一種風(fēng)電葉片氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，更具體涉及一種基于真空吸注成型的風(fēng)電葉片氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]葉片作為風(fēng)力機(jī)捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部件，其氣動(dòng)性能的優(yōu)劣直接決定了風(fēng)電機(jī)組的出功效率。氣動(dòng)性能測(cè)試是風(fēng)電葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)及性能評(píng)估必需的研宄手段，傳統(tǒng)測(cè)試方法通過(guò)葉片二維翼型或者風(fēng)機(jī)三維縮比模型的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)完成，然而隨著風(fēng)機(jī)葉片大型化發(fā)展，葉片氣彈問(wèn)題突顯，傳統(tǒng)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)方法已不能滿足測(cè)試要求。首先風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)無(wú)法模擬自然風(fēng)的非定常來(lái)流條件同時(shí)難以滿足雷諾數(shù)相似，導(dǎo)致所測(cè)氣動(dòng)載荷不真實(shí)，此外如何設(shè)計(jì)縮比模型的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分布也是氣彈實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，為此迫切需求發(fā)展一種可在真實(shí)風(fēng)電葉片上開(kāi)展的氣動(dòng)性能測(cè)試方法。
[0003]表面壓力測(cè)量技術(shù)可以獲得局部氣動(dòng)力分布，也可積分獲得整體氣動(dòng)力，在氣動(dòng)性能測(cè)試中使用最為廣泛。傳統(tǒng)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的表面測(cè)壓技術(shù)是在模型加工過(guò)程中于同一基準(zhǔn)坐標(biāo)系下沿表面法向機(jī)械加工測(cè)壓導(dǎo)孔，通過(guò)測(cè)壓管連接到壓力傳感器，以獲得該位置的壓力值。而真實(shí)風(fēng)電葉片為復(fù)合材料大型曲面制件，一方面制作過(guò)程中無(wú)法機(jī)械加工測(cè)壓導(dǎo)孔，另一方面成型后無(wú)法在同一基準(zhǔn)坐標(biāo)系下進(jìn)行機(jī)械加工導(dǎo)致測(cè)壓導(dǎo)孔定位不準(zhǔn)，目前仍缺乏一種有效的適用于復(fù)合材料風(fēng)電葉片表面測(cè)壓孔的制作方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的以上局限及空白現(xiàn)狀，本實(shí)用新型以復(fù)合材料風(fēng)電葉片的真空吸注制備工藝為切入點(diǎn)，提出一種風(fēng)電葉片氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)，通過(guò)制作帶端塊的測(cè)壓管，以預(yù)埋方式在葉片真空吸注成型過(guò)程中與葉片固化為一體，提高了鋪設(shè)纖維布的可操作性。與傳統(tǒng)預(yù)埋金屬件不同的是，預(yù)埋測(cè)壓管要求吸注過(guò)程中有效保護(hù)測(cè)壓管密封，防止樹(shù)脂浸入引起測(cè)壓管路堵塞，本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)預(yù)埋測(cè)壓管填充密封材料解決了吸注過(guò)程中樹(shù)脂進(jìn)入測(cè)壓管引起堵塞的問(wèn)題。本實(shí)用新型的預(yù)埋測(cè)壓管工藝，有效避免了復(fù)合材料大型曲面制件測(cè)壓導(dǎo)孔的加工問(wèn)題，且不受葉片尺寸限制，具有廣泛的實(shí)用性，成本較低。
[0005]本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為:
[0006]一種風(fēng)電葉片氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)，包括葉片主體和測(cè)壓孔，所述測(cè)壓孔分布在葉片主體上，其特征在于，所述測(cè)壓孔由預(yù)埋于葉片主體上的測(cè)壓管形成，所述測(cè)壓管包括葉片外側(cè)端口和葉片內(nèi)側(cè)端口，所述測(cè)壓管的葉片外側(cè)端口與葉片主體的外表面平齊且具有相同的氣體動(dòng)力學(xué)輪廓，所述測(cè)壓管的葉片內(nèi)側(cè)端口通過(guò)與其連通的測(cè)壓軟管將葉片表面的氣動(dòng)壓力傳遞到固定于葉片主體內(nèi)壁的壓力傳感器；所述測(cè)壓管預(yù)埋于葉片主體中。
[0007]優(yōu)選地，所述測(cè)壓管包括端塊與硬管，所述端塊與硬管可以分別加工后固連為一體，也可以一體加工成型。
[0008]優(yōu)選地，所述測(cè)壓管中，所述硬管的內(nèi)徑處于0.3mm?1.5mm，長(zhǎng)度超過(guò)葉片鋪層總厚度的10?20mm，所述端塊的直徑處于3mm?1mm0
[0009]通過(guò)以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的風(fēng)電葉片氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)，通過(guò)制作帶端塊的測(cè)壓管，以預(yù)埋方式在葉片真空吸注成型過(guò)程中與葉片固化為一體，提高了鋪設(shè)纖維布的可操作性，并通過(guò)填充密封材料解決了吸注過(guò)程中樹(shù)脂進(jìn)入測(cè)壓管引起堵塞的問(wèn)題，本實(shí)用新型不受葉片尺寸限制，具有廣泛的實(shí)用性，成本較低，同時(shí)避免了復(fù)合材料大型曲面制件測(cè)壓導(dǎo)孔的加工問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1可測(cè)量表面壓力的風(fēng)電葉片示意圖；
