横轴半潜式潮流能发电装置设计与试验研究

发布时间：2022-01-25 06:38

　　为了促进深远海养殖装备朝智能化方向发展,解决电能供给困难的问题,克服抗风浪网箱受波流耦合作用对太阳能和风能利用的局限性的问题,针对养殖区域的低流速海域,提出了一种适用于深远海可升降网箱的横轴半潜式潮流能发电装置,建立了Savonius型水轮机叶片受力数学模型,分析了叶轮中心与水面的距离对水轮机捕能效率的影响,利用Fluent软件数值模拟了导流增速浮体的速度场情况,设计了发电装置整体结构及锚泊系统,搭建了发电装置试验模型,开展了物理模型试验,测试了不同水流速度情况下与叶轮相对离水距有关的各参数变化情况,并对试验数据进行分析。试验结果表明,在不同的水流流速下,随着离水距的不断增加,捕获功率呈先增加后减小的趋势,当叶轮中心高出水面1/4个叶轮直径时,叶轮的输出功率最大。 

【文章来源】：海洋工程. 2020,38(05)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

带导风箱的Savonius风轮

图1 带导风箱的Savonius风轮基于国内外学者对于Savonius型水轮机的研究主要在风力发电[11]，应用在潮流能发电方面的研究较少[12-13]，且所研究的经典翼型的桨叶叶尖速比远大于Savonius型水轮机，不适合多流向水域，因此，研究Savonius型水轮机对于潮流能捕获尤为重要。结合深远海养殖海域及养殖设施的特点，创新提出一种基于深水网箱的横轴半潜式潮流能发电装置，如图3所示，通过改变水轮机出水距离从而减少水流对叶轮凸面所做的负功来提高装置的发电效率。

1 桨叶布置

【参考文献】：
期刊论文
[1]垂直轴阻力型Savonius水轮机发展现状[J]. 姚建均,李凤甡,陈俊华,苏振兴,余洁.  哈尔滨工程大学学报. 2020(02)
[2]基于UDF的水平轴潮流能水轮机被动旋转水动力性能研究[J]. 陈文鹏,刘胤超,陈立卫.  海洋工程. 2018(02)
[3]电动变桨式潮流能水轮机获能分析与应用[J]. 谭俊哲,闫家政,王树杰,陈震,袁鹏.  海洋工程. 2017(03)
[4]水平轴潮流能叶轮尖速比特性分析研究[J]. 王兵振,廖微,张巍.  海洋工程. 2015(06)
[5]低流速潮流能捕获系统叶轮的研究[J]. 陈俊华,马永洲,郑堤,汤腾跃.  太阳能学报. 2015(04)
[6]Influence of Setting Condition on Characteristics of Savonius Hydraulic Turbine with a Shield Plate[J]. Shouichiro Iio,Yusuke Katayama,Fuminori Uchiyama,Eiichi Sato,Toshihiko Ikeda.  Journal of Thermal Science. 2011(03)

硕士论文
[1]波流耦合作用下Savonius型桨叶性能研究[D]. 谢敏捷.浙江大学 2018
[2]垂直轴潮流能水轮机叶型及导流罩的性能优化研究[D]. 李良乾.大连海事大学 2018
[3]基于深水网箱的潮流能捕获叶轮设计研究[D]. 马永洲.浙江大学 2014
[4]装有可摆动挡风片的Savonius风轮静态转矩的研究[D]. 曹开元.浙江大学 2012



本文编号：3608068