矩形潮流能水輪機(jī)研究.pdf

1、2011年3月，日本大地震導(dǎo)致的福島核電站爆炸及核泄漏證明核能潛在著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，開發(fā)利用綠色環(huán)保的新能源和可再生能源成為維系中國能源可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。中國的海洋潮流能資源豐富，設(shè)計(jì)研究新型的潮流能轉(zhuǎn)換裝置具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 由于潮流是雙向往復(fù)周期性運(yùn)動的，常見的水平軸潮流發(fā)電裝置，只適合在迎流狀態(tài)下工作，背流狀態(tài)下工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)換效率極低，因此需配裝對流換向裝置或變槳裝置，成本高昂。Darrieus型垂直軸

2、水輪機(jī)對來流雖有良好的方向適應(yīng)性，能量轉(zhuǎn)換效率不受來流方向的影響，但能量轉(zhuǎn)換效率偏低。鑒于上述兩種潮流能轉(zhuǎn)換裝置的不足，結(jié)合潮流運(yùn)動規(guī)律，本文設(shè)計(jì)了一種新型潮流能發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置--矩形潮流能水輪機(jī)。
　　 本文基于流體力學(xué)的基本原理，應(yīng)用CFD軟件FLUENT研究矩形潮流能水輪機(jī)的水動力性能?？紤]到計(jì)算設(shè)備配置、計(jì)算量大、耗時(shí)長等現(xiàn)實(shí)問題，將三維實(shí)體模型簡化為二維計(jì)算模型，探討矩形潮流能水輪機(jī)流場的數(shù)值計(jì)算方法，確定了一些主要參數(shù)

3、對矩形水輪機(jī)性能的影響效應(yīng)，在一定程度上反映了矩形水輪機(jī)的運(yùn)行特征和規(guī)律。2011年4月，加工制作了矩形潮流能水輪機(jī)模型，并在哈爾濱工程大學(xué)循環(huán)水池實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模型實(shí)驗(yàn)，對矩形水輪機(jī)的性能進(jìn)行了測試，獲得了一系列的結(jié)果。
　　 研究結(jié)果表明：矩形水輪機(jī)具有良好的雙向來流單向旋轉(zhuǎn)特性，能夠適應(yīng)潮流的周期性往復(fù)運(yùn)動規(guī)律，正反來流，無需“偏航控制”，傳動軸轉(zhuǎn)向一致，能量捕獲能力相同；此外，其具有更高的能量捕獲能力特性，非常適合于低水頭