风机叶片材料 设计与简介
风机叶片组成材料
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风机叶片组成材料风机叶片是风机的重要组成部分,它直接影响着风机的性能和效率。
在选择风机叶片的材料时需要考虑多个因素,包括材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性、重量等。
本文将介绍几种常用的风机叶片组成材料,并对它们的特点和应用进行详细分析。
1. 铝合金叶片铝合金叶片是目前应用最广泛的风机叶片材料之一。
它具有重量轻、强度高、耐磨性好等特点,适用于各种工业风机和通风设备。
铝合金叶片通常采用铝硅合金、铝镁合金等材料制成,具有良好的抗腐蚀性和耐高温性能。
此外,铝合金叶片还可以通过表面涂层或喷涂等方式进行处理,以提高其耐磨性和耐腐蚀性。
2. 碳纤维叶片碳纤维叶片是近年来新兴的风机叶片材料,它具有重量轻、强度高、刚度好等特点,能够有效提高风机的效率和性能。
碳纤维叶片通常由碳纤维复合材料制成,具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能。
此外,碳纤维叶片还具有良好的导热性能,可以有效降低风机叶片的温度,延长使用寿命。
3. 玻璃钢叶片玻璃钢叶片是一种常用的风机叶片材料,它由玻璃纤维和树脂复合材料制成,具有重量轻、强度高、耐磨性好等特点。
玻璃钢叶片适用于一些特殊环境下的风机,如耐腐蚀、耐高温等要求较高的场合。
此外,玻璃钢叶片还具有良好的绝缘性能和阻燃性能,能够有效提高风机的安全性能。
4. 不锈钢叶片不锈钢叶片是一种常用的耐腐蚀叶片材料,适用于一些特殊环境下的风机,如化工、海洋等领域。
不锈钢叶片具有优异的耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性能,能够在恶劣环境下保持良好的工作状态。
不锈钢叶片通常采用316L不锈钢材料制成,具有良好的机械性能和耐蚀性能。
5. 塑料叶片塑料叶片是一种轻质、低成本的风机叶片材料,适用于一些低压、低速的风机。
塑料叶片通常采用聚丙烯、聚乙烯等材料制成,具有良好的耐腐蚀性和耐磨性能。
尽管塑料叶片的强度和刚度较低,但在一些特殊应用场合下,如化学实验室、医疗设备等领域,塑料叶片仍然具有一定的优势。
风机叶片的组成材料对风机的性能和效率有着重要的影响。
风电基础知识培训风机叶片结构
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风电基础知识培训风机叶片结构风电作为一种清洁能源,近年来迅猛发展。
而风机叶片作为风力发电的核心组成部分之一,其结构设计和材料选择直接关系到风机的性能和寿命。
本文将介绍风机叶片的结构和相关知识。
一、风机叶片的概述风机叶片是将风能转化为机械能的重要部件,其主要作用是捕捉风能,并将风能转化为旋转能量,驱动发电机发电。
叶片的设计和制造直接影响了风机的效率和稳定性。
二、风机叶片的构造1. 叶片型号风机叶片通常采用空气动力学原理设计,常见的叶片型号有直线型、扭曲型、三维型等。
在选择叶片型号时,需要考虑风机所处的环境、风力特点以及预期的发电效率。
2. 叶片材料常见的叶片材料有玻璃钢和碳纤维复合材料。
玻璃钢叶片具有成本低、易加工等优点,但其强度和刚度相对较低;碳纤维复合材料叶片具有优良的机械性能,但成本较高。
选择合适的叶片材料需要综合考虑经济性和可靠性。
3. 叶片结构叶片一般由根部、腹板、翼尖和翼面等部分组成。
根部是叶片与风机轴连接的部位,需要具备足够的强度和刚度。
腹板是叶片最宽的部分,承担风压的主要作用。
翼尖则是叶片的末端部位,其形状和角度对风机的性能有直接影响。
叶片的翼面则通过空气动力学原理,利用不同的曲率和厚度分布实现对风能的捕捉和转化。
三、风机叶片的设计原则1. 力学强度风机叶片需要经受来自风力的巨大压力和外力的作用,因此在叶片设计过程中,需要考虑强度和刚度,以确保叶片能够承受外界的力量而不发生破坏。
2. 空气动力性能叶片的空气动力性能直接关系到风机发电效率。
在叶片设计过程中,需要采用合理的空气动力学曲线,以最大程度地捕捉和利用风能。
3. 质量和成本在选择叶片材料和结构设计时,需要兼顾质量和成本的平衡。
选择合适的材料和合理的结构设计,既可以确保叶片的强度和刚度,又可以降低生产成本。
四、风机叶片的制造工艺1. 叶片模具制造叶片模具是制造风机叶片的关键步骤之一。
叶片模具需要经过精确的设计和制造,以确保叶片的尺寸和形状符合设计要求。
【风力发电技术】_风电机组叶片介绍
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—喷面漆―配重
—►装铭牌、重心 ―k称重,完成生产 点标识
29
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原材料检验项 目
1、 纤维织物 2、 树脂 3、 胶粘剂 4、 PVC泡沫 5、 轻木 6、 螺栓/螺母
30
,
出厂检验项目
1、 0度角测量 2、 重量及重心点记录 3、 测量螺栓伸出法兰面长 度 4、 外观检查一目测 5、 导线电阻测量
开启真空系统及模具加热系统
40〜50 °C预固化6小时
筋板定位安装
8
^fti
华锐风电 S I N O V E L WIND CO . 4 LTD .
