风力机尺寸设计必须考虑能够经受的极限风速条件。但此要求一般不包括特殊的自然载荷,即在自然天灾条件下发生的极限风速。观察龙卷风和台风,可发现其风速极高,几乎所有波及到的建筑都会受损。在这种条件下,风力机受损也有可能。
1.极限风速和阵风
在风力机分级中,以10min的极限风速平均值为参考风速。
评估风力机生存的条件是50年阵风,最高风速5s的平均值,50年只有一次超过该值。在轮毂高度50年阵风是来自极限的参考风速,即
达到一年一次的风速定义为年阵风,即
假设50年阵风和年阵风为一股横风,10min平均偏离风向±15°。
发生于常规操作中,伴随着频率增加的阵风能够从湍流模型得到,与风轮直径无关,或者采用阵风因素的简单型式得出。正阵风可以定义为
负阵风定义为
阵风系数可以如下型式考虑(www.xing528.com)
阵风系数可以如下型式考虑
在这些极限风速下的载荷也是风力机运行面临的一个问题。风轮通常处于停机状态,风轮承受静态载荷。然而,风轮没有必要一定在极限风速时停机,而是可以以一个合适的桨距角慢速旋转,准确的气动刹车比停机下的风轮受到的载荷更小。这也是生产厂家规定了切断风速,但是风轮在减速运行的原因。
2.极限风向改变
在不到5m/s的低风速,风向的极限改变±180°;在50年一遇的极限风速,风向改变为±15°。
在这些极限风速下的载荷也是风力机运行面临的一个问题。风轮通常处于停机状态,风轮承受静态载荷。然而,风轮没有必要一定在极限风速时停机,而是可以以一个合适的桨距角慢速旋转,准确的气动刹车比停机下的风轮受到的载荷更小。这也是生产厂家规定了切断风速,但是风轮在减速运行的原因。
2.极限风向改变
在不到5m/s的低风速,风向的极限改变±180°;在50年一遇的极限风速,风向改变为±15°。
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