摘要。本文介绍了旋转风扇、压缩机和涡轮叶片诊断的综合方法。关键的低速和高速旋转流体流动机械(风扇、蒸汽涡轮机和航空喷气发动机)面临机械损坏(由异物和侵蚀引起)、腐蚀和其他形式的材料疲劳(LCF、HCF、VHCF、TMF)的风险。叶片质量变化(沉积物的影响)和材料各向异性率导致模态特性变化,这些物体面临危险。为了监测叶片的实际运行状况和技术状态,采用了旋转叶片观察器方法(叶尖定时方法)。受监控的旋转叶片排和磁阻传感器的组合创建了一种编码器,其输出信号同时包含以下信息:- 由空气动力和质量力输入引起的叶片振动;- 瞬时转子转速;- 转子不平衡和振动;- 磁阻传感器与振动和旋转叶片的耦合条件。测量值是叶片到达固定观察者(安装在装配外壳上的磁阻传感器)的时间 (TOA)。TOA 受非周期性(瞬时理想转子转速)和周期性分量(叶片和转子振动)调制。TOA 的测量是通过频率法实现的,可用于典型的计数器卡和 AD/DA 转换器。利用记录(非均匀采样)数据的数值处理来分离 TOA
风力涡轮机叶片的报废处理方式多种多样,从商业上可用的填埋到新兴的结构二次利用。这些报废处理方式回收叶片所含增强纤维、树脂和填充材料的全部价值的能力各不相同。商业技术(如水泥窑进料)和近乎商业化的技术(如气化)通过回收树脂和填充物作为能源的价值以及将纤维作为低质量增强材料或矿物的价值来妥协。新兴技术(如热塑性树脂)有望回收高质量的树脂和纤维。
本论文研究了使用相控麦克风阵列检测飞机和风力涡轮机上的气动声源。推导并总结了飞机机翼和风力涡轮机叶片的流动诱导声音的特性。详细描述了相控阵技术,并讨论了该方法的几个方面,例如如何考虑流动和移动源的影响,以及如何使用源功率积分法量化阵列结果。使用开放式和封闭式风洞中的机身噪声测量来评估积分方法的可靠性。结果表明,尽管由于相干性损失,开放式喷气机中的绝对声级可能太低,但两个测试部分的相对声级在 1 dB 以内都是准确的。因此,相控阵可以在封闭式风洞中进行定量气动声学测量。接下来,应用阵列技术来表征两台现代大型风力涡轮机上的噪声源。结果表明,几乎所有发射到地面的噪声都是由叶片向下运动时叶片的外部产生的。这种不对称的声源模式会导致叶片通过时产生典型的嗖嗖噪音,这可以通过尾缘噪音指向性和对流放大来解释。测试结果令人信服地表明,宽带尾缘噪音是两种涡轮机的主要声源。基于此信息,半经验预测符合
摘要——随着海洋可再生能源产业的不断扩大,制造领域的创新也必须随之增长,以降低成本并确保新技术的经济可行性。增材制造,通常称为 3D 打印,为海洋流体动力技术的快速成型提供了一种替代方案,特别是支持美国能源部水力技术办公室的“推动蓝色经济”计划。本研究探讨了增材制造在海洋流体动力结构开发中的应用,重点是材料和打印方法的选择、设计和轴流潮汐涡轮叶片的 3D 打印翼梁的分析。由于叶片将承受的负载和恶劣的海洋环境,耐腐蚀金属被认为是理想的选择。激光金属沉积方法被认为是考虑规模的最有效和可扩展的方法。设计的翼梁使其几何形状适应叶片——这是增材制造独有的特点——并旨在作为叶片的主要结构部件。有限元模型用于研究负载条件下的应力和变形。该翼梁采用 316L 不锈钢通过直接能量沉积制造而成,并对缺陷进行了评估和记录。未来的努力将包括对翼梁进行机械测试。这项研究为使用增材制造开发海洋流体动力结构建立了基准流程,为未来的优化和技术经济分析铺平了道路。
图 4-1。典型转子叶片的坎贝尔图 ...................................................................................... 35 图 A-1。交替应力定义 ...................................................................................................... 60 图 A-2。典型 S-N 曲线 .................................................................................................... 61 图 A-3。线性疲劳曲线 ...................................................................................................... 62 图 A-4。Goodman 图 .................................................................................................................... 63 图 B-1。