[0011]圖2葉片表面測(cè)壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3手工固化首層纖維布示意圖；
[0013]圖4真空吸注并脫模示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本實(shí)用新型目的、技術(shù)方案更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]如圖1、2所示，本實(shí)用新型的復(fù)合材料風(fēng)電葉片氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)，包括葉片主體I與測(cè)壓孔2兩部分，根據(jù)氣動(dòng)測(cè)試需求，沿展向布置5個(gè)測(cè)壓截面，每截面48個(gè)測(cè)壓孔2。測(cè)壓孔2由預(yù)埋于葉片主體I上的測(cè)壓管3形成，測(cè)壓管3包括葉片外側(cè)端口和葉片內(nèi)側(cè)端口，葉片外側(cè)端口與葉片主體的外表面平齊且具有相同的氣體動(dòng)力學(xué)輪廓，葉片表面感受的氣動(dòng)壓力通過(guò)測(cè)壓管3與測(cè)壓軟管6傳遞到固定于葉片內(nèi)壁的壓力傳感器5。
[0016]本實(shí)用新型的測(cè)壓管預(yù)埋方法，包括制作帶端塊的測(cè)壓管、固定測(cè)壓管于葉片模具、手工固化首層纖維布、真空吸注并脫模四個(gè)步驟:
[0017]!、制作帶端塊的測(cè)壓管
[0018]加工帶端塊的測(cè)壓管3，測(cè)壓管3包括端塊和硬管，端塊的直徑大于硬管的直徑，端塊上加工有貫通其內(nèi)表面和外表面的內(nèi)孔，硬管套設(shè)于端塊的內(nèi)孔中，硬管至少部分地伸出于端塊的內(nèi)表面，端塊一側(cè)內(nèi)孔方向與端塊表面垂直，硬管內(nèi)徑為0.8mm，長(zhǎng)度35mm(葉片鋪層總厚度25mm)，端塊直徑5mm。
[0019]2、固定測(cè)壓管于葉片模具
[0020]首先，根據(jù)氣動(dòng)測(cè)試需求，沿葉片模具的展向布置若干測(cè)壓截面，在每個(gè)測(cè)壓截面上于同一基準(zhǔn)坐標(biāo)系下設(shè)定若干測(cè)壓管的標(biāo)記安裝位置；之后，用密封膠泥7填充測(cè)壓管3端塊一側(cè)，在葉片模具9上標(biāo)記測(cè)壓孔2所對(duì)應(yīng)的位置，用強(qiáng)力膠水8將測(cè)壓管3固定于葉片模具9所標(biāo)記的位置，直到膠水完全固化，如圖3所示。
[0021]3、手工固化首層纖維布，將首層玻璃纖維布4穿過(guò)測(cè)壓管3，并鋪設(shè)于葉片模具9上，手工將樹(shù)脂浸透纖維布，直到完全固化，如圖3所示。
[0022]4、真空吸注并脫模
[0023]鋪設(shè)其余四層玻璃纖維布4、脫模布10，將測(cè)壓軟管6—側(cè)連接到測(cè)壓管3，用密封膠條15包裹測(cè)壓管3和測(cè)壓軟管6的外露部分，在測(cè)壓管3和測(cè)壓軟管6周圍布置高度為20mm的PVC泡沫14，依次鋪設(shè)導(dǎo)流網(wǎng)和真空袋，如圖4所示，執(zhí)行真空吸注過(guò)程，待完全固化后脫模，將測(cè)壓軟管6從測(cè)壓管3上拔開(kāi)，用0.3Mpa壓力的高壓氣體將密封膠泥7吹除。
[0024]以上所述僅為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的思路和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)電葉片氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)，包括葉片主體和測(cè)壓孔，所述測(cè)壓孔分布在葉片主體上，其特征在于，所述測(cè)壓孔由預(yù)埋于葉片主體上的測(cè)壓管形成，所述測(cè)壓管包括葉片外側(cè)端口和葉片內(nèi)側(cè)端口，所述測(cè)壓管的葉片外側(cè)端口與葉片主體的外表面平齊且具有相同的氣體動(dòng)力學(xué)輪廓，所述測(cè)壓管的葉片內(nèi)側(cè)端口通過(guò)與其連通的測(cè)壓軟管將葉片表面的氣動(dòng)壓力傳遞到固定于葉片主體內(nèi)壁的壓力傳感器；所述測(cè)壓管預(yù)埋于葉片主體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述測(cè)壓管包括端塊與硬管，所述端塊與硬管分別加工后固連為一體或一體加工成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述測(cè)壓管中，所述硬管的內(nèi)徑為0.3mm?1.5mm，長(zhǎng)度超過(guò)葉片鋪層總厚度的10?20mm，所述端塊的直徑為3mm?10mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種風(fēng)電葉片氣動(dòng)測(cè)壓結(jié)構(gòu)，包括葉片主體和測(cè)壓孔，測(cè)壓孔分布在葉片主體上，測(cè)壓孔由預(yù)埋于葉片主體上的測(cè)壓管形成，測(cè)壓管的葉片外側(cè)端口與葉片主體的外表面平齊且具有相同的氣體動(dòng)力學(xué)輪廓，測(cè)壓管的葉片內(nèi)側(cè)端口通過(guò)與其連通的測(cè)壓軟管將葉片表面的氣動(dòng)壓力傳遞到固定于葉片主體內(nèi)壁的壓力傳感器；測(cè)壓管基于真空吸注成型的方式預(yù)埋于葉片主體中。本實(shí)用新型不受葉片尺寸限制，具有廣泛的實(shí)用性，成本較低，同時(shí)避免了復(fù)合材料大型曲面制件測(cè)壓導(dǎo)孔的加工問(wèn)題。
【IPC分類】G01M9-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204535950
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520281658
【發(fā)明人】武廣興, 秦志文, 陳嘯, 趙曉路, 楊科, 張磊
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月4日