H 2 O. (Av)isning av vingar på vindkraftsverk. Functional Surfaces group Halmstad. Vindforsk Vindforsk Lars BååB. Halmstad University

Relevanta dokument
MOLECULAR SHAPES MOLECULAR SHAPES

Isometries of the plane

Hur påverkas din puls av dykning?

12.6 Heat equation, Wave equation

Kyltekniska Föreningen

WindPRO version feb SHADOW - Main Result. Calculation: inkl Halmstad SWT 2.3. Assumptions for shadow calculations. Shadow receptor-input

Country report: Sweden

HYDRAULIK Rörströmning IV

1.4 Luftrumsklassning 1.4 ATS airspace classification

HYDRAULIK Rörströmning IV

The Arctic boundary layer

Isens inverkan på vindkraftsvingar

Dokumentnamn Order and safety regulations for Hässleholms Kretsloppscenter. Godkänd/ansvarig Gunilla Holmberg. Kretsloppscenter

Solar angles Solar height h, Azimuth (bearing) a

Grafisk teknik IMCDP IMCDP IMCDP. IMCDP(filter) Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

Grafisk teknik IMCDP. Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

ARC 32. Tvättställsblandare/Basin Mixer. inr.se

Sammanfattning hydraulik

Uttagning för D21E och H21E

Svenska()(Bruksanvisning(för(handdukstork()(1400(x(250(mm(

CompactAIR Center Ventilation - Filtrering - Uppvärmning CompactAIR Center Ventilation - Filtration - Heating

Module 6: Integrals and applications

This exam consists of four problems. The maximum sum of points is 20. The marks 3, 4 and 5 require a minimum

Grafisk teknik. Sasan Gooran (HT 2006)

HYDRAULIK Rörströmning I

Solutions to exam in SF1811 Optimization, June 3, 2014

Mekanik FK2002m. Kraft och rörelse II

CHANGE WITH THE BRAIN IN MIND. Frukostseminarium 11 oktober 2018

PRODUKTBLAD. A Företagets namn Cylinda S 6364 KVE RF

SHP / SHP-T Standard and Basic PLUS

Luftvärmare, kylprodukter och högtemperatur processkylaggregat - Förordning 2016/2281 Branschmöte 15 februari 2018 Carlos Lopes, Lina Kinning

AquaTeq Sweden AB Radarvägen 12 SE KALMAR. PHONE: +46 (0) INTERNET:

FÖRSÄKRAD:LIONS CLUB INTERNATIONAL MD 101 FÖRSÄKRINGS NR. 29SE000185

1.4 Luftrumsklassning 1.4 ATS airspace classification

Isolda Purchase - EDI

SHANGHAI PAVEMENTS C. Anders Wallén

Split- vs ventilationsaggregat

Consumer attitudes regarding durability and labelling

FÖRBERED UNDERLAG FÖR BEDÖMNING SÅ HÄR

Instruction Manual. Svenska, English. Power Bank. Model: PRBN

Windlass Control Panel v1.0.1

Workplan Food. Spring term 2016 Year 7. Name:

PRODUKTBLAD. A Företagets namn Cylinda SIB 5262 KV RF

Resultat av den utökade första planeringsövningen inför RRC september 2005

manual Facial spa Art nr: Rubicson

Alias 1.0 Rollbaserad inloggning

1.4 Luftrumsklassning 1.4 ATS airspace classification

- den bredaste guiden om Mallorca på svenska! -

4.3 Stokastiska variabler (slumpmässiga variabler) 4.4 Väntevärde och varians till stokastiska variabler

Strålsäkerhetsmyndigheten Stockholm Besöksadress: Solna Strandväg 96 Telefon: Fax:

Swedish framework for qualification

Vågkraft. Verification of Numerical Field Model for Permanent Magnet Two Pole Motor. Centrum för förnybar elenergiomvandling

Boiler with heatpump / Värmepumpsberedare

Ringmaster RM3 - RM 5 RM3 RM 4 RM 5

Hittsjön. Vindkraftspark. Samrådsunderlag

Webbregistrering pa kurs och termin

NMR Nuclear Magnetic Resonance = Kärnmagnetisk resonans

Styrteknik: Binära tal, talsystem och koder D3:1

Fortsatt Luftvärdighet

Klyvklingor / Ripping Blades.