两种钢材在 70 o F 和 –275 o F 下的疲劳裂纹扩展数据(da/dN vs. ΔK)和曲线拟合 ................................................................................................................................ 67 图 B-2。图 2 循环应力示意图 ...................................................................................... 67 图 B-3。损伤容限疲劳寿命管理示意图 .............................................................. 71
1999-2000 年的发展和成果 气动弹性和风力涡轮机设计。气动弹性因素在风力涡轮机的设计中具有重要的实际意义。Risø 与制造商合作,开发并测试了一种通过实验确定运行中的涡轮机叶片振动阻尼的方法。这可以改进气动弹性计算模型,从而更准确地预测负载和动态。此外,它还可用于记录现有涡轮机的特性以供认证。在同一背景下,气动弹性代码 HawC 已扩展为允许对涡轮机机舱和塔架中的机械减振器进行建模,以便通过气动弹性计算进行优化。此外,还开发了一种通过实验确定风力涡轮机叶片振动模式的方法。将测量的振动模式与现有的气动弹性模型进行比较,其中叶片模态形状对整个风力涡轮机的动态稳定性具有重要意义。已开发的方法目前正在工业中实施。人们已投入大量精力来确定叶片和整个风力涡轮机结构的稳定性。失速引起的振动是一种不稳定性,已使用上述方法(包括叶片的详细有限元建模)进行了分析,并制定了设计指南。然而,随着风力涡轮机叶片尺寸和灵活性的增加,可能会出现另一种不稳定性,即经典颤振。已经开发出一种颤振预测模型,并且 HawC 已扩展为估计现有叶片的颤振极限,并且也适用于设计新的抗颤振叶片。
已实现的里程碑:l 2004 - 2007 年:PEA * “ECO” - M88-2 发动机的技术改进已进入演示阶段:粉末冶金转子和高压涡轮叶片的新设计……- 在地面模拟高空舱中进行测试 - 精确确定已获得的收益和尚待进行的改进(压缩机、涡轮、加力燃烧室、喷嘴)l 2008 - 2012 年:“总拥有成本包 - CGP”操作(不包括 R&T)- 额外的地面测试以消除风险 - 对 M88 发动机预期的修改进行开发、鉴定和工业化 - 在试验台架飞机上进行飞行测试
图1。示意图(简化)CO 2(左)和COS(右)扩散途径成C 3叶片的表示,包括大气中这两种物种的摩尔级分(C A),细胞间空间(C I),Mesophyll细胞(C M),CO 2,CO 2,CO 2,CO 2,CO 2,氯Pllast(C C)。核糖-1,5-二甲氧醇羧化酶氧化酶(Rubisco,叶绿体内)和碳酸酐酶(CA,仅右图)催化CO 2和COS固定。
所使用的材料: - 电池,电机,火柴盒,feviquick,涉及的小型粉丝原理: - 拿一个火柴盒,一些火柴棒与实验的匹配棒描述一起排列了支架: - 电动风扇具有移动叶片的电动机,该电动机可移动刀片,这些刀片连接到中央旋转。他们配备了电池组,该电池组可以在充电时存储能量。然后使用此存储的能量在没有电能的情况下在有时运行风扇叶片。创新性: - HW电池电机技术的第一个超级节能吊扇电源。
图表清单。图标题页 1. 所有危险等级 4 和 5 事件的帕累托分布(高涵道比涡扇飞机) 5 2. 所有危险等级 4 和 5 事件的帕累托分布(所有涡扇飞机 - 高涵道比和低涵道比) 6 3. 所有危险等级 4 和 5 事件的帕累托分布(涡桨飞机) 7 4. CAAM 研究期间的机队利用率 11 5. 非包容叶片 - 2001-2012 - 涡桨飞机和喷气/低涵道比 44 6. 非包容叶片的危险比 - 涡桨飞机和喷气/低涵道比 45 7. 非包容叶片 - 高涵道比总数和按代数 - 2001-2012 47 8. 非包容叶片的危险比 - 高涵道比总数和按代数 - 2001-2012 48 9. 非包容盘 - 2001-2012 – 涡轮螺旋桨发动机和喷气发动机/低旁通 50 10. 非包容盘式发动机的风险比 – 涡轮螺旋桨发动机和喷气发动机/低旁通 51 11. 非包容盘式发动机 – 高旁通 总计和按代数 – 2001-2012 53 12. 非包容盘式发动机 – 高旁通 总计和按代数 – 2001-2012 54 13. 非包容其他发动机 – 2001-2012 – 涡轮螺旋桨发动机和喷气发动机/低旁通 56 14. 非包容其他发动机 – 涡轮螺旋桨发动机和喷气发动机/低旁通 57 15. 非包容其他发动机 – 高旁通 总计和按代数 – 2001-2012 59 16. 非包容其他发动机 – 高旁通 总计和按代数 – 2001-2012 60
