葉片空氣流場測試裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種葉片空氣流場測試裝置。該測試裝置包括煙霧輸出設備和攝像設備，攝像設備用于拍攝煙霧輸出設備輸出的煙霧在葉片表面的流動圖像；其中，攝像設備固定在葉片上；煙霧輸出設備包括第一煙霧輸出機構；第一煙霧輸出機構固定設置在葉片沿轉動方向上的前緣處，由第一煙霧輸出機構排出的煙霧可沿葉片的壓力面和吸力面中的至少一個流動。本實用新型利用設置在葉片前緣的前方并固定于葉片上的第一煙霧輸出機構，隨葉片同步運動，可以利用生成的煙霧動態地觀察在靜止或者轉動狀態下的由葉片前緣處流過葉片表面的空氣流場的狀況，并通過攝像設備拍攝煙霧輸出設備生成的煙霧在葉片表面的流動圖像，操作方便，能實現連續的空氣流場檢測。
【專利說明】
葉片空氣流場測試裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及風力發電領域，尤其涉及一種葉片空氣流場測試裝置。
【背景技術】
[0002]為了改善風力發電機組的葉片的空氣動力學性能，需要對葉片進行空氣流場測試。現有技術中的空氣流場測試系統通常采用在葉片表面設置油膜的方式以觀察葉片表面的空氣流場。
[0003]在葉片表面設置油膜的方式具體為，在葉片表面鋪設一層薄的油膜，然后使葉片轉動，油膜會在氣流的作用下成型為特定形狀，通過觀察油膜的成型形狀能夠反映葉片表面的空氣流場變化。
[0004]
【申請人】發現上述現有技術中存在以下問題:
[0005]在葉片表面設置油膜的方式不能進行空氣流場的連續檢測，不能反映葉片周圍的空氣流場的動態變化;并且每次設置油膜需要先停止運行風力發電機組，涂設油膜，然后再啟動風力發電機組，操作不方便。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的實施例提供一種葉片空氣流場測試裝置，以解決運動的葉片的空氣流場的動態測試的問題。
[0007]為達到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術方案:
[0008]—種葉片空氣流場測試裝置，所述測試裝置包括煙霧輸出設備和攝像設備;所述攝像設備用于拍攝所述煙霧輸出設備輸出的煙霧在葉片表面的流動圖像，其中，所述攝像設備固定在所述葉片上;所述煙霧輸出設備包括第一煙霧輸出機構;所述第一煙霧輸出機構固定設置在所述葉片沿轉動方向上的前緣處，由所述第一煙霧輸出機構排出的煙霧可沿所述葉片的壓力面和吸力面中的至少一個流動。
[0009]優選地，在前述的葉片空氣流場測試裝置中，所述第一煙霧輸出機構包括連接支架及煙霧輸出部件，所述連接支架連接所述葉片的前緣，所述煙霧輸出部件設置在所述連接支架上，且與所述前緣間隔預設距離。
[0010]優選地，在前述的葉片空氣流場測試裝置中，所述煙霧輸出部件為多個;在所述前緣的合模線的切面上，多個所述煙霧輸出部件朝所述切面的投影分別位于所述合模線的兩側。
[0011]優選地，在前述的葉片空氣流場測試裝置中，所述煙霧輸出設備還包括設置在所述葉片內的表面上的至少一個出口。
[0012]優選地，在前述的葉片空氣流場測試裝置中，所述出口和所述攝像設備設置在所述葉片的壓力面和吸力面中的至少一個上。
[0013]優選地，在前述的葉片空氣流場測試裝置中，所述出口為多個;多個所述出口在所述葉片的長度方向上與葉尖的距離均不相同，并且/或者，多個所述出口在所述葉片的寬度方向上與所述葉片的前緣的距離均不相同。
