Limitaciones de las Pruebas Estándar de Erosión por Lluvia para la Evaluación de la Protección del Bisel de las Turbinas Eólicas
Autores: Kinsley, Peter; Porteous, Sam; Jones, Stephen; Subramanian, Priyan; Campo, Olga; Dyer, Kirsten
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Limitaciones de las Pruebas Estándar de Erosión por Lluvia para la Evaluación de la Protección del Bisel de las Turbinas Eólicas
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía eólica
Palabras clave
Bisel
Erosión del borde de ataque
Industria eólica
Protección del borde de ataque
Condiciones ambientales
Rendimiento del material
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La erosión del borde de ataque de las palas (LEE) es un desafío persistente en la industria eólica, lo que resulta en una reducción de la eficiencia aerodinámica y un aumento de los costos de mantenimiento, con un gasto total estimado de 1.3 millones de libras esterlinas a lo largo de la vida útil de 25 años de una turbina. Para mitigar estos efectos, se utilizan ampliamente sistemas de protección del borde de ataque (LEP), pero su rendimiento en el mundo real a menudo no cumple con las predicciones basadas en la prueba estándar de erosión por lluvia (RET). Este estudio investiga las limitaciones de las prácticas actuales de RET, que están diseñadas para acelerar las pruebas pero no logran replicar las diversas condiciones ambientales experimentadas por las turbinas eólicas. Se probaron dos LEP con propiedades viscoelásticas contrastantes utilizando un enfoque novedoso de diseño de experimentos (DoEs). El estudio exploró la frecuencia de impacto de las gotas, la combinación y secuenciación de intensidades de lluvia altas o bajas, la recuperación durante el período de inspección y los efectos del tamaño de las gotas en el comportamiento de erosión, para descubrir diferencias significativas en el rendimiento del material en comparación con las condiciones estándar de RET. Los resultados, respaldados por análisis mecánicos dinámicos (DMA), indicaron que los LEP elegidos experimentan una transición entre modos de fallo elástico y frágil a una frecuencia de impacto crítica, influenciada por las propiedades viscoelásticas del material. Es importante destacar que los hallazgos enfatizan la necesidad de protocolos de prueba revisados en una variedad de parámetros que incorporen condiciones ambientales realistas para mejorar la predictibilidad del rendimiento de los LEP.
Descripción
La erosión del borde de ataque de las palas (LEE) es un desafío persistente en la industria eólica, lo que resulta en una reducción de la eficiencia aerodinámica y un aumento de los costos de mantenimiento, con un gasto total estimado de 1.3 millones de libras esterlinas a lo largo de la vida útil de 25 años de una turbina. Para mitigar estos efectos, se utilizan ampliamente sistemas de protección del borde de ataque (LEP), pero su rendimiento en el mundo real a menudo no cumple con las predicciones basadas en la prueba estándar de erosión por lluvia (RET). Este estudio investiga las limitaciones de las prácticas actuales de RET, que están diseñadas para acelerar las pruebas pero no logran replicar las diversas condiciones ambientales experimentadas por las turbinas eólicas. Se probaron dos LEP con propiedades viscoelásticas contrastantes utilizando un enfoque novedoso de diseño de experimentos (DoEs). El estudio exploró la frecuencia de impacto de las gotas, la combinación y secuenciación de intensidades de lluvia altas o bajas, la recuperación durante el período de inspección y los efectos del tamaño de las gotas en el comportamiento de erosión, para descubrir diferencias significativas en el rendimiento del material en comparación con las condiciones estándar de RET. Los resultados, respaldados por análisis mecánicos dinámicos (DMA), indicaron que los LEP elegidos experimentan una transición entre modos de fallo elástico y frágil a una frecuencia de impacto crítica, influenciada por las propiedades viscoelásticas del material. Es importante destacar que los hallazgos enfatizan la necesidad de protocolos de prueba revisados en una variedad de parámetros que incorporen condiciones ambientales realistas para mejorar la predictibilidad del rendimiento de los LEP.