Materyèl konpoze yo ap fè pwogrè nan konstriksyon ekipman pou endistri pouvwa idwoelektrik la.Yon ankèt sou fòs materyèl ak lòt kritè revele anpil plis aplikasyon, patikilyèman pou ti ak mikwo inite yo.
Atik sa a te evalye ak modifye an akò ak revizyon ki fèt pa de oswa plis pwofesyonèl ki gen ekspètiz ki enpòtan.Evalyatè parèy sa yo jije maniskri pou presizyon teknik, itilite, ak enpòtans jeneral nan endistri idwoelektrik la.
Ogmantasyon nan nouvo materyèl bay opòtinite enteresan pou endistri idwoelektrik la.Bwa - yo te itilize nan waterwheels orijinal yo ak penstocks - te ranplase an pati pa eleman asye nan kòmansman ane 1800 yo.Steel kenbe fòs li nan chaj fatig segondè epi li reziste ewozyon kavitasyon ak korozyon.Pwopriyete li yo byen konprann ak pwosesis yo pou fabrike eleman yo byen devlope.Pou inite gwo, asye ap gen anpil chans rete materyèl la nan chwa.
Sepandan, bay ogmantasyon ti (anba 10 MW) nan mikwo-gwosè (anba 100 kW) turbin, konpoze yo ka itilize pou ekonomize pwa epi redwi pri fabrikasyon ak enpak anviwònman an.Sa a se espesyalman enpòtan paske yo te bezwen kontinye kwasans nan ekipman pou elektrisite.Kapasite idwo nan lemonn enstale, prèske 800,000 MW dapre yon etid 2009 pa Norwegian Renewable Energy Partners, se sèlman 10% nan ekonomikman posib ak 6% nan enèji a teknikman posib.Potansyèl pou pote plis idwo teknikman posib nan domèn ekonomikman posib ogmante ak kapasite konpozan konpoze pou bay ekonomi echèl.
Konpozan fabrike
Pou fabrike penstock la ekonomikman ak ak fòs segondè ki konsistan, pi bon metòd la se likidasyon filaman.Yon gwo mandrin anvlope ak tows nan fib ki te kouri nan yon beny résine.Tows yo vlope nan baskètbòl ak modèl helical pou kreye fòs pou presyon entèn, koube longitudinal ak manyen.Seksyon rezilta ki anba a montre pri ak pwa pou chak pye pou de gwosè penstock yo, ki baze sou yon sitasyon founisè lokal yo.Sitasyon an te montre ke epesè konsepsyon an te kondwi pa enstalasyon ak manyen kondisyon, olye ke chaj la presyon relativman ba, ak pou tou de li te 2.28 cm.
De metòd fabrikasyon yo te konsidere pou pòtay yo wicket ak rete vanes;layup mouye ak perfusion vakyòm.Layup mouye sèvi ak twal sèk, ki se enpreye lè w vide résine sou twal la epi sèvi ak woulèt pouse résine a nan twal la.Pwosesis sa a pa pwòp tankou perfusion vakyòm epi li pa toujou pwodui estrikti ki pi optimize an tèm de rapò fib-a-rezin, men li pran mwens tan pase pwosesis perfusion vakyòm.Perfusion vakyòm kouche fib sèk nan oryantasyon ki kòrèk yo, epi pile sèk la Lè sa a, vakyòm nan sak ak ekipman siplemantè yo tache ki mennen nan yon rezèv résine, ki se trase nan pati a lè vakyòm nan aplike.Vakyòm nan ede kenbe kantite résine nan yon nivo optimal epi redwi liberasyon òganik temèt.
Ka woulo liv la pral sèvi ak yon layup men nan de mwatye separe sou yon mwazi gason asire yon sifas enteryè lis.Lè sa a, de mwatye sa yo pral estokaj ansanm ak fib ajoute nan deyò a nan pwen an lyezon asire bon jan fòs.Chaj presyon an nan ka woulo liv la pa mande pou yon konpoze avanse wo-fòs, kidonk yon layup mouye nan twal vèr ak yon résine epoksidik pral ase.Epesè ka woulo liv la te baze sou menm paramèt konsepsyon ak penstock la.Inite 250-kW a se yon machin koule axial, kidonk pa gen okenn ka woulo liv.
Yon kourè turbine konbine yon jeyometri konplèks ak kondisyon chaj segondè.Travay resan yo te demontre ke konpozan estriktirèl ki gen gwo fòs yo ka fabrike nan yon SMC prepreg koupe ak fòs ekselan ak rèd.5 Bra sispansyon nan Lamborghini Gallardo a te fèt lè l sèvi avèk plizyè kouch nan yon SMC prepreg koupe li te ye tankou yon konpoze fòje, konpresyon moule. pou pwodui epesè ki nesesè yo.Metòd la menm ka aplike nan Francis ak kourè elis.Kourè Francis la pa ka fèt kòm yon sèl inite, kòm konpleksite nan sipèpoze lam la ta anpeche pati a soti nan ekstrè nan mwazi an.Kidonk, lam kouwòn yo, kouwòn yo ak bann yo fabrike separeman ak Lè sa a, kole ansanm ak ranfòse ak boulon nan deyò kouwòn lan ak bann.