[0014]優選地，在前述的葉片空氣流場測試裝置中，多個所述出口在所述葉片的長度方向上與葉尖的距離及在所述葉片的寬度方向上與所述葉片的前緣的距離依次減小。
[0015]優選地，在前述的葉片空氣流場測試裝置中，所述煙霧輸出設備還包括第二煙霧輸出機構，沿所述葉片的轉動軸線方向，所述第二煙霧輸出機構設置在所述葉片的前方。
[0016]優選地，在前述的葉片空氣流場測試裝置中，所述測試裝置還包括用于照射流動煙霧的光照設備，所述光照設備安裝在所述葉片、所述煙霧輸出設備中的至少一個上。
[0017]優選地，在前述的葉片空氣流場測試裝置中，所述光照設備為激光發生器。
[0018]本實用新型實施例提供的葉片空氣流場測試裝置，利用設置在葉片前緣的前方并固定于葉片上的第一煙霧輸出機構，隨葉片同步運動，可以利用生成的煙霧動態地觀察在靜止或者轉動狀態下的由葉片前緣處流過葉片表面的空氣流場的狀況，并通過攝像設備拍攝煙霧輸出設備生成的煙霧在葉片表面的流動圖像，從而為后續進一步的對由葉片前緣流過葉片表面的空氣流場進行分析提供更準確的數據，可以充分模擬各種工況下由葉片前緣流過葉片表面的空氣流場，操作方便，能實現動態、連續的空氣流場檢測。
[0019]在此基礎上，第一煙霧輸出機構包括沿葉片的轉動方向設置在葉片的前緣的前方的多個煙霧輸出部件，可以分別對由前緣流經壓力面和吸力面的氣流情況進行檢測。
[0020]在此基礎上，通過設置在葉片表面設置至少一個出口，可以檢測葉片表面上至少一個位置處形成的空氣流場，可以對每個位置的空氣流場進行連續、動態的精確測試。
[0021]在此基礎上，出口可以設置在壓力面和吸力面上，可以對壓力面和吸力面上的任一位置處的空氣流場進行測試。
[0022]在此基礎上，多個出口在葉片的長度方向上距離葉尖的距離均不相同。將多個出口沿葉片的長度方向上錯開設置，可以避免出口的煙霧軌跡相互干擾，以更好的觀察每個位置的空氣流場情況。
[0023]在此基礎上，多個出口在葉片的寬度方向上距離葉片的前緣的距離也均不相同。可以檢測葉片表面的寬度方向上的不同位置的空氣流場情況。
[0024]在此基礎上，通過設置沿葉片的轉動軸線方向位于葉片的前方的第二煙霧輸出設備，可以對葉片沿軸線的轉動對空氣流場的影響進行測試。
[0025]在此基礎上，通過設置用于照射流動煙霧的光照設備，可以使攝像設備獲得更為清晰的煙霧在葉片表面的流動圖像。
[0026]本實用新型提供的風力發電機組空氣流場測試系統，可以對葉輪中的至少一個葉片乃至整個葉輪的空氣流場進行測試，操作方便，能實現動態、連續的風力發電機組的空氣流場檢測。
【附圖說明】
[0027]圖1為實施例一的葉片空氣流場測試裝置的結構示意圖；
[0028]圖2為葉片空氣流場測試裝置的使用狀態參考圖；
[0029]圖3是實施例一的風力發電機組空氣流場測試裝置在風力發電機組上的應用示意圖；
[0030]附圖標號說明:
[0031]1、葉片；2、攝像設備;3、第一煙霧輸出機構;4、出口； 5、第二煙霧輸出機構；10、葉輪；11、吸力面；12、壓力面；13、前緣;31、煙霧輸出部件;32、連接支架;R、葉片的轉動方向；Αχ、葉片的轉動軸線方向。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本實用新型實施方式的葉片空氣流場測試裝置及風力發電機組空氣流場測試系統進行詳細描述。
[0033]實施例一
[0034]圖1是實施例一的葉片空氣流場測試裝置的結構示意圖。