胶接面间隙测量 筋板高度调 整 上胶粘剂
合模,60r加热后固化6小时 脱模
9
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2.3铺层过程详解
1、 刷胶衣树脂 2、 铺设双轴纤维布 3、 在叶片根部铺设多层二轴纤维布 4、 铺设轻木(铺设范围距离根部3米到27米处铺设) 5、 铺设大梁(单轴纤维,铺设范围距离根部从3米多到37米多位置处) 6、 铺设PVC泡沫 7、 在叶片根部铺设多层二轴纤维布 8、 在根部距离1米多到6米处附近铺设轻木
SL3000风电机组叶片介绍
1
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1、叶片基本Байду номын сангаас绍—
1.1叶片简介
叶片被称为变速变桨叶片,能将风能转换 为机械能并传递到轮毂上
2
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1.2基本参数
长 度:44 m 最大 弦长:3.7m 适合风 况:海上IEC 翼 型: DU 根部连接:螺栓64XM36,螺栓中心圆直径
2.3m,材质为10.9级铬钼钢,且需经淬火、冋 火 工作温度:一30 °C〜+50°C
上,R20.00以后从T筋板中间平滑过渡到SS面筋板底部并一 直到法兰区。
高压轴流风机叶片的设计方案
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高压轴流风机叶片的设计方案
1. 叶片几何形状:叶片的形状直接影响风机的性能。
一般而言,高压轴流风机叶片应该采用厚度逐渐减小的曲线形状,以提供高效的气流导向和较小的能量损失。
同时,叶片的弯曲程度也会对风机的性能产生影响,需要进行合适的设计以实现高效能的气流。
2. 叶片材料:叶片需要具备足够的强度和耐疲劳性能,以应对高压环境下的工作要求。
常见的叶片材料包括铝合金、镍基合金和复合材料等。
根据具体要求,可以选择合适的材料并进行适当的制造工艺。
3. 叶片调节机构:为了适应不同工况下的工作要求,高压轴流风机通常需要配备叶片调节机构。
这样可以通过调节叶片的角度或者变化叶片的截面形状来实现风机的流量、压力和效率的控制。
4. 叶片表面涂覆:叶片表面涂覆可以改善叶片的表面摩擦系数,减小风机运行时的能源损失。
一般常用的涂层材料有硅橡胶、光滑聚合物等。
以上是高压轴流风机叶片设计的一些基本方案,具体需要根据具体要求和实际情况进行综合考虑和调整。
轴流风机叶片技术要求
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轴流风机叶片技术要求轴流风机是一种常用于通风、空调和空气循环系统中的设备,其叶片技术要求对于风机的性能和效率至关重要。
以下是对轴流风机叶片技术要求的解释:1. 叶片形状和设计:轴流风机的叶片形状和设计需要考虑风机的效率和风流特性。
叶片通常应具有 aerodynamic profile,以最大程度地减少气流的阻力,并产生最大的气流。
叶片的形状和角度应该被优化,以确保空气能够有效地穿过叶片,减少湍流和能量损失。
2. 叶片材料和强度:轴流风机叶片需要使用具有足够强度和刚度的材料,以承受风压和旋转运动所带来的力量。
常见的叶片材料包括铝合金、玻璃纤维增强塑料和复合材料。
材料的选择应该考虑到叶片的重量、耐久性和成本等因素。
3. 叶片表面光滑度:叶片表面的光滑度对于减少气流的阻力和提高风机性能非常重要。
光滑的叶片表面可以减少摩擦力和湍流,从而降低能量损失。
使用光滑的表面涂层或采用光滑的材料可以提高叶片的表面光滑度。
4. 叶片螺距和旋转速度:叶片螺距和旋转速度直接影响轴流风机的风量和压力。
适当的螺距和旋转速度可以确保风机能够提供所需的气流和压力。
螺距是叶片上连续两个点之间的距离,螺距越大,每个旋转周期中气流的推动力越大。
旋转速度则决定了每分钟旋转的次数,旋转速度越高,风机产生的气流越大。
5. 叶片调节和控制:轴流风机通常需要在不同的工况下调整和控制叶片的角度和转速。
通过调整叶片的角度,可以改变风机的风量和压力。
通过控制叶片的转速,可以调节风机的工作状态和效率。
叶片调节和控制通常通过电机、变频器或机械装置实现。
6. 叶片间隙和密封:叶片与风机壳体之间的间隙和叶片与轴之间的间隙需要控制在适当的范围内。
过大的间隙会导致气体泄漏和能量损失,而过小的间隙会增加摩擦力和磨损。
适当的密封装置和间隙控制可以提高风机的效率和性能。
以上是对轴流风机叶片技术要求的解释。
了解和满足这些要求对于设计、制造和维护轴流风机至关重要,以确保风机能够稳定、高效地提供所需的气流和压力。
第5章 叶片材料及制造工艺
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风力发电机叶片生产过程_腾讯视频 https:///x/page/g0331e7 8nfz.html?ptag=qqbrowser
5.2 叶片制造工艺
具体成型工艺大致可分为手糊成型、模压成型、拉挤 成型、纤维缠绕、树脂传递模塑、预浸料成型以及真空灌 注成型等7种工艺。
第 5章
风力机叶片材料及制造工艺
5.1 叶片材料
5.1.3.3 夹芯材料 夹芯材料一般使用在叶片前缘、后缘以及剪切腹板处, 可增加结构刚度,防止局部失稳,提高整个叶片的承载能力 并降低叶片重量。
1、硬质泡沫
2、轻木
第 5章
风力机叶片材料及制造工艺
5.1 叶片材料
5.1.3.4 胶黏剂 胶黏剂的作用是对叶片上壳体与下壳体、壳体与剪切 腹板进行黏接,并填实壳体缝隙。
5.2 叶片制造工艺
5.2.1 手糊成型工艺
传统的复合材料叶片多采用手糊工艺制造。
材料准备剪裁 手糊成型 制品固化 后处理
胶衣/树脂
第 5章
风力机叶片材料及制造工艺
5.2 叶片制造工艺
5.2.2 模压成型工艺 模压成型工艺首先将增强材料和树脂置于双瓣模具中, 然后闭合模具,加热加压,再进行固化脱模。
常见材料:一般的聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料都 是热塑性。雨衣,食品袋或包装袋
热固性
热固性指加热时不能软化和反复塑制,也不在 溶剂中溶解的性能,体型聚合物具有这种性能。
第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度, 产生化学反应一交联固化而变硬,这种变化是 不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软 流动了。正是借助这种特性进行成型加工,利 用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型 腔,进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这 种材料称为热固性塑料。
