Aplicación de Axial fibra de carbono tejido en vigas principales de palas de turbinas eólicas
Una breve introducción a la aplicación de fibra de carbono tejido axial en vigas principales de palas de turbinas eólicas.
Aplicación de Axial fibra de carbono tejido en vigas principales de palas de turbinas eólicas
La viga principal de la pala de una turbina eólica sirve como columna vertebral de la pala y soporta la gran mayoría de las cargas de flexión. Como las longitudes de las hojas superan los 100 metros, el fibra de vidrio tradicional lucha por cumplir con los requisitos de diseño liviano y alta rigidez; en consecuencia, el fibra de carbono tejido axial ha surgido como el material de refuerzo dominante para las vigas principales de las palas de gran escala.
Funciones y características de carga estructural de los largueros principales de las palas de las turbinas eólicas
Funciones del larguero principal
El larguero principal sirve como columna vertebral estructural de la pala; soporta la gran mayoría de las cargas de flexión y constituye el elemento portador de carga más crítico dentro de la estructura de la pala.
Resistencia a la flexión: Resiste los momentos de flexión generados por la presión del viento.
Transmisión de carga: Transmite cargas aerodinámicas desde la pala al buje.
Control de deformación: Limita la deflexión de la hoja para evitar el impacto con la torre.
Características de carga estructural
Dirección de la fuerza aplicada | Características | Requisitos de materiales |
Dirección 0° (hoja longitudinal) | Dirección de flexión primaria; Resiste tensiones de tracción y compresión. | Alta resistencia a la tracción, alto módulo de tracción |
Dirección ±45° | Resiste tensiones cortantes | Resistencia al corte |
Dirección de 90° (hoja a lo ancho) | Dirección de carga secundaria | Un refuerzo moderado es suficiente |
La carga primaria sobre la viga principal está orientada en la dirección 0°; en consecuencia, se requiere que el material posea una resistencia y un módulo excepcionalmente altos en esta dirección específica, precisamente donde el fibra de carbono tejido unidireccional demuestra su clara ventaja.
Las ventajas del fibra de carbono tejido unidireccional en tes principales
Criterios de comparación | fibra de carbono Axial tejido | fibra de vidrio |
Densidad | 1.6-1.8 g/cm³ | 2.5-2.6 g/cm³ |
Módulo de tracción | 230-640 GPa | 70-90 GPa |
Módulo específico | Alto | Bajo |
Costo | Alto | Bajo |
fibra de carbono posee una densidad aproximadamente un 35% menor que la de fibra de vidrio, pero su módulo es de 3 a 8 veces mayor, lo que lo convierte en una opción ideal para reducir el peso y aumentar la rigidez simultáneamente en palas de gran escala.
Especificaciones para refuerzo axial en tes principales
Orientación de la fibra
Soporte de carga primaria: 0° unidireccional tejido (400–600 g/m²)
Refuerzo local: ±45° biaxial tejido (300–400 g/m²)
Grado de fibra
Grado T700 (230 GPa): Hojas de tamaño pequeño a mediano; aplicaciones sensibles al costo
Grado T800 (294 GPa): la opción principal para palas de gran escala
Serie M de alto módulo (>370 GPa): palas ultralargas
Tamaño de remolque
12K: palas de tamaño pequeño a mediano
24K, 48K: la opción principal para blades de gran escala; Ofrece alta eficiencia y bajo costo.
60K y más: palas ultragrandes
Proceso de moldeo
Proceso | Características | Aplicaciones |
Infusión al vacío | Adecuado para dimensiones ultragrandes; baja inversión en equipos | Método dominante para palas de gran escala. |
Moldeo preimpregnado | Calidad estable; requiere equipo de prensado en caliente | Palas de tamaño pequeño a mediano o refuerzo localizado |
Pultrusión | Alto contenido de fibra; alta eficiencia | Un nuevo proceso desarrollado en los últimos años |
Puntos clave de selección
Consideraciones | Recomendaciones |
Longitud de la hoja | <60m: Construcción totalmente fibra de vidrio; 60–80 m: fibra de carbono híbrida/fibra de vidrio; >80m: Viga principal de fibra de carbono |
Requisitos de rigidez | Alta rigidez: seleccione módulo alto fibra de carbono; Rigidez estándar: seleccione el grado T700 |
Presupuesto de costos | Utilice fibras de gran tamaño (48K, 60K) para reducir costos |
Proceso de moldeo | Infusión al vacío: Seleccione seco tejido; Pultrusión: Seleccione hilados especializados |
Condiciones ambientales | Las aplicaciones de energía eólica marina requieren consideración de la resistencia a la corrosión |
Resumen
Gracias a su rendimiento superior en la dirección 0°, alineación de fibra recta y flexibilidad de diseño, fibra de carbono axial tejido se ha convertido en un mat de núcleoerial para las vigas principales de palas de turbinas eólicas a gran escala. La selección del material requiere una consideración cuidadosa de la longitud de la hoja, los requisitos de rigidez y el costo para determinar el tipo de fibra apropiado, las especificaciones de remolque y el diseño de disposición. Somos un fabricante de fibra de carbono tejido con sede en China; Para obtener más información, póngase en contacto con nosotros por correo electrónico a annayu@169chem.net o vía WhatsApp al +8618909016373.