本文關(guān)鍵詞：深水網(wǎng)箱的發(fā)電系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 深水網(wǎng)箱 潮流能發(fā)電 類S型葉輪 低流速

【摘要】：在過(guò)度的捕撈以及海洋環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的今天,近海水產(chǎn)資源日漸枯竭,海洋漁業(yè)面臨結(jié)構(gòu)調(diào)整的重大任務(wù)。深水網(wǎng)箱以其養(yǎng)殖高效率、大容量、環(huán)保型的養(yǎng)殖模式優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入人們的眼球,作為系統(tǒng)集成創(chuàng)新的海洋裝備,其存在若干關(guān)鍵技術(shù),包括網(wǎng)箱的平衡升降、智能投喂、電量供應(yīng)等等,其中充足的電量供應(yīng)是深水網(wǎng)箱智能化的前提。由于深水網(wǎng)箱所處海域的水流速度不能太高,因此本文提出一種在低流速下總體發(fā)電量高的潮流能發(fā)電系統(tǒng),為深水網(wǎng)箱提供能量。針對(duì)深水網(wǎng)箱中的潮流能捕獲葉輪,本文進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì),并主要做了以下研究：發(fā)電系統(tǒng)選擇潮流能捕獲葉輪的結(jié)構(gòu)形式時(shí),先對(duì)深水網(wǎng)箱的所處海域流速進(jìn)行分析,最終確定為垂直軸阻力型葉輪。在傳統(tǒng)S型葉輪的基礎(chǔ)上,通過(guò)建立流體的質(zhì)量連續(xù)性方程對(duì)葉片結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,初步設(shè)計(jì)了類S型葉輪作為該深水網(wǎng)箱的潮流能捕獲葉輪。建立了三維類S型葉輪在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,并利用Ansys Fluent計(jì)算軟件對(duì)不同淹沒(méi)度下的葉輪進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算,得出在每一種工況下,類S型葉輪的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩系數(shù)與旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系曲線,分析兩者之間的關(guān)系,并計(jì)算各種工況下葉輪捕獲的功率和功率系數(shù)。最后,對(duì)整個(gè)潮流能發(fā)電裝置的主要部件在海水中的受力情況進(jìn)行分析校核,保證發(fā)電系統(tǒng)安全可靠。通過(guò)以上分析設(shè)計(jì),制作了整個(gè)深水網(wǎng)箱發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?在水槽中通過(guò)牽引裝置模擬海況進(jìn)行測(cè)試,實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果大體一致。在深水網(wǎng)箱系統(tǒng)中,提高潮流能發(fā)電系統(tǒng)葉輪的捕獲效率對(duì)深水網(wǎng)箱的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有著非常重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：深水網(wǎng)箱 潮流能發(fā)電 類S型葉輪 低流速
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM612
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 1 緒論13-22
• 1.1 論文的研究背景13-14
• 1.2 深水網(wǎng)箱發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國(guó)外深水網(wǎng)箱發(fā)展的狀況14-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)深水網(wǎng)箱發(fā)展的狀況15-16
• 1.3 潮流能發(fā)電的概括16-20
• 1.3.1 國(guó)外潮流能發(fā)電的概況17-19
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)潮流能發(fā)電的概況19-20
• 1.4 研究意義和研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.4.1 研究意義20-21
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 2 深水網(wǎng)箱的發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-36
• 2.1 潮流特性分析分析22-25
• 2.1.1 潮流的分類22-23
• 2.1.2 潮流的周期性23
• 2.1.3 深水網(wǎng)箱示范區(qū)域的流速分析23-25
• 2.2 導(dǎo)流增速25-26
• 2.3 發(fā)電系統(tǒng)潮流能捕獲裝置的選擇26-28
• 2.4 發(fā)電系統(tǒng)葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)28-31
• 2.4.1 葉片重疊系數(shù)的選取28-29
• 2.4.2 葉片形狀的優(yōu)化29-30
• 2.4.3 葉輪數(shù)目和葉輪階數(shù)的選取30-31
• 2.4.4 葉輪的長(zhǎng)徑比選擇31
• 2.5 潮流能捕獲裝置做功分析31-35
• 2.5.1 葉輪完全置于水中時(shí)的做功分析31-32
• 2.5.2 葉輪未完全置于水中時(shí)的做功分析32-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 3 深水網(wǎng)箱發(fā)電系統(tǒng)的葉輪數(shù)值計(jì)算模擬36-55
• 3.1 基本控制方程36
• 3.2 葉輪CFD數(shù)值求解方法36-44
• 3.2.1 湍流模型37-40
• 3.2.2 明渠流動(dòng)40-41
• 3.2.3 用戶定義函數(shù)41-42
• 3.2.4 運(yùn)動(dòng)區(qū)域的建模方法42-44
• 3.3 葉輪的數(shù)流體分析計(jì)算44-46
• 3.3.1 葉輪三維模型的建立44
• 3.3.2 葉輪模型的網(wǎng)格劃分44-45
• 3.3.3 FLUENT流體計(jì)算45-46
• 3.4 仿真結(jié)果分析46-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 4 深水網(wǎng)箱發(fā)電系統(tǒng)中主要部件的受力分析校核55-61
• 4.1 葉輪材料的選擇55
• 4.2 葉輪的尺寸和結(jié)構(gòu)55-56
• 4.3 葉輪的裝配圖56
• 4.4 重要部件的設(shè)計(jì)與校核56-60
• 4.4.1 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)與校核56-59
• 4.4.2 軸承的選擇與校核59
• 4.4.3 聯(lián)軸器的選擇與校核59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 5 實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果分析61-66
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)61-63
• 5.2 模型實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析63-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 對(duì)后續(xù)研究工作的展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1042410