF tseem tuaj yeem hloov kho los ntawm kev kho deg, ntsuas thiab txheej. Cov kev tshawb fawb hauv Tebchaws Meskas tau pom tias kev siv lub xov tooj cua ntau zaus tso rau lub tsho tiv thaiv E-GF, nws lub zog thiab kev qaug zog tuaj yeem mus txog theem carbon fiber ntau (CF).
Qhov quab yuam tus yam ntxwv ntawm GFRP yog tias nws tuaj yeem muaj siab tensile siab nyob rau hauv GF kev coj, thaum lub zog hauv lwm cov lus qhia kuj tsawg.
Cov hniav muaj ib daim tawv nqaij thiab ib lub ntsiab nqaj. Daim tawv nqaij yog qhwv ntsej, lub nruab nrab txheej yog cov npuas npuab los yog Balsa ntoo, thiab cov hau thiab qis dua yog GFRP. Rau sab saum toj txheej muaj ib lub plhaub zis ntawm ib lub plhaub thiab ib nrab ntawm ± 45 °. Cov lauj kaub tais diav hauv pob txha yuav tsum tau pw nrog uniformectional npuag los yog cov cuab yeej GF, feem ntau nrog 7 los yog 4GF daim ntaub los tiv taus cov axial siab los ntawm lub zog centrifugal thiab pneumatic bending moment; thiaj li yuav piv tau cov txheej txheem molding, lub ± 45 ° GF txheej yuav raug rho tawm. 1: 1GF daim ntaub siv, uas yog tso raws li kev qhia ntawm axial mus rau sab nrauv kev ntxhov siab vim los ntawm lub qhov nqaim, thiab feem ntau yog pw ntawm sab nraud ntawm tus unidirectional txheej. Cov qauv ntawm cov nqaj muaj peev xwm ua tau ib lub qauv nyuaj lossis cov qauv GFRP. Txawm li cas los, sib koom tes ntawm daim tawv nqaij thiab lub nqaj hlau tsom, uas yog, qhov spar cap, yuav tsum yog tus qauv GFRP. Qhov no yog vim hais tias feem ntau ntawm cov nqaj ntawv ua ke nrog daim tawv nqaij thiab qhov kev nyuab siab loj, thiab lub zog thiab rigidity ntawm daim tawv nqaij yuav tsum tau ensured.
1.2CFRP
Nrog rau kev txhim kho ntawm cua cav hniav siv tshuab, cua zog tiam tsim tawm hauv kev siab zog thiab ntev tuaj. Qhov nce ntawm qhov ntev ntawm cov hniav tuaj mus ntxiv rau qhov zoo ntawm cov hniav. Kev txheeb ze ntawm qhov ntev ntawm cov hniav los ntawm 10 mus rau 60 m qhia tias cov hniav loj tsub kom yog ntawm lub voos xwmfab ntawm qhov ntev. Lub teeb nyhav ntawm qhov hno muaj qhov tseem ceeb ntawm kev ua haujlwm, nkees lub neej thiab lub zog tso zis. Raws li cov hniav ua rau lub zog hloov vim nws txoj kev nqhis, lub hau hniav thiab lub tsev muaj roj rog. Hniav qhov hnyav hnyav tuaj yeem txo qhov zoo ntawm cov qauv ntawm lub hub, tus nacelle, cov pej thuam thiab cov zoo li.
Rau cov hniav loj, txoj kev hnyav yog qhov teeb meem loj. Yuav kom ntseeg tau tias qhov taub ntawm cov hniav tsis kov cov pej thuam hauv cov huab cua kub hnyiab, tus hniav yuav tsum muaj qhov muaj zog txaus. Yuav kom txo tau qhov zoo ntawm cov hniav thiab kom ua tau raws li lub zog thiab kev nruj qaum, txoj kev siv tau yog siv cov tshuaj fiber ntau reinforced yas (CFRP). Tensile modulus ntawm CFRP yog 2 mus rau 3 zaug uas ntawm GFRP. Cov hniav loj loj nrog CF qhov cuab lub zog tuaj yeem siv tag nrho kom zoo dua lawv lub siab elasticity thiab lub cev nyhav. Raws li kev soj ntsuam, CF / GFRP hybrid li tswvyim yuav txo qhov phaus ntawm nplooj los ntawm 20% ~ 40%. Raws li txoj kev tshawb fawb tau txais nyiaj los ntawm European EC lub tuam txhab, qhov sib ntxiv ntawm CF rau lub ¢ 120m hniav rotor yuav ua tau kom zoo zuag qhia tag nrho ntawm 38%, thiab txo qhov tsim nqi 14% piv rau GF. Lwm txoj kev tshawb fawb kuj tau taw qhia tias qhov zoo ntawm tus kiv cua hniav los ntawm kev ntxiv CF yuav raug txo los ntawm kwv yees li 32% piv nrog GF.
Tam sim no, lub ntiaj teb loj tshaj CF / GFRP hybrid kiv cua hniav yog ib tug hniav ntawm 56m ntev tsim los ntawm Nodex rau cov hluav taws xob tua hluav taws 5 MW units. Nodex tseem tsim tau 43m (9.6t) CF / GFRP ntxuaj hniav rau cov xaum 2.5MW. Enercon tau tsim CFRP tuaj siv rau hauv 4.5 MW cua turbines. Seb CF yog kho kom zoo rau cov hniav loj yog tseem muaj teeb meem. Qee cov neeg ntseeg hais tias kev qhia txog CF technology hauv kev lag luam cua yog "peculiar" thiab kim, thiab yuav tsum tau zam yog tias ua tau. Txawm li cas los xij, ntau tus kws ua lub hauv paus muaj kev ntseeg tias lub ntuj tsim txoj cai qhia tau hais tias raws li qhov ntev ntawm cov hniav tuaj, cov pawg nce ceev dua lub zog rho tawm. Yog li, kev siv CF los CF / GF hybrid fibers yog tsim nyog los suppress nce nyob hauv pawg. Nyob rau tib lub sijhawm, thiaj li yuav txo tau cov nqi cua zog, nws tseem tsim nyog los tsim cov khoom tawg ntev nrog cov lus txaus.
Lub peev xwm los siv CFRP hauv qhov ntau ntawm kev ntxuam hniav nyob ntawm tus nqi ntawm CF. Txawm hais tias qhov kev ua tau zoo ntawm CFRP zoo dua GFRP, thiab cov cua los yog tag nrho cov cua turbine yog qhov tseem hnav, tus nqi kuj yog qhov tseem kim. Txawm hais tias CF CF nqe dauv mus rau $ 11 / Kg, tus nqi ntawm cov hniav npaj nrog CFRP tseem yog siab dhau lawm. Yog li, tam sim no, peb tab tom kawm hauv qhov tob los ntawm raw cov ntaub ntawv, kev siv tshuab, kev tswj kom zoo, thiab lwm yam, kom txo tau cov nqi CFRP.
Feem ntau, qhov me me ntawm cov hniav (piv txwv li, 22 m ntawm qhov ntev) yog ua los ntawm ib tug nqi loj ntawm pheej yig E-GFRP, thiab cov qauv matrix yog tsuas yog tsim los ntawm ib qho polyester uas tsis muaj nqis, thiab ib cov roj hmab ester lossis ib qho tshuaj epoxy kuj siv tau. Qhov loj dua tuaj (xws li 42 m ntev) feem ntau siv CFRP lossis CF / GFRP, thiab cov qauv matrix yog epoxy reag.
