风力机运行对稀相颗粒输运特性的影响

风力机的运行环境复杂多样,海上盐雾、雨滴、沙尘等(体积分数小于10-6)的稀相颗粒流场是当前海、陆风力机经常面临的工作环境,然而风力机运行对稀相颗粒输运特性的影响尚不明晰.该研究采用风洞试验的方法,研究风力机对稀相颗粒输运特性的影响规律.该试验中,风为载流体,沙粒作为惯性颗粒,分别测量了0～100、>100～200、>200～300μm粒径沙尘在距离风轮平面后1d、2d、3d、5d、8d(d代表风轮直径)处的输沙通量分布.研究发现,三组粒径条件下在1d断面位置处风力机的输沙通量随高度增加出现3次先增大后减小的变化,风力机运行改变了沙尘的输运特性,叶尖高度处出现沙尘聚集现象,叶根高度处的输沙通量则被削弱;通过对比三组粒径条件下风力机的阻沙量发现,叶尖位置>100～200μm粒径下风力机的阻沙量最多,0～100μm粒径下风力机的阻沙量次之,>200～300μm粒径下风力机的阻沙量最少,体现了叶尖涡对不同粒径沙尘颗粒的选择性聚集;对比不同断面位置风力机的输沙通量发现,随着输运距离的增加,风力机尾流逐渐恢复,输沙通量也逐渐减小;总体来看,风力机的存在阻碍了沙尘的输运,且对>100～200μm粒径的颗粒阻碍作用最大.该试验结果揭示风力机对风沙输运特性的影响特征并对海上盐雾颗粒输运研究具有借鉴意义.