Page 71 - 涂料工业2024年第02期电子刊

姚中强等：风电叶片前缘雨蚀测试及防护方法研究

规范所要求的涂层耐老化性能。当材料雨蚀测试结 [ 2 ] REMPEL L. Rotor blade loading edge erosion-real life
论不可靠时，基于风电机组运行叶片的挂机验证也是 experiences[J]. Wind Systems Magazine，2012，11：22-24.
材料选型的一种方法。需要注意的是，除了需关注运 [ 3 ] 彭望泽 . 防空导弹天线罩[M]. 北京：宇航工业出版社，
行机组叶片前缘防护材料的外观、结构变化外，叶片 1993.
线速度、风场降雨情况、机组运行时长等信息也要被 [ 4 ] ENGEL O G. Water drop collision with solid surface[J].
Journal of Research of the National Bureau of Standards，
重视。基于材料测试及风场防护效果2项信息的综合
1955，54（5）：281-298.
确认，在材料优劣性及适用性方面形成初步意见。
[ 5 ] ADLER W F. Rain impact retrospective and vision for the
4. 2 考虑降雨情况
future[J]. Wear，1999，233-235：25-38.
我国疆域辽阔，海岸线漫长，不同区域气候、降 [ 6 ] FIELD J E. ELSI conference：nvited lecture：iquid impact：
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雨情况差异巨大。华南沿海区域年降雨量最大在 theory，experiment，applications[J]. Wear，1999，233-235：
2 500 mm 以上，而西北区域年降雨量多年在 300 mm 1-12.
以下 [26-27] ，此种情况下即便是同型号陆上叶型，考虑 [ 7 ] HEYMANN F J. High-speed impact between a liquid drop
服役区域的差异，叶片前缘防护方案仍需进行差异 and a solid surface[J]. Journal of Applied Physics，1969，
化设计，以便获得较高的经济性。 40（13）：5113-5122. 探
标
4. 3 考虑叶片线速度 [ 8 ] LESSER M. Thirty years of liquid impact research：a 准
tutorial review[J]. Wear，1995，186-187：28-34. 索
相较于叶片长度，叶片的线速度更应该是前缘防
[ 9 ] 侯乃丹，王旋，李玉龙. 基于单射流冲击试验的复合材料高 及
护方案设计时需被考虑的因素，一个符合预期的前缘 开
1
速雨滴撞击损伤研究[J]. 爆炸与冲击，2021：41（4）：-13. 检
防护方案是其不同线速度范围内的防护方案可满足其
测
[10] HALLER K K，VENTIKOS Y. Computational study of high- 发
对应的防护需求，不同线速度下材料选型的差异化或 speed liquid droplet impact[J]. Journal of Applied Physics，
前缘漆厚度梯度差异化均有助于获得较高的经济性。 2002，92（5）：2821-2828.
4. 4 其他 [11] 张荻，谢永慧，周屈兰 . 液滴与弹性固体表面撞击过程的
除上述提到材料选型、项目降雨量和叶片线速 研究[J]. 机械工程学报，2003，39（6）：75-79.
度外，其他如前缘表面剐蹭、脏污等对防护材料耐雨 [12] BOWDEN F P，BRUNTON J H. The deformation of solids
蚀性能的影响，防护材料与基材的界面强度等对防 by liquid impact at supersonic speeds[J]. Proceedings of the
Royal Society A：Mathematical，Physical and Engineering
护效果可能存在的影响也需被关注。
Sciences，1961，263（1315）：433-450.
5 结 语 [13] 施红辉 . 高速液体撞击下固体材料内的应力波传播[J].
中国科学，2004，34（5）：577-590.
高耐久性、低成本的叶片前缘防护方案是当前 [14] ADLER W F. Rain impact retrospective and vision for the
风电行业的紧迫需求。在此背景下，固液冲击时水 future[J]. Wear，1999，233-235：25-38.
[15] 石毓秀，胡晓兰，梁国正，等 . 飞行器天线罩的雨蚀及防
锤压力的损伤以及缓冲防护的原理需被业内各方了
护[J]. 化工新型材料，2001，1（29）：7-10.
解并持续深入研究。当前旋转臂雨蚀测试方法中
[16] WESTMARK C，LAWLESS G W. A discussion of rain
30 mm/h 的降雨强度设置偏低 ，建议提升至
erosion testing at the United States Air Force rain erosion
102 mm/h，以便覆盖实际的极端降雨场景。推荐增加
test facility[J]. Wear，1995，186-187：384-387.
单次射流冲击法测定防护材料的静态耐雨蚀性能，
[17] BEST A C. The size distribution of raindrops[J]. Quarterly
结合旋转臂法做材料耐雨蚀性能的综合评估。对于 Journal of the Royal Meteorological Society，1950，76（327）：
前缘防护漆类材料，施工对其性能的影响不容忽视。 16-36.
在叶片前缘防护方案的设计上，基于线速度分区差 [18] 钱允祺，陶士珩. 黄土高原降雨雨滴最终速度的分布律[J].
异化选材是一种可行的提质降本的方案。 西北农业大学学报，1998，26（6）：20-26.
[19] 梁国锋，黄先伦，杨超，等 . 阳江市强降水的气候特征[J].
参考文献
广东气象，2016，38（6）：20-23.
[ 1 ] 朱平，王建国，史秋生 . 2011 防腐蚀涂料年会暨第 28 次 [20] 蔚津，王涪新 . 飞机雷达罩用弹性聚氨酯涂层[J]. 航空材
全国涂料工业信息年会论文集[C]. 常州：全国涂料工业 料，1979（3）：26-30.
（下转第55页）
信息中心，2011：169-172.

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