矩形潮流水轮机水动力性能研究

海洋潮流能发电转换装置对于解决众多岛屿的无电问题,改善海岛居民条件,增强海防建设具有重要意义.设计了一种矩形潮流能水轮机装置,建立了基于动量定理的矩形水轮机单盘面多流管方法,计算不同参数情况下矩形水轮机的水动力特性,分析各参数对水轮机性能的影响.总结了水轮机密实度、安装摆角和速比对水轮机水动力特性的影响规律,并给出了矩形水轮机的优选设计参数的建议范围.研究工作可以为矩形潮流能发电站的工程设计提供参考.

矩形潮流能水轮机性能研究

为了有效地利用潮流能,设计了一种适合于中低流速、容易实现大型化的新型潮流能发电转换装置——矩形潮流能水轮机.基于矩形水轮机的设计,采用数值模拟的方法,分析了密实度、叶片安装摆角、流速等参数对水轮机性能的影响,并对叶片间流场扰动进行了研究.结果表明:叶片数(密实度)和叶片安装方式对矩形水轮机的获能特性和推力特性产生较大影响,通过调节叶片数和安装摆角可以改善水轮机的能量利用效率;来流是影响矩形水轮机工作性能的外在因素,在叶片数和安装摆角确定的情况下,来流不仅可以改变矩形水轮机的工作速比区间,而且还直接影响着矩形水轮机的功率、推力特性;叶片在迎流面和背流面体现出不同的水动力特性,叶片在背流侧的能量捕获能力明显低于在迎流侧的,迎流侧叶片对流场的扰动是一种负面效应.

矩形潮流能水轮机性能的实验研究

为了研究矩形潮流能水轮机的性能,设计了矩形潮流能水轮机及其实验模型装置,构建了实验平台,选配了实验仪器和设备,进行矩形潮流能水轮机模型的往复流及变安装摆角实验、密实度影响实验和不同流速下的功率输出实验.实验结果表明:矩形水轮机具有良好的双向来流单向旋转特性,在来流速度大小恒定的情况下,正向来流和反向来流具有相同的能量捕获能力;当安装摆角ψ=±15°时,水轮机的能量捕获能力优于ψ=±5°时的;不同速比区间内,随密实度增加,水轮机的获能能力也相应增加;流速增加,输出功率峰值增大,峰值点右移.

20kW矩形潮流能发电机组结构设计及优化

潮流能是一种开发成本低、对环境影响小、具有良好商业前景的理想绿色新能源。研究了一种新型能量利用率高、水动力性能优良的矩形潮流能水轮机,给出了发电机组总体设计方案和基本尺寸,利用ANSYS软件对支撑结构在额定工况和极限工况下进行强度校核,并采用Screening优化法和NLPQL优化法进行优化设计,优化后的结构重量可以降低13.3%,具有良好的经济效益。