[0035]本實用新型實施例一的葉片空氣流場測試裝置，包括煙霧輸出設備和攝像設備2，攝像設備2用于拍攝煙霧輸出設備輸出的煙霧在葉片I表面的流動圖像;其中，攝像設備2固定在葉片I上;煙霧輸出設備包括第一煙霧輸出機構3;第一煙霧輸出機構3固定設置在葉片I沿轉動方向R上的前緣13處，由第一煙霧輸出機構3排出的煙霧可沿葉片I的壓力面12和吸力面11中的至少一個流動。
[0036]本實用新型實施例提供的葉片空氣流場測試裝置，利用設置在葉片I的前緣13的前方并固定于葉片I上的第一煙霧輸出機構3，隨葉片I同步運動，可以利用生成的煙霧動態地觀察在靜止或者轉動狀態下的由葉片I的前緣13處流過葉片I表面的空氣流場的狀況，并通過攝像設備2拍攝煙霧輸出設備生成的煙霧在葉片I表面的流動圖像，從而為后續進一步的對由葉片I的前緣13流過葉片I表面的空氣流場進行分析提供更準確的數據，可以充分模擬各種工況下由葉片I的前緣13流過葉片I表面的空氣流場，操作方便，能實現動態、連續的空氣流場檢測。
[0037]在此基礎上，第一煙霧輸出機構3包括連接支架32及煙霧輸出部件31，連接支架32連接葉片I的前緣13，煙霧輸出部件31設置在連接支架32上，且與葉片I的前緣13間隔預設距離。
[0038]如圖2中所示，由多個煙霧輸出部件31排出的煙霧沿葉片I的吸力面11和壓力面12中的至少一個流動。通過這樣設置可以分別對由前緣13流經壓力面12和吸力面11的氣流情況進行測試。
[0039]在此基礎上，多個煙霧輸出部件31通過連接支架32安裝在葉片I的前緣13的葉片轉動方向R上的前方。連接支架32用以在葉片I前緣13的前方固定多個煙霧輸出部件31。多個煙霧輸出部件31的用于生成或者存儲煙霧的煙霧單元可以安裝在葉片I的外部;煙霧單元也可以安裝在葉片I的內部，并通過管路與煙霧輸出部件31相連接。可選地，連接支架32具有管路的結構，連接煙霧輸出部件31和葉片I內部的煙霧單元，多個煙霧輸出部件31可以共用一條管路與煙霧彈元連接，也可分別通過管路與煙霧彈元連接。
[0040]具體地如圖1中所示，第一煙霧輸出機構3包括至少兩個煙霧輸出部件31，例如可采用4個、5個或者更多煙霧輸出部件31;多個煙霧輸出部件31在葉片I的前緣13的前方沿與合模線延伸方向交叉的方向沿連接支架32排列，例如沿與合模線垂直的方向排列，但排列的方向不限于與合模線垂直的方向，排列方向與合模線的夾角也可以是其他角度;進一步的，一列煙霧輸出部件的排列方式并不限于沿直線排列，還可以為沿曲線排列;還可以布置一列或者至少兩列煙霧輸出部件31，例如三列或者四列。在葉片I的前緣13的合模線的切面上，多個煙霧輸出部件31朝該切面的投影分別位于合模線的兩側。通過這樣設置，多個煙霧輸出部件31排出的煙霧能夠沿葉片I的吸力面11和壓力面12流動。
[0041]可選地，煙霧輸出設備還包括設置在葉片I表面上的至少一個出口 4。可選地，與該出口 4連通的煙霧單元安裝在葉片I的內部。
[0042]通過設置在葉片I表面設置至少一個出口 4，可以測試葉片I表面上至少一個位置處形成的空氣流場，可以對每個位置的空氣流場進行連續、動態的精確測試。
[0043]可選地，攝像設備2和出口 4設置在葉片I的吸力面11和壓力面12中的至少一個上。可選地，在吸力面11和壓力面12上均設有攝像設備2和出口4，以對吸力面11和壓力面12上的空氣流場進行觀察。在每個吸力面11和壓力面12上可分別設置一個或者多個攝像設備2，以更好的觀察葉片的空氣流場。