Kvalitetsarbete I Landstinget i Kalmar län. 24 oktober 2007 Eva Arvidsson

PFC and EMI filtering

Hur fattar samhället beslut när forskarna är oeniga?

Luftkonditioneringsaggregat, vätskekylare och värmepumpar, med elmotordrivna kompressorer, för rumsuppvärmning och -kylning Del 3: Testmetoder

Spjäll m.m. Louvre slats etc. Byggnadssystem i aluminium Building Systems in Aluminium

Viktig information för transmittrar med option /A1 Gold-Plated Diaphragm

Bernoullis ekvation Rörelsemängdsekvationen Energiekvation applikationer Rörströmning Friktionskoefficient, Moody s diagram Pumpsystem.

Nedisningsprognoser för vindkraft. Vintervind mars 2008 i Åsele

IMPORTANT! RETAIN FOR FUTURE REFERENCE PLEASE READ CAREFULLY VIKTIGT! BEHÅLL FÖR FRAMTIDA REFERENS LÄS IGENOM INSTRUKTIONSMANUALEN

Höghastighetsturbiner för småskalig kraftvärme

A QUEST FOR MISSING PULSARS

DENVER SC-2. Trådlös Baby Alarm, 2,4 GHz. Bruksanvisning ALL RIGHTS RESERVED COPY RIGHT DENVER ELECTRONICS A/S.

SkillGuide. Bruksanvisning. Svenska

Sjöfartsverkets föreskrifter och allmänna råd (SJÖFS 2006:36) om transport till sjöss av kondenserade gaser i bulk (IGC-koden) SJÖFS 2008:12

Termodynamik FL3. Fasomvandlingsprocesser. FASER hos ENHETLIGA ÄMNEN. FASEGENSKAPER hos ENHETLIGA ÄMNEN. Exempel: Koka vatten under konstant tryck:

Your No. 1 Workout. MANUAL pro

Plain A262. För T16 (T5) lysrör. Innehåll. Monteringsanvisning. A. Instruktion för rampmontering

LINC 23. Tvättställsblandare/Basin Mixer. inr.se A

Beijer Electronics AB 2000, MA00336A,

Klimatpåverkan och de stora osäkerheterna - I Pathways bör CO2-reduktion/mål hanteras inom ett osäkerhetsintervall

PRESS FÄLLKONSTRUKTION FOLDING INSTRUCTIONS

Anvisning för Guide for

- den bredaste guiden om Mallorca på svenska!

KTH MMK JH TENTAMEN I HYDRAULIK OCH PNEUMATIK allmän kurs kl

Förändrade förväntningar

Installation Instructions

Energiomvandling av biobränsle/torv/avfall i småskaliga anläggningar g med hjälp av höghastighetsgeneratorer

Affärsmodellernas förändring inom handeln

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

Eternal Employment Financial Feasibility Study

Utfärdad av Compiled by Tjst Dept. Telefon Telephone Datum Date Utg nr Edition No. Dokumentnummer Document No.

Termodynamik FL4. 1:a HS ENERGIBALANS VÄRMEKAPACITET IDEALA GASER ENERGIBALANS FÖR SLUTNA SYSTEM

Protokoll Föreningsutskottet

8 < x 1 + x 2 x 3 = 1, x 1 +2x 2 + x 4 = 0, x 1 +2x 3 + x 4 = 2. x 1 2x 12 1A är inverterbar, och bestäm i så fall dess invers.

PARATHOM MR W/827 GU5.3

Rastercell. Digital Rastrering. AM & FM Raster. Rastercell. AM & FM Raster. Sasan Gooran (VT 2007) Rastrering. Rastercell. Konventionellt, AM

Tillbehör som t ex bordsskärm, frontpanel eller kabelränna skruvas i bordsskivan.

