Bakgrunden till projektet är problem med kanterosion av turbinblad inom vindkraftverks- industrin. Det är ett fenomen som uppstår när turbinblad roterar i höga hastigheter och träffar partiklar, främst vattendroppar i regn. Denna erosion skadar turbinbladen, vilket både minskar vindkraftverkens effektivitet och sprider partiklar i den lokala miljön. För att både undersöka detta fenomen och ge möjlighet att utvärdera olika materials motståndskraft mot erosion ska en testrigg tas fram. Utöver detta ska testriggen även möjliggöra uppsamling av partiklar för vidare forskning kring deras effekt på miljön. Som utgångspunkt används en tribometer med rotationsmekanism från ett föregående maskinkonstruktionsprojekt på KTH. Ombyggnationen av denna avgränsas till att endast genomföras digitalt med hjälp av CAD för att hålla mängden arbete till en rimlig nivå. Förutom CAD har arbetet även inkluderat kravspecifikationer, beräkningar i MATLAB, FEA-analyser och kostnadskalkyler. Resultatet är en digitalt styrd testrigg med tillhörande komponentlista och instruktioner för tillverkning och genomförande. Inköpskostnad för ombyggnationen uppskattas till 28 000 kr. Riggen för en cylindrisk provbit genom ett artificiellt regn i hög hastighet, vilket resulterar i en accelererad nötningsprocess. Under testets gång dokumenteras erosionen visuellt med hjälp av en kamera och efter testet kan mängden förlorat material mätas i vikt och partiklar samlas upp. Flera andra parametrar dokumenteras automatiskt under testets gång för att ge en mer detaljerad bild av processen och data för undersökningar av repeterbarhet. Slutligen konstateras att testriggen uppnår alla krav ställda på den förutom att den inte har en nödbroms. Avsaknaden av nödbroms diskuteras och det leder till slutsatsen att testriggen, även utan nödbroms, är fullt fungerande, enkel och säker att använda. / The background for this project is a problem in the wind turbine industry, namely leading edge erosion of turbine blades. This occurs when wind turbine blades rotate at high speeds and collide with particles, mainly water drops in rain. This erosion damages the turbine blades, reducing the efficiency of the wind turbines and releasing particles into the local environment. To investigate this phenomenon and evaluate the durability of different materials, a test rig is to be developed. In addition, the test rig will enable the collection of particles to facilitate further research into their environmental impact. A tribometer with a rotation mechanism from a previous project at KTH serves as the starting point. The reconstruction of this tribometer is limited to a digital implementation using CAD to keep the amount of work at an appropriate level. In addition to CAD, the work has also included requirements specifications, calculations in MATLAB, FEA, and cost estimates. The result is a digitally controlled test rig with an accompanying component list and instructions for manufacturing and implementation. The estimated purchase cost for the reconstruction is 28,000 SEK. The rig tests a cylindrical sample by propelling it at high speed through artificial rain, resulting in an accelerated wear process. The erosion is visually documented using a camera during the test. Afterwards the amount of lost material can be measured by weight and the particles collected. Several other parameters are automatically recorded during the test to provide a more detailed picture of the process and data for investigations into repeatability. Finally, it is concluded that the test rig meets all its requirements except for the absence of an emergency brake. The absence of an emergency brake is discussed, leading to the conclusion that despite missing an emergency brake, the test rig is fully functional, easy to use, and safe.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-329664 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Arvidsson Lindbäck, Nils, Johansson, David |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:226 |
Page generated in 0.0027 seconds