[0044]可選地，如圖1中所示，出口 4為多個，如圖1中所示，吸力面11上設有4個出口 4。多個出口 4在葉片I的長度方向上距離葉尖的距離均不相同。將多個出口4沿葉片I的長度方向上錯開設置，可以避免出口 4的煙霧軌跡相互干擾，如圖2中所示，以更好的觀察每個出口 4的空氣流場情況。
[0045]可選地，多個出口4在葉片I的寬度方向上距離葉片I的前緣13的距離也均不相同。這樣可以測試葉片I表面的寬度方向上的不同位置的空氣流場情況。
[0046]可選地，多個出口4在葉片I的長度方向上與葉尖的距離及在葉片I的寬度方向上與葉片I的前緣13的距離依次減小。
[0047]可選地，煙霧輸出設備還包括第二煙霧輸出機構5，沿葉片的轉動軸線方向Ax(如圖3中所示)，第二煙霧輸出機構5設置在葉片I的前方。具體的，第二煙霧輸出機構5可以設置在風力發電機組的底座或者塔筒上，不隨葉片I轉動。第二煙霧輸出機構5產生的煙霧可以對葉片I的轉動對風力發電機組的空氣流場的影響進行測試。
[0048]可選地，第二煙霧輸出機構5相對于底座或者塔筒的位置可調節。這樣可以測試葉片I的轉動對葉片I前方不同位置的空氣流場的影響。
[0049]可選地，測試裝置還包括用于照射流動煙霧的光照設備(圖中未示出)，通過設置光照設備，可以使攝像設備2獲得更為清晰、對比度更加分明的煙霧流動狀態圖像，進而為后續的分析提供更為準確的分析數據。可選地，光照設備為激光發生器，但不限于激光發生器，任何能增強流動煙霧的顯示效果的光照設備均在本實施例的限制內。光照設備可以固定在葉片I和煙霧輸出設備中的至少一個上；當光照設備設置在煙霧輸出設備上時，可以將光照設備設置在第一煙霧輸出機構3上、第二煙霧輸出機構5上和出口 4附近位置中的至少一個位置。
[0050]圖3中示出了實施例一的葉片空氣流場測試裝置在風力發電機組中的應用方式。風力發電機組具有葉輪10，葉輪10包括多個葉片I，可選地，在至少一個葉片I上設有第一煙霧輸出機構3和攝像設備2。這樣可以對葉輪10上的該葉片I的空氣流場進行測試。具體效果參見實施例一。
[0051]可選地，在上述葉片I中還進一步設有出口 4和第二煙霧輸出機構5。
[0052]可選地，沿葉片的轉動軸線Ax方向，在風力發電機組的葉輪10的前方設有至少一個第二煙霧輸出機構5。第二煙霧輸出機構5可以對葉輪10轉動對葉輪10前方的空氣流場的影響進行測試。
[0053]本實用新型實施例提供的葉片空氣流場測試裝置，利用設置在葉片前緣的前方并固定于葉片上的第一煙霧輸出機構，隨葉片同步運動，可以利用生成的煙霧動態地觀察在靜止或者轉動狀態下的由葉片前緣處流過葉片表面的空氣流場的狀況，并通過攝像設備拍攝煙霧輸出設備生成的煙霧在葉片表面的流動圖像，從而為后續進一步的對由葉片前緣流過葉片表面的空氣流場進行分析提供更準確的數據，可以充分模擬各種工況下由葉片前緣流過葉片表面的空氣流場，操作方便，能實現動態、連續的空氣流場檢測。
[0054]在此基礎上，第一煙霧輸出機構包括沿葉片的轉動方向設置在葉片的前緣的前方的煙霧輸出部件，可以分別對由前緣流經壓力面和吸力面的氣流情況進行檢測。
[0055]在此基礎上，通過設置在葉片表面設置至少一個出口，可以檢測葉片表面上至少一個位置處形成的空氣流場，可以對每個位置的空氣流場進行連續、動態的精確測試。
[0056]在此基礎上，出口可以設置在壓力面和吸力面上，可以對壓力面和吸力面上的任一位置處的空氣流場進行測試。
