風(fēng)電葉片成型所用導(dǎo)流網(wǎng)導(dǎo)流速率研究

郝志勇，賈宇婷

(東方電氣(天津)風(fēng)電葉片工程有限公司 天津 300456)

1 研究背景

導(dǎo)流網(wǎng)在風(fēng)電葉片生產(chǎn)過(guò)程中必不可少，主要起導(dǎo)流作用，可以在樹(shù)脂灌注過(guò)程中促進(jìn)樹(shù)脂流動(dòng)，使樹(shù)脂均勻分散到部件的每一處[1-2]。因此，導(dǎo)流網(wǎng)導(dǎo)流速率在風(fēng)電葉片成型真空灌注過(guò)程中極其重要。為在生產(chǎn)過(guò)程中提高樹(shù)脂灌注速率[3]，本實(shí)驗(yàn)研究不同規(guī)格導(dǎo)流網(wǎng)影響導(dǎo)流速率的主要因素，見(jiàn)表1。

表1 材料基本信息Tab.1 Basic information of materials

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.1 導(dǎo)流網(wǎng)克重對(duì)流速的影響

2.1.1 克重對(duì)導(dǎo)流網(wǎng)橫、縱方向流速的影響

實(shí)驗(yàn)將導(dǎo)流網(wǎng)分別裁剪為寬15 cm，長(zhǎng)120 cm的樣條(有效測(cè)試長(zhǎng)度為100 cm)，如圖1進(jìn)行鋪放，在相同條件下進(jìn)行灌注，記錄灌注時(shí)間，表2和表3分別是導(dǎo)流網(wǎng)縱向和橫向流動(dòng)時(shí)間。

表3 橫向灌注時(shí)間Tab.3 Horizontal perfusion time

從表2和表3的結(jié)果可以得出圖2所示曲線，相同條件下，低克重?cái)D出導(dǎo)流網(wǎng)橫向和縱向的導(dǎo)流速度比高克重?cái)D出導(dǎo)流網(wǎng)橫向和縱向的導(dǎo)流速度快。

圖2 擠出導(dǎo)流網(wǎng)克重與橫向、縱向流速對(duì)比Fig.2 Comparison of gram weight of extrusion diversion network and horizontal and vertical flow rates

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2.1.2 克重對(duì)導(dǎo)流網(wǎng)Z軸方向流速的影響

選取B和C 2種克重的擠出導(dǎo)流網(wǎng)做Z軸擊穿實(shí)驗(yàn)，目的是觀察克重對(duì)導(dǎo)流網(wǎng)Z軸流速的影響。采用27層單向碳纖維布與真空灌注樹(shù)脂進(jìn)行灌注實(shí)驗(yàn)，觀察相同條件下，高和低克重的導(dǎo)流網(wǎng)導(dǎo)流速率的大小見(jiàn)圖3—圖5。

圖3 制樣Fig.3 Sample preparation

圖4 Z軸擊穿Fig.4 Z-axis breakdown

圖5 完全灌注Fig.5 Complete perfusion

擊穿實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相同厚度的碳纖維布層條件下，C型導(dǎo)流網(wǎng)的Z軸擊穿時(shí)間比B型導(dǎo)流網(wǎng)的Z軸擊穿時(shí)間要快(表4)。據(jù)此可以得出，高克重?cái)D出導(dǎo)流網(wǎng)Z軸方向的導(dǎo)流速度比低克重?cái)D出導(dǎo)流網(wǎng)Z軸方向的導(dǎo)流速度快。

表4 27層碳纖維擊穿實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.4 27-layer carbon fiber breakdown test

綜上，導(dǎo)流網(wǎng)克重大小影響著導(dǎo)流速率，克重越大的，導(dǎo)流網(wǎng)二維空間導(dǎo)流速率越慢，三維空間導(dǎo)流速率越快。因此，在相同克重導(dǎo)流網(wǎng)流速對(duì)比時(shí)，可采用二維流速測(cè)試，不同克重導(dǎo)流網(wǎng)流速對(duì)比則需要采用三維流速測(cè)試。

2.2 導(dǎo)流網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)導(dǎo)流速率的影響

對(duì)比不同克重?cái)D出導(dǎo)流網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流網(wǎng)的流速除了受克重的影響，還與自身的結(jié)構(gòu)有關(guān)。從圖6可以看出，雖然幾種導(dǎo)流網(wǎng)的結(jié)構(gòu)都是菱形，但菱形的對(duì)角線不同，E型擠出導(dǎo)流網(wǎng)的菱形對(duì)角線幾乎相等。從圖2可以看出，E型導(dǎo)流網(wǎng)的橫、縱流速相差不大；而F型導(dǎo)流網(wǎng)的菱形對(duì)角線不同，所以F型導(dǎo)流網(wǎng)橫、縱方向流速差異較大，縱向?qū)Я魉俾时葯M向?qū)Я魉俾士?，即同等長(zhǎng)度所用時(shí)間要少。

圖6 導(dǎo)流網(wǎng)結(jié)構(gòu)Fig.6 Diversion network structure

3 結(jié) 論

導(dǎo)流網(wǎng)克重大小影響導(dǎo)流速率，克重越大的，導(dǎo)流網(wǎng)二維空間導(dǎo)流速率越慢，三維空間導(dǎo)流速率越快。因此在相同克重導(dǎo)流網(wǎng)流速對(duì)比時(shí)，可采用二維流速測(cè)試，不同克重導(dǎo)流網(wǎng)流速對(duì)比則需要采用三維流速測(cè)試。

導(dǎo)流網(wǎng)結(jié)構(gòu)影響導(dǎo)流速率，菱形結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)對(duì)角線方向(即縱向)導(dǎo)流速率比短對(duì)角線方向(即橫向)導(dǎo)流速率快。■