在風(fēng)電場(chǎng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吊裝時(shí)有一個(gè)規(guī)定，頂段塔筒吊裝完后，當(dāng)天必須吊裝完機(jī)艙，原因是什么呢?下面我給大家簡(jiǎn)單分析一下。
從流體的角度來(lái)分析，任何非流線型物體，在恒定流速下，都會(huì)在物體兩側(cè)交替地產(chǎn)生脫離結(jié)構(gòu)物表面的旋渦。這種交替發(fā)放的旋渦又會(huì)在柱體上生成順流向及橫流向周期性變化的脈動(dòng)壓力。如果此時(shí)柱體是彈性支撐的，或者柔性管體允許發(fā)生彈性變形，那么脈動(dòng)流體力將引發(fā)柱體(管體)的周期性振動(dòng)，這種規(guī)律性的柱振動(dòng)反過(guò)來(lái)又會(huì)改變其尾流的旋渦發(fā)放形態(tài)。這種流體與結(jié)構(gòu)物相互作用的問(wèn)題被稱作“渦激振動(dòng)”。
假若塔筒的自振頻率與漩渦的發(fā)放頻率相接近，就會(huì)使塔筒發(fā)生共振破壞，因此這種渦激振動(dòng)是極其有害的，需采取措施阻止它的發(fā)生。在我們風(fēng)電行業(yè)內(nèi)一般有五種方法來(lái)抑制渦激振動(dòng)。
一、塔筒上安裝擾流條可抑制渦激振動(dòng)
其原理也比較簡(jiǎn)單，該方案主要是通過(guò)加施在塔筒上的擾流條打亂來(lái)風(fēng)的軌跡，使其不能形成頻率穩(wěn)定的漩渦。擾流條大多由塑料泡沫制作的三角柱串聯(lián)而成，三根擾流條等距纏繞在塔筒上段，底部由細(xì)繩牽引至地固定。
二、阻尼器法抑制渦激振動(dòng)
從渦激振動(dòng)的特點(diǎn)看，集中質(zhì)量式擺錘方案既方便又有效：作為調(diào)諧質(zhì)量塊，擺錘利用反方向慣性力可顯著抑制塔筒振動(dòng)的響應(yīng)幅值。需要說(shuō)明的是，擺錘的質(zhì)量和擺長(zhǎng)取決于塔筒本身的質(zhì)量和剛度，那么不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)不僅不能達(dá)到減振效果，而且可能會(huì)惡化振動(dòng)情況。
三、纜風(fēng)繩抑制渦激振動(dòng)
簡(jiǎn)單說(shuō)，該方案通過(guò)纜風(fēng)繩施加外力，破壞塔筒兩側(cè)的氣動(dòng)受力情況，并限制塔筒初始晃動(dòng)的位移幅度，從而無(wú)法產(chǎn)生剛體自由狀態(tài)下的渦激從而抑制擺振，導(dǎo)致塔筒無(wú)法讓渦激過(guò)程中晃動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)能量產(chǎn)生累計(jì)。
四、安裝機(jī)艙、發(fā)電機(jī)、葉輪抑制渦激振動(dòng)
這里分兩種情況，第一機(jī)艙、發(fā)電機(jī)安裝后，不管風(fēng)從哪個(gè)角度吹來(lái)，都會(huì)不同程度地受到機(jī)艙、發(fā)電機(jī)的影響，形成引起塔筒共振的穩(wěn)定漩渦會(huì)打一些折扣。第二葉輪安裝后，不管風(fēng)從哪個(gè)角度吹來(lái)，都會(huì)受到風(fēng)輪葉面的影響，進(jìn)而迅速發(fā)生的流場(chǎng)變化就難以形成引起塔筒共振的穩(wěn)定漩渦。
五、吊裝時(shí)，塔筒門關(guān)閉，可使渦激振動(dòng)不至于增大
當(dāng)塔筒底部門關(guān)閉時(shí)，由于空氣本身的流通性和不可壓縮性，會(huì)在塔筒內(nèi)部起到阻尼器的效果，從而會(huì)減小塔筒的振動(dòng)幅度。但當(dāng)塔筒底部門打開時(shí)，塔筒內(nèi)部由空氣構(gòu)成的阻尼器就失去了效果，因而無(wú)法減小塔筒的振動(dòng)幅度，而且內(nèi)部流通的氣流會(huì)和外部的渦流產(chǎn)生疊加效應(yīng)，從而放大了塔筒的振動(dòng)幅度。