[0057]在此基礎上，多個出口在葉片的長度方向上距離葉尖的距離均不相同。將多個出口沿葉片的長度方向上錯開設置，可以避免出口的煙霧軌跡相互干擾，以更好的觀察每個位置的空氣流場情況。
[0058]在此基礎上，多個出口在葉片的寬度方向上距離葉片的前緣的距離也均不相同。可以檢測葉片表面的寬度方向上的不同位置的空氣流場情況。
[0059]在此基礎上，通過設置位于葉片的前方的第二煙霧輸出設備，可以對葉片沿軸線的轉動對空氣流場的影響進行測試。
[0060]在此基礎上，通過設置用于照射流動煙霧的光照設備，可以使攝像設備獲得更為清晰的煙霧在葉片表面的流動圖像。
[0061]以上所述，僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種葉片空氣流場測試裝置，其特征在于:所述測試裝置包括煙霧輸出設備和攝像設備(2);所述攝像設備(2)用于拍攝所述煙霧輸出設備輸出的煙霧在葉片(I)表面的流動圖像，其中， 所述攝像設備(2)固定在所述葉片(I)上； 所述煙霧輸出設備包括第一煙霧輸出機構(3); 所述第一煙霧輸出機構(3)固定設置在所述葉片(I)沿轉動方向(R)上的前緣(13)處，由所述第一煙霧輸出機構(3)排出的煙霧可沿所述葉片的壓力面(12)和吸力面(11)中的至少一個流動。2.根據權利要求1所述的葉片空氣流場測試裝置，其特征在于，所述第一煙霧輸出機構(3)包括連接支架(32)及煙霧輸出部件(31)，所述連接支架(32)連接所述葉片(I)的前緣(13)，所述煙霧輸出部件(31)設置在所述連接支架(32)上，且與所述前緣(13)間隔預設距離。3.根據權利要求2所述的葉片空氣流場測試裝置，其特征在于，所述煙霧輸出部件(31)為多個;在所述前緣(13)的合模線的切面上，多個所述煙霧輸出部件(31)朝所述切面的投影分別位于所述合模線的兩側。4.根據權利要求1-3中任一項所述的葉片空氣流場測試裝置，其特征在于，所述煙霧輸出設備還包括設置在所述葉片(I)表面上的至少一個出口(4)。5.根據權利要求4所述的葉片空氣流場測試裝置，其特征在于，所述出口(4)和所述攝像設備(2)設置在所述葉片(I)的壓力面(12)和吸力面(11)中的至少一個上。6.根據權利要求5所述的葉片空氣流場測試裝置，其特征在于，所述出口(4)為多個;多個所述出口(4)在所述葉片(I)的長度方向上與葉尖的距離均不相同；并且/或者，多個所述出口(4)在所述葉片(I)的寬度方向上與所述葉片(I)的前緣(13)的距離均不相同。7.根據權利要求6所述的葉片空氣流場測試裝置，其特征在于，多個所述出口(4)在所述葉片(I)的長度方向上與所述葉尖的距離及在所述葉片(I)的寬度方向上與所述葉片(I)的前緣(13)的距離依次減小。8.根據權利要求1所述的葉片空氣流場測試裝置，其特征在于，所述煙霧輸出設備還包括第二煙霧輸出機構(5)，沿所述葉片(I)的轉動軸線方向(Ax)，所述第二煙霧輸出機構(5)設置在所述葉片(I)的前方。9.根據權利要求1所述的葉片空氣流場測試裝置，其特征在于，所述測試裝置還包括用于照射流動煙霧的光照設備，所述光照設備安裝在所述葉片(I)和所述煙霧輸出設備中的至少一個上。10.根據權利要求9所述的葉片空氣流場測試裝置，其特征在于，所述光照設備為激光發生器。
【文檔編號】G01M9/06GK205642795SQ201620509462
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】約亨·卡茲, 李小明, 樊祥希
【申請人】北京金風科創風電設備有限公司