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共水平轴双叶轮海流涡轮机特性研究

发布时间:2018-02-26 20:15

  本文关键词: 海流涡轮机 共水平轴 水动力特性 数值模拟 实验研究 出处:《华北电力大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:海流能是指海水流动所含有的动能,它具有规律性强、流速稳定等优点。水平轴单叶轮海流涡轮机因其具有获能效率高和能够持续获能等特点而被广泛应用在海流能的开发利用。世界海流能利用研究机构对水平轴单叶轮海流涡轮机进行了大量详细的研究。目前水平轴海流涡轮机大部分都采用单叶轮形式,对共水平轴双叶轮海流涡轮机研究还比较少。本文运用数值模拟和实验研究相结合的方法研究了共水平轴双叶轮形式的海流涡轮机的水动力学性能。首先调研了全球水平轴海流机的发展历史和海试情况,介绍了水平轴海流机基本理论和水动力学性能分析方法。然后,基于翼型理论对叶片进行了三维设计,利用三维建模软件对单叶轮和共水平轴双叶轮进行了建模。将单叶轮和共水平轴双叶轮模型导入数值模拟软件FLUENT中,对不同工况进行了数值模拟,比较分析了单叶轮和共水平轴双叶轮各项性能参数的优劣。最后,将单叶轮海流涡轮机和共水平轴双叶轮海流涡轮机制作成实物模型,并将其放入小型水槽中进行发电实验,对实验得到的单叶轮海流涡轮机和共水平轴双叶轮海流涡轮机各项性能参数的优缺点加以对比分析,发现共水平轴双叶轮海流涡轮机能从海流获得更多的能量,而且大大降低了涡轮机组的启动水流速度。通过对数值模拟结果和实验结果的对比,验证了单叶轮海流涡轮机和共水平轴双叶轮海流涡轮机数值模拟结果的正确性。通过对单叶轮和共水平轴双叶轮海流涡轮机水动力特性的对比研究,初步揭示了共水平轴海流涡轮机在不同工况下的各项性能,为共水平轴双叶轮海流机特性分析提供了参考和借鉴,在多叶轮海流涡轮机研究和高效率开发利用海流能方面进行了有益探索。
[Abstract]:Current energy is the kinetic energy contained in the flow of sea water. It has strong regularity. The horizontal axis single impeller current turbine is widely used in the development and utilization of ocean current energy due to its high energy efficiency and ability to achieve continuous energy. The impeller current turbine has been studied in great detail. At present, most of the horizontal axis sea current turbines are in the form of single impeller. In this paper, the hydrodynamic performance of the cohorizontal double-impeller sea current turbine is studied by the method of numerical simulation and experimental study. The development history and sea trial of the horizontal axis current machine in the world, The basic theory of horizontal axis current machine and the method of hydrodynamic performance analysis are introduced. Three dimensional modeling software was used to model single impeller and cohorizontal double impeller. The model of single impeller and coaxial double impeller was imported into the numerical simulation software FLUENT, and the numerical simulation was carried out under different working conditions. The performance parameters of single impeller and co-horizontal double-impeller are compared and analyzed. Finally, the mechanism of single-impeller current turbine and co-horizontal double-impeller sea current turbine is made into a physical model, and it is put into a small flume for power generation experiment. The advantages and disadvantages of the performance parameters of the single impeller current turbine and the cohorizontal double impeller current turbine are compared and analyzed. It is found that the co-horizontal shaft double impeller current turbine can obtain more energy from the current. In addition, the start-up flow velocity of the turbine unit is greatly reduced. By comparing the numerical simulation results with the experimental results, The validity of the numerical simulation results of single impeller current turbine and cohorizontal double impeller current turbine is verified. The hydrodynamic characteristics of single impeller and cohorizontal double impeller sea current turbine are compared and studied. The performances of a common horizontal axis sea current turbine under different operating conditions are preliminarily revealed, which provides a reference for the analysis of the characteristics of a common horizontal shaft double impeller current turbine. The research of multi-impeller current turbine and the efficient exploitation and utilization of ocean current energy are discussed.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P743.1

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本文编号:1539530

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