Análisis de las características de la acumulación de hielo en la superficie de las palas de los aerogeneradores bajo diferentes condiciones ambientales
Autores: Qian, Tingzhu; Zhang, Dayong; Liu, Chenyang; Kong, Xiangyi; Wen, Haiming; Yuan, Yijia; Ji, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de las características de la acumulación de hielo en la superficie de las palas de los aerogeneradores bajo diferentes condiciones ambientales
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Acumulación de hielo
Palas de aerogeneradores
Software FENSAP-ICE
Hielo de glaze
Hielo de rime
Hielo mixto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El problema de la acumulación de hielo en las palas de los aerogeneradores afecta seriamente la operación segura y la eficiencia de los parques eólicos. En este documento, se adopta el software FENSAP-ICE para investigar este problema. Se analiza el mecanismo de acumulación de hielo en las palas de los aerogeneradores, incluyendo el proceso de formación de la acumulación de hielo, así como tres tipos de acumulación de hielo, a saber, hielo de glaze, hielo de rime y hielo mixto, y sus condiciones de ocurrencia. Se elabora un método de predicción para la acumulación de hielo en las palas. Se emplea un método de cálculo numérico, y se verifica la precisión del modelo numérico a través del diseño de múltiples grupos de cálculos de simulación numérica para la acumulación de hielo en el perfil aerodinámico NACA0012. Utilizando este modelo, se estudian las leyes que rigen cómo la temperatura ambiental, la tasa de flujo entrante, el contenido de agua líquida y el diámetro de las gotas influyen en la acumulación de hielo en las palas de los aerogeneradores. Se encuentra que reducir la temperatura ambiental y aumentar la tasa de flujo entrante y el contenido de agua líquida aumentará la masa y el área de acumulación de hielo. Aumentar el diámetro de las gotas incrementará la masa de acumulación de hielo, pero el área cubierta de hielo disminuirá y se concentrará hacia el borde de ataque.
Descripción
El problema de la acumulación de hielo en las palas de los aerogeneradores afecta seriamente la operación segura y la eficiencia de los parques eólicos. En este documento, se adopta el software FENSAP-ICE para investigar este problema. Se analiza el mecanismo de acumulación de hielo en las palas de los aerogeneradores, incluyendo el proceso de formación de la acumulación de hielo, así como tres tipos de acumulación de hielo, a saber, hielo de glaze, hielo de rime y hielo mixto, y sus condiciones de ocurrencia. Se elabora un método de predicción para la acumulación de hielo en las palas. Se emplea un método de cálculo numérico, y se verifica la precisión del modelo numérico a través del diseño de múltiples grupos de cálculos de simulación numérica para la acumulación de hielo en el perfil aerodinámico NACA0012. Utilizando este modelo, se estudian las leyes que rigen cómo la temperatura ambiental, la tasa de flujo entrante, el contenido de agua líquida y el diámetro de las gotas influyen en la acumulación de hielo en las palas de los aerogeneradores. Se encuentra que reducir la temperatura ambiental y aumentar la tasa de flujo entrante y el contenido de agua líquida aumentará la masa y el área de acumulación de hielo. Aumentar el diámetro de las gotas incrementará la masa de acumulación de hielo, pero el área cubierta de hielo disminuirá y se concentrará hacia el borde de ataque.