风机叶片材料
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风机叶片材料
风机叶片材料广泛应用在工业和家用风机中,其主要功能是转动并推动空气流动。
因此,风机叶片材料的选择很重要,既要具备足够的强度和耐用性,又要轻便且易于加工。
以下是常用的风机叶片材料和其特点。
1. 塑料材料
塑料材料具有重量轻、成本低、绝缘性好等特点,因此在一些小型风机或家用风扇中广泛使用。
常见的塑料材料有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等。
这些材料有较好的耐腐蚀性和绝缘性,但其强度和耐磨性相对较差,在高速运转的风机中使用相对有限。
2. 玻璃纤维增强塑料(GFRP)
玻璃纤维增强塑料是将玻璃纤维与树脂复合制成的复合材料,具有轻质、高强度、耐磨性好等特点。
玻璃纤维增强塑料广泛用于一些大型工业风机中,尤其是用于高速旋转的叶片。
由于其具有高强度和耐磨性,可以在恶劣的工作环境下长期使用。
3. 铝合金
铝合金是一种轻质、耐腐蚀、导热性好的材料。
在一些需要提高散热性能的风机中,常采用铝合金制造叶片。
铝合金材料的制造工艺相对简单,且成本相对较低,适用于中小型风机。
4. 不锈钢
不锈钢具有良好的耐腐蚀性和高强度,适用于一些在腐蚀性工作环境中需要长期使用的风机。
不锈钢材料相对重量较大,但
其耐腐蚀性能和强度优于其他材料,可以确保风机在恶劣条件下的稳定运行。
总之,风机叶片材料的选择要考虑到其强度、耐磨性、耐腐蚀性和重量等因素。
不同类型的风机在选择叶片材料时应根据具体的工作条件和要求做出合适的选择。
风机叶片结构设计及优化
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风机叶片结构设计及优化风机是一个广泛应用于工业、建筑以及能源等领域的重要工具。
作为其中的核心组成部分,风机叶片的结构设计和优化显得尤为关键。
本文将着重探讨风机叶片结构设计的相关技术和优化策略。
一、风机叶片的结构设计1. 叶片形状风机叶片的形状是决定其性能的关键因素之一。
基本的叶片形状通常有三种:翼型、蝶形和直线形。
其中翼型叶片是最常见的,可以分为对称型和非对称型两种。
不同翼型的叶片在不同的工况下表现也不同,设计师需要根据具体需求灵活选择。
2. 叶片材料风机叶片的材料通常选择纤维增强塑料(FRP)、玻璃钢、铝合金、镍基合金以及复合材料等。
不同材料的优缺点不同,例如FRP具有较好的耐腐蚀性和轻重量比,适合在恶劣的环境下使用;而铝合金则具有较高的强度和刚度等优点,适合在高负荷的情况下使用。
3. 叶片尺寸叶片的尺寸也是设计中需要考虑的重要因素。
一般来说,叶片的长度具有一定的比例关系,通常为直径的1.5~2倍。
不同长度的叶片会影响到其在特定空间内的布局和使用效果。
4. 叶片数量风机的叶片数量可以根据具体需求在2~8片之间选择。
一般情况下,叶片数量越多,风机的转速越低,稳定性也越高。
但在设计过程中需要考虑到实际使用场合的工况和空间,以避免过度设计。
二、风机叶片的优化策略1. 流体力学优化叶片的流线型形状可以影响其对气流的捕捉和传递能力。
设计者可以针对流体力学特征进行优化,如通过调整叶片厚度分布、弯曲角度以及叶片的扭转角度等来提高叶片的效率和性能。
2. 材料优化在选择叶片材料时,设计师需要考虑到其强度、刚度、耐热、耐腐蚀等多重指标。
优化材料选择的策略包括增强材料、改善制造工艺以及提升材料组织结构等。
3. 结构优化风机叶片的整体结构需要考虑到叶片的受力情况以及轴对称性等。
在叶片设计中,设计师可以通过优化叶片弯曲度、调整叶片内部支撑结构等方式来同时提高叶片的强度和刚度。
结语总体来说,风机叶片的结构设计和优化需要综合考虑多个因素,包括叶片形状、材料、尺寸、数量等。
风机叶片结构设计与优化
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风机叶片结构设计与优化随着现代工业的快速发展,风力发电作为一种可再生的可持续能源形式也逐渐成为了人们关注的焦点。
而在风力发电的核心部件,风能转换系统中,风机叶片的设计和优化也十分关键。
风机叶片的结构设计风机叶片是风力发电机组的重要部分,主要作用是将风能转化为机械能,进而驱动发电机发电。
对于风机叶片的结构设计,需要考虑到以下几个方面。
首先,要充分考虑风速和风向的变化,以及风场的特性,从而设计出符合实际工作环境的叶片结构。
在设计叶片的根部、中部和尖部等位置时,还需要根据不同的受力情况进行合理的加强设计。
其次,叶片的长度和宽度也需要充分考虑。
如果叶片长度过短,那么就不能充分利用风能进行转换,从而影响到风力发电机组的发电效率。
而如果叶片长度过长,对于材质和生产成本的要求将会更高,也会带来更大的制造难度。
此外,叶片的形状也是设计的重要方面。
对于一般的三叶片风机叶片来说,需要考虑到叶片弯曲度、扭曲度、翼型等因素。
这些因素将直接影响到叶片的起飞速度、最大风速以及噪音等问题。
风机叶片的优化针对风机叶片的结构设计,优化也是设计的一个重要方面。
对于现有的风机叶片,需要进行深入的研究和优化,以提高风力发电机组的整体效率。
首先,要优化叶片的气动性能。
通过研究叶片的气动流场等问题,可以进一步改善叶片的气动性能,提高叶片的起飞速度和最大功率输出。
此外,还可以利用附面效应和扭曲设计等技术手段,改善叶片的空气动力学特性。
其次,要针对叶片的材质和结构进行优化。
目前常用的叶片材料主要为玻璃钢、碳纤维复合材料等。
但是,在复杂环境中,这些材料容易受到外界环境和受力情况的影响,导致叶片的损坏和破坏。
因此,需要对叶片的材料进行深入研究,开发出更加适合风力发电场景下的叶片材料。
最后,还需要对叶片的生产和装配进行优化。
对于现有的生产和装配工艺来说,需要考虑到生产成本、制造难度和效率等因素,进一步提高叶片的生产效率和质量水平。
结语风机叶片的结构设计和优化是风力发电系统中重要的研究内容。
风机叶片材料
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风机叶片材料、设计与工艺简介复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件,直接阻碍着整个系统的性能,并要具有长期在户外自然环境条件下利用的耐候性和合理的价钱。
因此,叶片的材料、设计和制造质量水平十分重要,被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。
