水平轴潮流能发电装置轴向力分析及试验研究

发布时间：2017-06-30 05:01

  本文关键词：水平轴潮流能发电装置轴向力分析及试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：能源是人类发展的基础,全球经济的快速发展离不开能源的保障,经过多年的研究,水平轴潮流能机组技术日渐成熟,正在朝产业化的方向迈进。在设计潮流能机组过程中,很多技术都是参照风力发电机,风力发电机与同等功率的潮流能发电机组相比,由于海水的密度远高于空气的密度,潮流能机组产生的轴向力远大于风力发电机组,这严重影响了机组的正常运行和可靠性。机组的轴向力是设计机组安装设备必不可少的一个参考因素,也是影响机组可靠性的重要原因,潮流能机组目前很多都是试验样机,发电功率较小,随着功率等级的不断增大,轴向力的问题也会越来越明显,轴向力也将得到重视和研究。本论文的主要内容如下：第一章论述了课题研究的背景和意义；介绍了国内外海流能发电机组的进展以及课题来源和研究内容。第二章分析了轴向力产生的原因和阐述了轴向力分析的基本理论及轴向力的理论计算方法。第三章分别利用CFD的仿真技术对水平轴潮流能发电机组进行流场分析,与利用Bladed软件创建分析叶轮模型,通过仿真分析得到轴向力与流速的关系及每个方法的相互优缺点。第四章说明了试验测量方案进行设计,包括测量方案的选择与制定、小机组的设计、方案可行性分析、吊梁的有限元分析和应变片的贴法分析。第五章说明了潮流能机组海试的情况,包括应变片的粘贴与标定、试验系统的搭建与测量,并对仿真结果进行比对分析,说明CFD的方法加准确。第六章归纳总结了论文的工作和成果,对课题后续的研究方向和工作内容进行了展望。
【关键词】：潮流能发电装置 轴向力 计算流体力学 Bladed仿真 轴向力测试
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM612
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 潮流能发电技术国内外发展现状11-15
• 1.2.1 国外潮流能发电系统研究现状11-14
• 1.2.2 国内潮流能发电系统的研究现状14-15
• 1.3 潮流能机组轴向力的研究进展15-17
• 1.4 课题来源及主要研究内容17-18
• 1.4.1 课题来源17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 第2章 水平轴潮流能发电装置轴向力分析18-27
• 2.1 概述18
• 2.2 轴向力分析基本理论18-26
• 2.2.1 贝茨理论18-20
• 2.2.2 叶素-动量理论20-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 水平轴潮流能发电装置轴向力仿真研究27-41
• 3.1 基于CFD的轴向力仿真研究27-37
• 3.1.1 流体控制方程27-30
• 3.1.2 轴向力CFD仿真与结果30-37
• 3.2 基于BLADED的轴向力仿真研究37-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第4章 轴向力测量试验设计41-54
• 4.1 轴向力测量方案41-45
• 4.2 轴向力测试机构应力应变特性分析45-48
• 4.3 测试系统选型设计48-53
• 4.3.1 应变片的选型48-50
• 4.3.2 应变电桥50-52
• 4.3.3 采集系统52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 轴向力试验与结果分析54-70
• 5.1 应变片粘贴与标定54-59
• 5.2 轴向力测量与结果分析59-66
• 5.2.1 轴向力测试记录59-60
• 5.2.2 转速与流速记录60-66
• 5.3 仿真与试验结果对比分析66-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第6章 论文总结与展望70-71
• 6.1 课题工作总结70
• 6.2 工作展望70-71
• 参考文献71-73

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