葉片姿勢(shì)可變的潮流能獲能水輪機(jī)設(shè)計(jì).pdf

1、潮流能獲能水輪機(jī)是潮流能開發(fā)利用的主要設(shè)備。隨著能源和環(huán)境問題不斷加劇，研究和設(shè)計(jì)捕獲海水動(dòng)能的水輪機(jī)意義重大。研發(fā)過程中，對(duì)葉片和葉輪進(jìn)行合理有效的受力分析，可以為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù);對(duì)聚能導(dǎo)流結(jié)構(gòu)進(jìn)行水動(dòng)力特性研究可以優(yōu)化其結(jié)構(gòu)形式;采用有限元分析方法可以對(duì)機(jī)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定，為其設(shè)計(jì)是否合理提供判斷依據(jù)。
　　本論文以一種葉片姿勢(shì)可變的潮流能獲能水輪機(jī)的研發(fā)為背景，對(duì)其工作原理進(jìn)行了闡述，總結(jié)了該水輪機(jī)在能量獲取和利用上的特

2、點(diǎn)和優(yōu)勢(shì);對(duì)葉片及葉輪進(jìn)行了受力分析，為樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　根據(jù)目標(biāo)海域情況，確定了12kW樣機(jī)機(jī)組主要設(shè)計(jì)參數(shù)，完成了材料選擇、防腐與密封設(shè)計(jì);依據(jù)理論分析結(jié)果完成了葉輪設(shè)計(jì);確定了半直驅(qū)式機(jī)組增速方案，完成了發(fā)電機(jī)選用和軸承及聯(lián)軸器選型與校核。
　　針對(duì)潮流雙向性及本研究中水輪機(jī)特點(diǎn)，提出了直板型、圓弧型和S1223RTL翼型前板三種導(dǎo)流結(jié)構(gòu);借助Fluent軟件，以增速比和阻力系數(shù)為性能評(píng)定指標(biāo)，確定了圓弧型

3、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)是最優(yōu)類型;根據(jù)繪制出的相應(yīng)增速比和阻力系數(shù)曲線，確定了前板張角和半徑、后板半徑等參數(shù)的最優(yōu)值，并對(duì)不同流速下最優(yōu)參數(shù)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了分析。分析結(jié)果得出，圓弧前板導(dǎo)流結(jié)構(gòu)可以大幅增加來流速度，并改善水流流場(chǎng)分布，間接提高水輪機(jī)能量利用率。
　　論文參考CCS《淺海固定平臺(tái)規(guī)范》等對(duì)水輪機(jī)機(jī)架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后計(jì)算了機(jī)架結(jié)構(gòu)所受載荷，利用ANSYSWorkbench對(duì)簡(jiǎn)化模型進(jìn)行有限元分析，得出了最大應(yīng)力值及存在區(qū)域;針