阻碍风机叶片相关性能的因素要紧有原材料、风机叶片设计及叶片的制造工艺三种。
一风机叶片的原料目前的风力发电机叶片大体上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、碳纤维等增强材料,通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。
关于同一种基体树脂来讲,采纳玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采纳碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。
可是,碳纤维的价钱目前是玻璃纤维的10左右。
由于价钱的因素,目前的叶片制造采纳的增强材料要紧以玻璃纤维为主。
随着叶片长度不断增加,叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求,玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中慢慢显现性能方面的不足。
为了保证叶片能够平安的承担风温度等外界载荷,风机叶片能够采纳玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料结构,尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位,那么利用碳纤维作为增强材料。
如此,不仅能够提高叶片的承载能力,由于碳纤维具有导电性,也能够有效地幸免雷击对叶片造成的损伤。
风电机组在工作进程中,风机叶片要经受壮大的风载荷、气体冲洗、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界的作用。
为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐侵蚀和耐冲洗等性能,必需对树脂基体系统进行精心设计和改良,采纳性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂,改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能,提高叶片的承载能力,扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。
同时,为了提高复合材料叶片在恶劣工作环境中长期利用性能,能够采纳耐紫外线辐射的新型环氧树脂系统。
二风机叶片的设技以最小的叶片重量取得最大的叶片面积,使得叶片具有更高的捕风能力,叶片的优化设计显得十分重要,尤其是符合空气动力学要求的大型复合材料叶片的最正确外形设计和结构优化设计的重要性尤其突出,它是实现叶片的材料/工艺有效结合的软件支撑。
风力发电机叶片材料的选用
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风力发电机叶片材料的选用叶片是风力发电机组的重要构件。
它将风能传递给发电机的转子,使之旋转切割磁力线而发电。
为确保在野外极其恶劣环境中长期不停、安全地运行,对叶片材料的要求是:①密度小且具有最佳的疲劳强度和力学性能,能经受住极端恶劣条件和随机的负荷(如暴风等)的考验,确保安全运转20年以上;②成本(精确说为分摊到每度电的成本)低;③叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲红都正常,传递给整个发电系统的负荷稳定性好;④耐腐蚀、耐紫外线(UV)照射和抗雷击性好;⑤维护费用低。
FRP完全可以满足以上要求,是最佳的风力发电机叶片材料。
1.1 GFRP目前商品化的大型风机叶片大多采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)制造。
GFRP叶片的特点为:①可根据风机叶片的受力特点来设计强度与刚度风机叶片主要是纵向受力,即气动弯曲和离心力,气动弯曲载荷比离心力大得多,由剪切与扭转产生的剪应力不大。
利用玻璃纤维(GF)受力为主的受力理论,可将主要GF布置在叶片的纵向,这样就可使叶片轻量化。
②翼型容易成型,可达到最大气动效率为了达到最佳气动效果,利用叶片复杂的气动外形,在风轮的不同半径处设计不同的叶片弦长、厚度、扭角和翼型,如用金属制造则十分困难。
同时GFRP叶片可实现批量生产。
③使用时间长达20年,能经受108以上疲劳交变载荷GFRP疲劳强度较高,缺口敏感性低,内阻尼大,抗震性能较好。
④耐腐蚀性好由于GFRP具有耐酸、碱、水汽的性能,可将风机安装在户外,特别对于近年来大力发展的离岸风电场来说,能将风机安装在海上,使风力机组及其叶片经受各种气候环境的考验。
为了提高GFRP的性能,还可通过表面处理,上浆和涂覆等对GF进行改性。
美国的研究表明,采用射电频率等离子体沉积去涂覆E-GF,其拉伸及耐疲劳性可达到碳纤维(CF)的水平。
GFRP的受力特点是在GF方向能承受很高的拉应力,而其它方向承受的力相对较小。
叶片由蒙皮和主梁组成,蒙皮采用夹芯结构,中间层是硬质泡沫塑料或Balsa木,上下面层为GFRP。
风机叶片复合材料
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风机叶片复合材料连云港的中复连众复合材料集团有限公司,是一家集复合材料产品开发、设计、生产、服务于一体,以风力发电机叶片、玻璃钢管道、贮罐和高压气瓶、高压管道为主打产品的高新技术企业。
机缘巧合之下,我有幸简单参观到这个公司生产的风机叶片。
我第一次见到这些放置在长拖车上的长达40米的叶片时,我感到非常惊讶,刚好老师在课上播放了风机叶片安装过程的视频,更加激起了我的好奇心,很想知道它们是怎么生产出来的。
下面是我查阅的一些资料。
目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、碳纤维等增强材料,通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。
1玻璃纤维复合材料叶片玻璃纤维增强聚脂树脂和玻璃纤维增强环氧树脂是目前制造风机叶片的主要材料,E-玻纤则是主要的增强材料,研究表明,采用射电频率等离子体沉积去涂覆E-玻纤,可降低纤维间的微振磨损,其耐拉伸疲劳强度就可以达到碳纤维的水平。
但是,E2玻纤密度较大,随着叶片长度的增加,叶片的质量也越来越重,叶片越重,对发电机和塔座要求就越高,同时也影响到发电机组的性能和效率,因此,需要寻找更好材料以适应大型叶片发展的要求。
