葉片姿勢可變的潮流能獲能水輪機設(shè)計.pdf

1、潮流能獲能水輪機是潮流能開發(fā)利用的主要設(shè)備。隨著能源和環(huán)境問題不斷加劇，研究和設(shè)計捕獲海水動能的水輪機意義重大。研發(fā)過程中，對葉片和葉輪進行合理有效的受力分析，可以為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù);對聚能導(dǎo)流結(jié)構(gòu)進行水動力特性研究可以優(yōu)化其結(jié)構(gòu)形式;采用有限元分析方法可以對機架結(jié)構(gòu)進行強度評定，為其設(shè)計是否合理提供判斷依據(jù)。
　　本論文以一種葉片姿勢可變的潮流能獲能水輪機的研發(fā)為背景，對其工作原理進行了闡述，總結(jié)了該水輪機在能量獲取和利用上的特

2、點和優(yōu)勢;對葉片及葉輪進行了受力分析，為樣機結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了依據(jù)。
　　根據(jù)目標(biāo)海域情況，確定了12kW樣機機組主要設(shè)計參數(shù)，完成了材料選擇、防腐與密封設(shè)計;依據(jù)理論分析結(jié)果完成了葉輪設(shè)計;確定了半直驅(qū)式機組增速方案，完成了發(fā)電機選用和軸承及聯(lián)軸器選型與校核。
　　針對潮流雙向性及本研究中水輪機特點，提出了直板型、圓弧型和S1223RTL翼型前板三種導(dǎo)流結(jié)構(gòu);借助Fluent軟件，以增速比和阻力系數(shù)為性能評定指標(biāo)，確定了圓弧型

3、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)是最優(yōu)類型;根據(jù)繪制出的相應(yīng)增速比和阻力系數(shù)曲線，確定了前板張角和半徑、后板半徑等參數(shù)的最優(yōu)值，并對不同流速下最優(yōu)參數(shù)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)性能進行了分析。分析結(jié)果得出，圓弧前板導(dǎo)流結(jié)構(gòu)可以大幅增加來流速度，并改善水流流場分布，間接提高水輪機能量利用率。
　　論文參考CCS《淺海固定平臺規(guī)范》等對水輪機機架進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后計算了機架結(jié)構(gòu)所受載荷，利用ANSYSWorkbench對簡化模型進行有限元分析，得出了最大應(yīng)力值及存在區(qū)域;針