Pandan ke tib la bouyon pi fasil fabrike lè l sèvi avèk likidasyon filaman, pwosesis sa a pa te komèsyalize lè l sèvi avèk fib natirèl.Kidonk, yo te chwazi men layup, paske sa a se metòd estanda nan fabrikasyon, malgre pi wo depans travay yo.Sèvi ak yon mwazi gason ki sanble ak yon mandrin, layup la ka ranpli ak mwazi an orizontal ak Lè sa a, vire vètikal pou geri, anpeche afesman sou yon bò.Pwa a nan pati yo konpoze pral varye yon ti kras depann sou kantite a nan résine nan pati a fini.Nimewo sa yo baze sou 50% pwa fib.
Pwa total pou asye ak konpoze turbine 2-MW yo se 9,888 kg ak 7,016 kg, respektivman.250-kW asye ak turbin konpoze yo se 3,734 kg ak 1,927 kg, respektivman.Total yo sipoze 20 pòtay pòtay pou chak turbin ak yon longè konduit egal a tèt turbine a.Li posib ke penstock la ta pi long epi mande pou ekipman, men nimewo sa a bay yon estimasyon debaz sou pwa inite a ak periferik ki asosye yo.Dèlko a, boulon ak pyès ki nan konpitè aksyon pòtay yo pa enkli epi yo sipoze menm jan ant inite konpoze ak asye.Li se tou vo sonje ke redesign kourè a oblije kont pou konsantrasyon estrès yo wè nan FEA a ta ajoute pwa nan inite yo konpoze, men kantite lajan an sipoze yo dwe minim, sou lòd la nan 5 kg ranfòse pwen ak konsantrasyon estrès.
Avèk pwa yo bay yo, turbin konpoze 2-MW ak penstock li yo ta ka leve pa rapid V-22 Osprey la, tandiske machin nan asye ta mande pou yon elikoptè Chinook jimo rotor pi dousman, mwens manyabl.Epitou, turbin konpoze 2-MW ak penstock ta ka rale pa yon F-250 4 × 4, tandiske inite asye a ta mande pou yon kamyon ki pi gwo ki ta difisil pou manevwe sou wout forè si enstalasyon an te aleka.
Konklizyon
Li posib pou konstwi turbin nan materyèl konpoze, epi yo te wè yon rediksyon pwa nan 50% a 70% konpare ak konpozan asye konvansyonèl yo.Pwa redwi a ka pèmèt turbin konpoze yo dwe enstale nan kote aleka.Anplis de sa, asanble estrikti sa yo konpoze pa mande pou ekipman soude.Konpozan yo tou mande pou mwens pati yo dwe boulonnen ansanm, kòm chak moso ka fèt nan youn oswa de seksyon.Nan ti pwodiksyon kouri yo modle nan etid sa a, pri a nan mwazi yo ak lòt zouti domine pri a eleman.
Ti kous ki endike isit la montre sa sa ta koute pou kòmanse plis rechèch sou materyèl sa yo.Rechèch sa a ka adrese ewozyon kavitasyon ak pwoteksyon UV nan eleman yo apre enstalasyon yo.Li ka posib pou itilize elastomè oswa kouch seramik pou diminye kavitasyon oswa asire ke turbine a kouri nan rejim koule ak tèt ki anpeche kavitasyon rive.Li pral enpòtan pou teste ak rezoud pwoblèm sa yo ak lòt pou asire ke inite yo ka reyalize menm jan an fyab ak turbin asye, espesyalman si yo dwe enstale nan zòn kote antretyen yo pral raman.
Menm nan ti kouri sa yo, kèk konpozan konpoze ka pri-efikas akòz travay la diminye ki nesesè pou fabrike.Pou egzanp, yon ka woulo liv pou inite Francis 2-MW a ta koute $ 80,000 yo dwe soude soti nan asye konpare ak $ 25,000 pou fabrike konpoze.Sepandan, sipoze konsepsyon siksè nan kourè turbine, pri a pou bòdi kourè yo konpoze se pi plis pase konpozan asye ekivalan.Kourè 2-MW a ta koute apeprè $ 23,000 pou fabrike soti nan asye, konpare ak $ 27,000 soti nan konpoze.Depans yo ka varye selon machin.Ak pri a pou konpozan konpoze ta tonbe konsiderableman nan pi wo pwodiksyon kouri si mwazi yo ta ka reyitilize.
Chèchè yo te deja mennen ankèt sou konstriksyon turbine kourè ki soti nan materyèl konpoze.8 Sepandan, etid sa a pa t adrese ewozyon kavitasyon ak posibilite konstriksyon.Pwochen etap la pou turbin konpoze se konsepsyon ak bati yon modèl echèl ki pral pèmèt prèv posibilite ak ekonomi nan fabrikasyon.Lè sa a, inite sa a ka teste pou detèmine efikasite ak aplikab, osi byen ke metòd pou anpeche depase ewozyon kavitasyon.
Lè poste: 15 fevriye 2022