2碳纤维复合材料叶片研究表明,碳纤维(CF)复合材料叶片的刚度是玻璃纤维复合材料叶片的2~3倍,大型叶片采用碳纤维作为增强材料更能充分发挥其轻质高强的优点。
但由于其价格昂贵,限制了它在风力发电上的大规模应用。
因此,全球各大复合材料公司正在从原材料、工艺技术、质量控制等各方面进行深入研究,以求降低成本。
现在碳纤维轴已广泛应用于转动叶片根部,因为制动时比相应的钢轴要轻得多,但在发展更大功率风力发电装置和更长转子叶片时,采用性能更好的碳纤维复合材料势在必行。
3碳纤维/轻木/玻纤混杂复合材料叶片当叶片长度增加时,质量的增加要高于能量的取得,因此碳纤维或碳/玻混杂纤维的使用对抑制质量的增大是必要的。
在制造大型叶片时,采用玻纤、轻木和PVC相结合的方法可以在保证刚度和强度的同时减轻叶片的质量。
电风扇叶片塑料模具设计说明
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第1章注塑模具的可行性分析1.1 注塑模具设计特点注塑成型可以一次成型复杂形状、精确尺寸或插入塑料制品。
在注塑模具设计中。
必须充分注意以下三个特点:(1)大部分塑料熔体属于假塑料液体,可以剪切和稀释。
其流动性取决于材料类型、剪切速率、温度和压力。
因此,必须根据其流变特性设计浇注系统,并检查型腔压力和锁模力。
(2)注塑模具被视为具有高型腔压力的耐压容器。
模具的结构设计应在正确估计模腔压力的基础上进行。
为保证合模、成型、开模、脱模和侧抽芯的可靠性能,必须充分考虑模具零件和塑料零件的刚度和强度等力学问题。
1.2 注塑模具的组成所有的注塑模具都可以分为动模和定模两部分。
当注模时,动模和定模闭合,形成型腔和浇注系统;开模时,定模和动模分离,取出零件。
定模安装在注塑机的固定板上,动模安装在注塑机的动模板上。
根据模具上各部分功能的不同,可组成一个系统或机构。
(1) 成型零件指形成型腔的零件,与熔体直接接触并形成塑料零件。
通常有冲头、型芯、成型棒、凹模、成型环、镶件等零件。
动模和动模合模后,成型件决定了塑件的外轮廓尺寸和外轮廓尺寸。
(2)浇注系统将塑料熔体从注塑机的喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统,它由主流道、分流道、浇口和冷井组成。
(3) 导向定位机构为保证动模和定模合模时能准确导向和对准,通常在动模和定模上分别设置导柱和导套。
深型腔注塑模具还必须在主分型面上设置锥面定位,有时还要设置导向件,以保证脱模机构的准确移动和复位。
(4) 释放机制它是指在开模过程的后期将塑料件从模具中取出的机构。
(5) 横向剖分抽芯机构对于有侧凹或侧孔的塑件,在从模具中顶出之前,必须先进行侧分型,或者必须将侧冲头或侧芯拉出。
1.3 塑料风扇叶片的设计与分析风叶是利用一定空间曲面通过主体高速旋转产生风能的叶片。
过去,它们大多是由金属片制成,并模制成风叶。
然后,与扇叶主体固定安装,形成扇叶。
由于叶片成型和组装等原因,往往使风机叶片的静、动平衡难以满足设计要求。
风电基础知识培训风机叶片选材要点
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风电基础知识培训风机叶片选材要点风电基础知识培训–风机叶片选材要点风能是一种可再生、清洁的能源,风电作为其中的重要组成部分,越来越受到社会的重视。
而风机叶片作为风能转换的关键部件之一,其选材的质量和性能直接决定了风电的发电效率和可靠性。
本文将重点介绍风机叶片选材的要点,以帮助您更好地了解和应用风电技术。
1. 叶片材料的优势选择风机叶片需要具备良好的强度、刚性和耐腐蚀性能,常见的叶片材料包括玻璃纤维增强塑料(GFRP)、碳纤维增强塑料(CFRP)和复合材料等。
其中,GFRP材料具有质量轻、价格低廉等优势,适用于大部分的风机叶片制造。
而CFRP材料具有更高的强度和刚性,适用于大型风电场等场合,但其成本较高。
2. 叶片材料的力学性能要求叶片在运行时需要承受来自风力的载荷,因此其力学性能非常重要。
首先,叶片需要具备足够的强度,以承受风压和风荷载的作用。
其次,叶片的弯曲刚度需要适中,过大会容易导致疲劳破坏,过小则会影响叶片的动力性能。
此外,叶片还需要具备一定的阻尼特性,以减少振动对风机的影响。
3. 叶片材料的耐腐蚀性要求风机叶片处于室外环境中,经常受到风沙、雨水、紫外线等多种环境因素的侵蚀,因此其耐腐蚀性也是选材的重要考虑因素。
GFRP材料在常见环境中具有较好的耐腐蚀性能,但在强酸、强碱等特殊环境中的耐腐蚀能力较差。
因此,在特殊环境中使用的风机叶片应选用具有更好耐腐蚀性能的材料。
4. 叶片材料的制造工艺要求风机叶片的制造过程包括模具制作、布料预处理、复合材料成型等多个环节,需要保证每个环节的工艺操作准确无误。
制造工艺的不合理或不精细会导致叶片内部存在气泡、纤维方向偏斜等缺陷,进而影响叶片的强度和使用寿命。
因此,在选用叶片材料时,还需要考虑其制造工艺的可行性和成本效益。
5. 叶片材料的可持续性考虑在如今注重环境保护和可持续发展的社会背景下,叶片材料的可持续性也成为重要的考虑因素之一。
可再生和可回收的材料,如生物基复合材料,正逐渐在风机叶片制造中得到应用。
兆瓦级风机叶片材料分析
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兆瓦级风机叶片材料分析在当今世界能源日益减少,同时又对环保十分重视的大背景下,风力发电地大力开发已经逐渐成为一种趋势。
近年来,风力发电在全球范围内迅速发展。
风机叶片是锋利发电几组的核心部件之一,其价值大概站到了整机的20%以上。
近年来随着风机叶片技术的不断发展,风力发电从复合材料的边缘应用变成了复合材料的主流市场之一。
1 兆瓦级风机叶片材料发展状况在风力发电机组中,风机叶片是进行风能捕获的关键部件,其水平高低直接影响着整个风力发电系统技术水平的高低。
风机叶片从出现以来已经有超过100年的发展历史,在其发展过程中,叶片的材料经历了多个发展阶段,从最初的木制、皮制叶片发展到如今的各种合成材料叶片。
目前,风机叶片中使用最为广泛的材料是玻璃纤维复合材料,同时随着纳米技术的发展,风机叶片材料也不断向更轻的方向发展,基于纳米技术的碳纤维复合材料也被逐渐应用到风机叶片中。
目前使用普遍的玻璃纤维复合材料一般采用玻璃钢及复合材料制造,该材料具有优良的性能,能够保证风机叶片长期处于恶劣工作条件下的稳定性。
经过长期的实践研究表明,风机叶片低于载荷能力收到叶片质量大小、强度以及刚度的影响,同时捕风能力也受到叶片大小的直接影响。
2 风机叶片材料分析风机叶片的制造材料的选择需要对叶片的结构特性进行考虑,在控制成本的前提下,需要材料具有较高的强度重量比、抗疲劳能力以及较强的刚度。