CARRY YOU HOME. I've been knocked down, I've been lost With the ground shaking under my feet I gave it all to someone, who'd said fire, run

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 19108:2005/AC:2015

Transkript:

G H 2 O c a b Functional Surfaces grou Halmstad (Av)isning av vingar å vindkraftsverk 1

(Av)isning av vingar å vindkraftsverk 1. Förutsättning för isbildning? Bindning av vatten/is till vinge Underkylt vatten eller vattenånga (Av)isning av vingar å vindkraftsverk 1. Förutsättning för isbildning? Bindning av vatten/is till vinge Underkylt vatten eller vattenånga 2. Värma vatten eller smälta is? Hindra is att bildas Värma vatten innan träffar vingen eller Värma vatten när träffar vingen Smälta bort den is som har bildats å vingen. 2

(Av)isning av vingar å vindkraftsverk 1. Förutsättning för isbildning? Bindning av vatten/is till vinge Underkylt vatten eller vattenånga 2. Värma vatten eller smälta is? Hindra is att bildas Värma vatten innan träffar vingen eller Värma vatten när träffar vingen Smälta bort den is som har bildats å vingen. 3. Strålning eller värmeledning? Mikrovågor/IR/UV Varm vingyta (Av)isning av vingar å vindkraftsverk 1. Förutsättning för isbildning? Bindning av vatten/is till vinge Underkylt vatten eller vattenånga 2. Värma vatten eller smälta is? Hindra is att bildas Värma vatten innan träffar vingen eller Värma vatten när träffar vingen Smälta bort den is som har bildats å vingen. 3. Strålning eller värmeledning? Mikrovågor/IR/UV Varm vingyta 4. Hindra vatten att fästa vid vingen? Struktur Material Statiskt fält 3

Water molecule Polar covalent bond From Chemistry and Biochemistry - Icing is caused by suer-cooled liquid water dros cloud water dros <50m freezing drizzle 50m 500m freezing rain >500m - Or by sublimation (direct freezing of water vaor) Icing tye is deendent on temerature as suggested in the following table: Clear 0 C to -10 C - dros have time to flow before freezing Mixed -10 C to -15 C Rime -15 C to - 40 C - dros freeze immediately Aircraft Antiicing Systems Mehl&Parsons NASA 4

Olika lösningar för olika geografiska latser? Dis Torr dimma Tät dimma Duggregn Lätt regn Regn 0.1-1m 1-10 m 10-40 m 50-100 m 200-400 m 500-1000 m Nedisningskarteringen? Liquid Water Content (LWC) We assume: 0.1-1 g/m 3 Nedisningskarteringen? 5

To heat water Secific heat of Water kj/g/k Temerature raise K Swet volume m 3 C LWC T s V A = required ower no losses kw/m 2 Liquid Water Content g/m 3 Accesstime s Target wing area m 2 To heat water Water 1 m 2 area and LWC = 1g/m 3 1 m of water column length If dro diameter > 1 um then sum area of water drolets < area covered, then signal loss due to loss of beam fill as: bf A dro A And the required ower is increased as: C LWC T s V A 1 bf 6

To heat water C LWC T s V A 1 bf This can be rewritten as: Diameter of drolets 2 3 C H 2 O T s Density of water To heat water Note: indeendent of LWC! 2 3 C H 2 O T s kw/m 2 Means that as long as the sum of all drolets do not cover the area, then only their size matter. If we heat one dro we will heat all within sight... 7

To heat water Efficiency of radiative heating: 2 3 C H 2 O T s Incoming intensity I 0 Outgoing intensity I l I I 0 e l To heat water Loss to water 2 3 C T s H 2O 1 l e 1 is material deendent as 4 I Imaginary dielectic constant Wavelength 8

