水平軸潮流能水輪機(jī)承載機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真研究.pdf

1、潮流發(fā)電作為一種可循環(huán)利用的能源提供方式，應(yīng)對(duì)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和氣候變暖等問(wèn)題創(chuàng)造了一條重要的途徑，近年來(lái)越來(lái)越受到關(guān)注。正如水電站一樣，潮流發(fā)電也需要把水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備，而隨著對(duì)潮流能的不斷開(kāi)發(fā)研究，潮流能水輪機(jī)也從誕生開(kāi)始逐步走向了成熟。目前，水平軸潮流能水輪發(fā)電機(jī)在發(fā)電裝置中的應(yīng)用形式廣泛，本文在國(guó)家海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目“典型海島綜合開(kāi)發(fā)利用技術(shù)研究與示范”課題的基礎(chǔ)上，針對(duì)水平軸潮流能水輪機(jī)輸出功率偏低且

2、發(fā)電機(jī)組與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間存在不穩(wěn)定性等問(wèn)題，進(jìn)行了自對(duì)流換向機(jī)構(gòu)和機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)構(gòu)的水動(dòng)力學(xué)、強(qiáng)度和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)等方面研究。
　　在潮流能發(fā)電理論和水輪機(jī)結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，對(duì)水輪機(jī)承載機(jī)構(gòu)基本原理及運(yùn)行特性進(jìn)行分析，針對(duì)相關(guān)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了以自對(duì)流換向機(jī)構(gòu)和機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)為主體的支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并詳細(xì)設(shè)計(jì)了一套承載機(jī)構(gòu)。
　　分析計(jì)算水輪機(jī)外部載荷，并應(yīng)用流體動(dòng)力學(xué)仿真分析對(duì)葉輪模型進(jìn)行真實(shí)流域的模擬，計(jì)算水輪機(jī)在極限流速下，

3、轉(zhuǎn)速達(dá)到最大時(shí)的載荷大小，獲取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)所需的外部載荷數(shù)據(jù)。
　　依據(jù)發(fā)電站設(shè)計(jì)參數(shù)和載荷要求，對(duì)水輪機(jī)自對(duì)流換向機(jī)構(gòu)和機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用 ANSYS軟件對(duì)部件進(jìn)行有限元方法的強(qiáng)度分析， MATLAB確定位移、速度、轉(zhuǎn)角等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以確保機(jī)構(gòu)的安全可靠，同時(shí)對(duì)水輪機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、密封及連接部件等的類型進(jìn)行分析研究和選擇。
　　以虛擬樣機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立對(duì)機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析。利用AD