因此,在目前的技术条件下,风机的叶片材料主要选择玻璃纤维GRP,同时也在少量使用碳纤维强化复合材料CFRP作为风机的叶片材料,在目前的兆瓦级风机中,其叶片均是由符合材料制造的。
线面将主要对兆瓦级风机叶片制造中所采用的四种主体材料进行介绍,分别为玻璃纤维、环氧树脂、PVC芯材及胶粘剂四种材料。
2.1 玻璃纤维玻璃纤维是一种无机非金属材料,其具有优异的性能,且种类繁多,其具有良好的绝缘性、耐热性、耐腐蚀性及较高的机械强度,但是脆性过高且抗磨损性也较差。
玻璃纤维主要利用废旧玻璃作为原材料进行制造,其制造过程需要经过高温熔制、拉丝、络纱及织布等多个步骤。
风力发电机组风机叶片设计与优化
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风力发电机组风机叶片设计与优化风力发电是一种清洁能源,得到了越来越广泛的应用。
而风机叶片作为风力发电机组的关键部件,其设计与优化对于风力发电机组的性能至关重要。
本文将着重探讨风机叶片设计与优化的相关内容,分析其在风力发电领域的重要性。
一、风机叶片的基本结构与功能风机叶片是风力发电机组的核心部件之一,通常由复合材料制成。
其主要功能是利用风力驱动风力发电机组的转子旋转,通过转子转动驱动发电机发电。
风机叶片的设计直接影响着整个风力发电机组的性能,因此合理的设计与优化显得尤为重要。
二、风机叶片设计的关键参数在进行风机叶片设计时,需要考虑的关键参数包括叶片的长度、形状、倾角、材料等。
叶片长度直接影响着叶片的受力情况和风力的受损情况,叶片形状和倾角则会影响风力的捕捉效率和叶片的受力分布。
选择合适的材料也是风机叶片设计中需要重点考虑的因素,通常采用的复合材料具有重量轻、强度高等优点,能够有效提高叶片的性能。
三、风机叶片设计的优化方法为了提高风机叶片的性能,需要进行设计的优化。
常用的优化方法包括气动外形优化、叶片结构优化和材料选择优化等。
气动外形优化可以通过数值模拟和实验测试来确定最佳的叶片外形,以提高叶片的气动效率;叶片结构优化可以通过有限元分析等手段来确定最佳的叶片结构,以提高叶片的受力性能;材料选择优化可以通过比较不同材料的性能和成本等因素,选择最适合的材料。
四、风机叶片设计与优化的发展趋势随着风力发电技术的不断发展,风机叶片设计与优化也在不断创新。
未来的风机叶片设计将更加注重性能与经济的平衡,通过不断提升叶片的气动效率、受力性能和材料性能,实现风力发电机组的更高效率和更长寿命。
综上所述,风机叶片设计与优化是风力发电技术中的关键环节,对于提高风力发电机组的性能至关重要。
随着技术的不断进步和发展,相信未来风机叶片的设计与优化会有更大的突破,为风力发电行业的发展贡献力量。
风力发电机叶片材料选用介绍
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风力发电机叶片材料选用介绍叶片是风力发电机组的重要构件。
它将风能传递给发电机的转子,使之旋转切割磁力线而发电。
为确保在野外极其恶劣环境中长期不停、安全地运行,对叶片材料的要求是:①密度小且具有最佳的疲劳强度和力学性能,能经受住极端恶劣条件和随机的负荷(如暴风等)的考验,确保安全运转20年以上;②成本(精确说为分摊到每度电的成本)低;③叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲红都正常,传递给整个发电系统的负荷稳定性好;④耐腐蚀、耐紫外线(UV)照射和抗雷击性好;⑤维护费用低。
FRP完全可以满足以上要求,是最佳的风力发电机叶片材料。
GFRP目前商品化的大型风机叶片大多采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)制造。
GFRP叶片的特点为:①可根据风机叶片的受力特点来设计强度与刚度风机叶片主要是纵向受力,即气动弯曲和离心力,气动弯曲载荷比离心力大得多,由剪切与扭转产生的剪应力不大。
利用玻璃纤维(GF)受力为主的受力理论,可将主要GF布置在叶片的纵向,这样就可使叶片轻量化。
②翼型容易成型,可达到最大气动效率为了达到最佳气动效果,利用叶片复杂的气动外形,在风轮的不同半径处设计不同的叶片弦长、厚度、扭角和翼型,如用金属制造则十分困难。
同时GFRP叶片可实现批量生产。
③使用时间长达20年,能经受108以上疲劳交变载荷GFRP疲劳强度较高,缺口敏感性低,内阻尼大,抗震性能较好。
④耐腐蚀性好由于GFRP具有耐酸、碱、水汽的性能,可将风机安装在户外,特别对于近年来大力发展的离岸风电场来说,能将风机安装在海上,使风力机组及其叶片经受各种气候环境的考验。
为了提高GFRP的性能,还可通过表面处理,上浆和涂覆等对GF进行改性。
美国的研究表明,采用射电频率等离子体沉积去涂覆E-GF,其拉伸及耐疲劳性可达到碳纤维(CF)的水平。
CFRP随着风机叶片设计技术的提高,风力发电向大功率、长叶片的方向发展。
叶片长度增加势必增加叶片的质量。
经对长度10~60m的叶片进行的统计表明,叶片质量按长度的三次方增加。
风力发电机组降噪技术及叶片优化设计
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风力发电机组降噪技术及叶片优化设计随着全球对可再生能源的需求不断增长,风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式,受到了广泛的关注和推广。
然而,风力发电机组在发电过程中产生的噪音问题也逐渐引起人们的担忧。
为了解决这一问题,需要采取有效的降噪技术和优化设计方案。
一、风力发电机组噪音来源分析风力发电机组噪音主要来源于风机运转时的空气动力、机械振动以及发电机本身的噪声。
其中,风机运转时的空气动力和机械振动是噪音产生的主要原因。
为了降低噪音,可以从风机叶片结构、电机转子、变速器、基础等方面进行优化设计。
二、风机叶片优化设计1. 叶片材料选择叶片的材料选择对噪音水平有着重要影响。
传统的玻璃纤维材料会造成大量的噪音,而采用复合材料则可以有效减少噪音的产生。
例如,碳纤维复合材料具有较低的噪音发射特性,可以降低风力发电机组的噪音水平。
2. 叶片结构设计叶片的结构设计也是影响噪音水平的重要因素。
采用空穴式叶片结构可以减少噪音的辐射,降低风力发电机组的噪音水平。
同时,在叶片的表面加装符合流线型的凹槽、翼型颗粒等结构,可以改变气流的流动状态,减小气流的湍流程度,从而减少噪音的产生。
三、风力发电机组降噪技术1. 隔声措施通过采用隔声材料,可以有效地吸收、隔离和反射噪音,减少噪音的传播。
例如,在发电机外壳内部覆盖吸声材料,可以降低噪音的辐射。
此外,采用密封隔音罩等装置也可以有效减少噪音的传播。
