【摘 要】
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风力机叶片是风力发电机至关重要的构成部件之一,承载着捕获风能及能量转换的重要作用,其安全性和可靠性是风力发电机稳定运行的重要保障。近年来风电产业得到了突飞猛进的发
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风力机叶片是风力发电机至关重要的构成部件之一,承载着捕获风能及能量转换的重要作用,其安全性和可靠性是风力发电机稳定运行的重要保障。近年来风电产业得到了突飞猛进的发展,风力机叶片生产出厂时的质量水平及服役运转时的健康运行受到越来越多风电场的注重。风力机叶片在其生产、运输、安装、运行的生命周期当中会形成各种各样不同种类的缺陷和损伤,增加了风力发电机的运行风险。因此,能够对受损的风力机叶片实现快速、高效检测的手段必不可少。目前,对在役风力机叶片的检测主要采用望远镜或观鸟镜等定期地面人工巡检,定期停机人工吊兰检修的方式,检测不方便、效率低、受作业人员水平因素影响大,且无法有效检测风力机叶片内部的损伤。在现代先进工业和科学技术高速发展的今天,无损检测技术与无损评价技术在产品质量控制过程中以及运行中设备的在役检测过程中都发挥着重要作用。而红外热像无损检测技术具有无接触、大面积检测、结果直观、可同时实现表面及表下检测等优点,近年来在国内外取得了较高的关注度。但目前国内对风力机叶片的红外热像无损检测研究大都局限于实验室内,应用于风力机叶片现场检测的相关研究较少。针对以上问题,本文进行了如下研究:于内蒙古地区的秋季,在室外环境中自然条件激励下,采用被动红外热像检测技术,对施加磨损、裂纹及内部胶粘三种人工损伤的2kW风力机叶片进行了检测试验,通过分析和总结所获取原始红外热像图中这三种损伤的热特征,分类和归纳了红外热像检测风力机叶片损伤的适宜检测条件;并使用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对试验过程进行了数值模拟,为后续试验的开展建立了正确的数值模拟模型。研究结果表明:自然条件激励下以太阳辐射作为激励源的被动式红外热像技术可用于风力机叶片的损伤检测。在内蒙地区秋季检测时,对于磨损,裂纹,内部胶粘三种典型损伤的适宜检测条件总结如下:表面磨损类型的损伤在白天太阳辐照度达到200～750 W/m2时可有效检测;表面裂纹类型的损伤在午后太阳辐照度达到400～700W/m2时可有效检测;内部胶粘类型的损伤在太阳辐照度达到600～700W/m2的午间或太阳辐照度达到0～100 W/m2的傍晚可有效检测。
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