To heat water Loss to water 2 3 C T s H 2O 1 l e 1 is material deendent as 4 I Imaginary dielectic constant Wavelength High I high high absortion Electromagnetic resonse conductive dielectric rotation vibration electronic R I A qualitative resentation of arameters affecting the dielectric constant 9

Microwave sectrum of water ure water arrows increasing temerature From htt://www.lstu.ac.uk saline water arrows increasing salinity To heat water 2 3 C T s H 2O 1 l e 1 Water l = = 10 m w.l. loss 130 mm 0.3% 13 mm 5% 3 mm 17% 10

To heat water or melt ice Water l = = 10 m w.l. loss 130 mm 0.3% 13 mm 5% 3 mm 17% Ice l = 10 mm w.l. loss 130 mm 1% 13 mm 9% 3 mm 73% Ice 1m thick 130 mm 61% 11

To heat water or melt ice To heat water or melt ice Water l = = 10 m w.l. loss 130 mm 0.3% 13 mm 5% 3 mm 17% 20 m 63% Ice l = 10 mm w.l. loss 130 mm 1% 13 mm 9% 3 mm 73% 20 m 100% Ice 1m thick 130 mm 61% 12

To heat water 2 3 C T s H 2O 1 l e 1 Water l = = 10 m w.l. loss 130 mm 0.3% 13 mm 5% 3 mm 17% 20 m 63% Calculation: 10 m dros, 4 kj/kg/k, 10 swee, 10 oening angle 2 dm wing stri, 3 wings 45 m radius Continuous ower T=-5 130 mm 27 MW 13 mm 1.4 MW 3 mm 500 kw 20 m 120 kw To heat water C LWC U T A l 1 e 1 Water l = = 10 m w.l. loss 130 mm 0.3% 13 mm 5% 3 mm 17% 20 m 63% Calculation: 0.1 mm water layer, 4 kj/kg/k, 1 m wing stri, 3 wings 45 m radius Continuous ower T=-5 130 mm 5.3 MW 13 mm 368 kw 3 mm 191 kw 20 m 162 kw 13

To melt ice C ice ice l A l 1 e 1 Ice l = 10 mm w.l. loss 130 mm 1% 13 mm 9% 3 mm 73% 20 m 100% Calculation: 10 mm thick, 330 kj/kg/k, 1 m wing stri, 3 wings 45 m radius 130 mm 11 MWh 13 mm 1.2 MWh 3 mm 150 kwh 20 m 113 kwh Slutsatser idag: 1. Värma vatten droar innan de träffar vingen är möjligt: 2.5 GHz (130 mm) mycket för ineffektivt. 22 GHz (13 mm) möjligt men ineffektivt 100 GHz (3 mm) eller IR möjligt och kan vara effektivt 2. Värma vattenhinna å ytan kan fungera (hel träffyta) Små droar hamnar endast i träffytan (liten yta) Stora droar kan flyta ut (blankis) 3. Smälta is å ytan: < 50 GHz (inklusive 2.5 GHz) fullständigt orealistiskt > 100 GHz - IR möjligt (helst 10 mm istäcke) 4. Värmeledning från ytan: Kylning av luft 200 W/m 2 Kylning av vattendroar 120 W/m 2 14

Pågående arbete: 1. CFD beräkningar av flödet mot vingen Vattendroar Vattenånga Ren luft 2. Sridningen av droar å vingytan Temeratur Drostorlek Vingytans krökningsradie 3. Betingelser för nedisning Nedisningskarteringen! 4. Sublimering (is direkt från gas) 5. Bildande av is och bindning å ytan Ytkemi Samarbete önskas! Ytstruktur Statiskt fält åytan? Prognosen för rojektet är mycket god Vi behöver: Samarbete i ytkemi Förutsättningarna (nedisningskarteringen???) 15

Prognosen för rojektet är mycket god Vi behöver: Samarbete i ytkemi Förutsättningarna (nedisningskarteringen???) Snart slut å medel... CFD (Fluent) simuleringar av vinge Simuleringar ågår med underkylda vattendroar i flödet Watch this sace... 16