2. 主动降噪技术主动降噪技术是利用电子设备对噪音进行控制和干扰,从而达到减少噪音的目的。
通过对发电机运行状态、工作频率等参数进行实时调整,可以减小噪音的产生。
3. 声音净化技术声音净化技术主要是针对噪音的频率和幅度进行调整,使之符合人耳的感知范围。
通过使用声学滤波器和数字信号处理技术,可以减小噪音的频率分量和幅度,使其更加柔和。
四、风力发电机组降噪技术应用前景风力发电机组降噪技术的应用前景广阔。
随着技术的不断进步和成本的降低,降噪技术将逐渐得到广泛应用。
nrel5mw风力机叶说明书
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nrel5mw风力机叶说明书NREL 5MW风力机叶说明书1. 简介NREL 5MW风力机是目前世界上应用较为广泛的一种风力发电装置。
其叶片作为风力机的核心部件之一,在转化风能为电能的过程中起着至关重要的作用。
本说明书将详细介绍NREL 5MW风力机叶的设计、结构、性能以及维护等方面的内容。
2. 设计理念NREL 5MW风力机叶的设计遵循高效能、低噪音和长寿命的原则。
在设计过程中,采用了先进的流体动力学理论和仿生学原理,使得叶片在风能转化过程中能够最大限度地捕捉风力。
同时,通过优化叶片的形状和结构,降低了振动和噪音的产生,为风力发电场的环境影响提供了保障。
3. 结构设计NREL 5MW风力机叶采用三叶片结构,可有效利用风力并将其转化为旋转动能。
每片叶片均由多段空心的复合材料制成,其中,叶片根部较厚,逐渐向叶片顶部变薄。
整体叶片的造型呈现出流线型,以降低空气阻力和噪音。
4. 材料选择为了确保叶片的强度与轻量化,NREL 5MW风力机叶采用了高强度复合材料作为基本材料。
这种复合材料具有良好的抗风压能力和耐腐蚀性能,同时具备较低的断裂伸长率,使得叶片在高速旋转时依然能够保持稳定。
5. 叶片性能NREL 5MW风力机叶的设计使得其具备较高的风能转化效率。
通过叶片的曲率和旋转速度的匹配,能够在不同风速下都能实现最佳的功率输出。
同时,叶片的结构设计减小了湍流和噪音,使得整个风力机系统工作更加平稳安静。
6. 维护与保养为了确保NREL 5MW风力机叶的正常运行和延长使用寿命,需要定期进行维护与保养。
维护包括检查叶片表面的状况,清除积累的杂物和冰霜,并对叶片进行必要的修复。
保养包括定期润滑叶片轴承等关键部件,以及对整个风力机系统进行全面检查和维护。
7. 使用注意事项在使用NREL 5MW风力机叶时,需要注意以下事项:- 在安装和维护过程中,需要遵循相关的操作规程和注意事项,确保人员的安全防护。
- 在极端天气条件下,如台风等,需要及时停机并采取必要的防护措施,避免叶片受到损坏。
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风机叶片材料、设计与工艺简介
核心提示:复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件,直接影响着整个系统的性能,并要具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。
因此,叶片的材料、设计和制造质量水平十分重要,被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。
复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件,直接影响着整个系统的性能,并要具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。
因此,叶片的材料、设计和制造质量水平十分重要,被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。
影响风机叶片相关性能的因素主要有原材料、风机叶片设计及叶片的制造工艺三种。
一风机叶片的原料
目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、碳纤维等增强材料,通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。
对于同一种基体树脂来讲,采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。
但是,碳纤维的价格目前是玻璃纤维的10左右。
由于价格的因素,目前的叶片制造采用的增强材料主要以玻璃纤维为主。
随着叶片长度不断增加,叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求,玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐出现性能方面的不足。
为了保证叶片能够安全的承担风温度等外界载荷,风机叶片可以采用玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料结构,尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位,则使用碳纤维作为增强材料。
这样,不仅可以提高叶片的承载能力,由于碳纤维具有导电性,也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。
风电机组在工作过程中,风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界的作用。
为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能,必须对树脂基体系统进行精心设计和改进,采用性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂,改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能,提高叶片的承载能力,扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。
同时,为了提高复合材料叶片在恶劣工作环境中长期使用性能,可以采用耐紫外线辐射的新型环氧树脂系统。
二风机叶片的设技
以最小的叶片重量获得最大的叶片面积,使得叶片具有更高的捕风能力,叶片的优化设计显得十分重要,尤其是符合空气动力学要求的大型复合材料叶片的最佳外形设计和结构优化设计的重要性尤为突出,它是实现叶片的材料/工艺有效结合的软件支撑。
另外,计算机
仿真技术的应用也使得叶片的结构与层合板设计更加细化,有力的支持了最佳工艺参数的确定。
早在1920年,德国的物理学家Albert Betz 就对风力发电叶片进行过详细的计算。
基于当时的计算条件和对风力发电叶片的认识,Betz 在叶片计算时采用了一些假设条件。
随着计算机技术发展,计算手段的显著提高,风力发电技术的快速发展,人们对风力发电叶片的认识和理解也在逐渐深入。
尤其是近十年来,经过研究人员对风力发电叶片进行的多次现场载荷、声音和动力测量以后,发现叶片的理论预测值与实际记录值有较大的偏离。
这可能是由于过多的相信了风洞实验,而对叶片服役期间可能遇到的较强动态环境和湍流条件考虑不足造成的。
因此,一些相关人员对当时的叶片计算采用假设条件提出了质疑。
流体动力学计算和软件的改进使得研究人员能够更精确的模拟叶片实际的受力状态。
在此基础上,进一步改善叶片的空气动力学特征,即使叶片在旋转速度降低5%的情况下,捕风能力仍可以提高5%;随着叶片旋转速度的降低,叶片运行的噪音大约可以降低3dB。
同时,较低的叶片旋转速度要求的运行载荷也较低,旋转直径可以相应的增加。
在此项研究的基础上,德国的Enercon 公司将风力发电机的旋转直径由30米增加到33米,复合材料叶片也随着相应的增加。
由于叶片长度的增加,叶片转动时扫过的面积增大,捕风能力大约提高25%。
Enercon 公司还对33米叶片进行了空气动力实验,经过精确的测定,叶片的实际气动效率为56%,比按照Betz 计算的最大气动效率低约3~4个百分点。
为此,该公司对大型叶片外形型面和结构都进行了必要的改进:包括为了抑制生成扰流和旋涡,在叶片端部安装“小翼”;为改善和提高涡轮发电机主舱附近的捕风能力,对叶片根茎进行重新改进,缩小叶片的外形截面,增加叶径长度;对叶片顶部和根部之间的型面进行优化设计。
在此基础上,Enercon 公司开发出旋转直径71米的2MW 风力发电机组,改进后叶片根部的捕风能力得异提高。
Enercon 公司在4.5MW风力发电机设计中继续采用此项技术,旋转直径为112米的叶片端部仍安装的倾斜“小翼”,使得叶片单片的运行噪音小于3个叶片(旋转直径为66米)运行使产生的噪音。
丹麦的LM公司在61.5米复合材料叶片样机的设计中对其叶片根部固定进行了改进,尤其是固定螺栓与螺栓空周围区域。
这样,在保持现有根部直径的情况下,能够支撑的叶片长度可比改进前增加20%。
另外,LM公司的叶片预弯曲专有技术也可以进一步降低叶片重量和提高产能。
三风机叶片的制造工艺
随着风力发电机功率的不断提高,安装发电机的塔座和捕捉风能的复合材料叶片做的越来越大。
为了保证发电机运行平稳和塔座安全,不仅要求叶片的质量轻也要求叶片的质量分布必须均匀、外形尺寸精度控制准确、长期使用性能可靠。
若要满足上述要求,需要相应的成型工艺来保证。
传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺(Hand Lay-up)制造。
手糊工艺的主要特点在于手工操作、开模成型(成型工艺中树脂和增强纤维需完全暴露于操作者和环境中)、生产效率低以及树脂固化程度(树脂的化学反应程度)往往偏低,适合产品批量较小、质量均匀性要求较低复合材料制品的生产。
因此手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大,生产效率低和产品的而且产品质量均匀性波动较大,产品的动静平衡保证性差,废品率较高。
特别是对高性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片,还往往需要粘接等二次加工,粘接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合,生产工艺更加复杂和困难。
手糊工艺制造的风力发电机叶片在使用过程中出现问题往往是由于工艺过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。
此外,手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放,有一定的环境污染问题。
因此,目前国外的高质量复合材料风机叶片往往采用RIM、RTM、缠绕及预浸料/热压工艺制造。
其中RIM工艺投资较大,适宜中小尺寸风机叶片的大批量生产(>50,000片/年);RTM工艺适宜中小尺寸风机叶片的中等批量生产(5,000-30,000片/年);缠绕及预浸料/热压工艺适宜大型风机叶片批量生产。
RTM工艺主要原理为首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体,采用注射设备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔,模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统以保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维,并且模具有加热系统可进行加热固化而成型复合材料构件。
其主要特点有:
闭模成型,产品尺寸和外型精度高,适合成型高质量的复合材料整体构件(整个叶片一次成型);
初期投资小(与SMC及RIM相比);
制品表面光洁度高;
成型效率高(与手糊工艺相比),适合成型年产20,000件左右的复合材料制品;
环境污染小(有机挥发份小于50ppm,是唯一符合国际环保要求的复合材料成型工艺)。
由此可看出,RTM工艺属于半机械化的复合材料成型工艺,工人只需将设计好的干纤维预成型体放到模具中并合模,随后的工艺则完全靠模具和注射系统来完成和保证,没有任何树脂的暴露,并因而对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺并可有效地控制产品质
量。
RTM工艺采用闭模成型工艺,特别适宜一次成型整体的风力发电机叶片(纤维、夹芯和接头等可一次模腔中共成型),而无需二次粘接。
与手糊工艺相比,不但节约了粘接工艺的各种工装设备,而且节约了工作时间,提高了生产效率,降低了生产成本。
同时由于采用了低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺,大大提高了复合材料质量和生产效率。
RTM 工艺生产较少的依赖工人的技术水平,工艺质量仅仅依赖确定好的工艺参数,产品质量易于保证,产品的废品率低于手糊工艺。
RTM工艺与手糊工艺的区别还在于,RTM工艺的技术含量高于手糊工艺。
无论是模具设计和制造、增强材料的设计和铺放、树脂类型的选择与改性、工艺参数(如注射压力、温度、树脂粘度等)的确定与实施,都需要在产品生产前通过计算机模拟分析和实验验证来确定,从而有效保证质量的一致性。
这对生产风力发电机叶片这样的动部件十分重要。