傳統(tǒng)振蕩水柱波浪能發(fā)電裝置利用透平發(fā)電機(jī)發(fā)電,長(zhǎng)時(shí)間工作在海邊潮濕環(huán)境中,裝置壽命較短,維修困難,難以滿足無線傳感網(wǎng)對(duì)持久穩(wěn)定電力的需求。本文提出了一種基于介電彈性體材料振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置模型,該裝置模型由波浪能采集部分和發(fā)電部分組成,發(fā)電部分利用介電彈性體發(fā)電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)空氣透平發(fā)電機(jī),由于介電彈性體材料具有能與能量源直接耦合的優(yōu)點(diǎn),因此該裝置在簡(jiǎn)化傳統(tǒng)裝置基礎(chǔ)上提高裝置壽命。基于勢(shì)流理論,建立振蕩水柱與氣室內(nèi)壓強(qiáng)的動(dòng)態(tài)模型計(jì)算出裝置氣室內(nèi)壓強(qiáng),該壓強(qiáng)作用在介電彈性體薄膜上驅(qū)動(dòng)其形變,為驗(yàn)證薄膜產(chǎn)生形變量的理論計(jì)算正確性,本文對(duì)氣室頂部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析,仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果較好吻合,基于此理論分析模型確定介電彈性體薄膜形變最大時(shí)的參數(shù)取值,求解出該裝置的一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的發(fā)電量以及發(fā)電量隨參數(shù)的變化關(guān)系。根據(jù)流體速度勢(shì)和色散方程,求解出水下各點(diǎn)壓強(qiáng),分析氣室入口前墻處壓強(qiáng),確定氣室內(nèi)振蕩水柱運(yùn)動(dòng)方程和氣室內(nèi)壓強(qiáng)理論計(jì)算公式,公式顯示入射波要素對(duì)氣室開口處壓強(qiáng)以及氣室內(nèi)壓強(qiáng)影響較大。取C0=1.37e9Pa·m2,y取1.4,水深Hb為8m,假設(shè)裝置前墻吃水深度為3m,氣室寬12m,... 

【文章來源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１各類波浪能發(fā)電裝置??Ｆｉｇ．?１－１?Ｗａｖｅ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅｓ??筏式波能發(fā)電裝置是由若干漂浮筏體鉸接在一起，筏體隨波浪運(yùn)動(dòng)而反復(fù)??，

緒論??１．２波浪能發(fā)電裝置研究現(xiàn)狀??全球許多國(guó)家都已經(jīng)成功研發(fā)出了各類波浪能發(fā)電裝置，如圖１－１所示，??主要分為振蕩浮子式、海蛇式、點(diǎn)頭鴨式、離岸越浪式和振蕩水柱式等幾種類??型［２］。??（１）筏式?（２）點(diǎn)吸收式?（３）浮力挖動(dòng)式??ｓ??（ｉ＞振蕩水柱式?（５）收縮波道式?（６）淹沒壓力差式??ｒ夢(mèng)??（７）離岸越浪式?（８）點(diǎn)頭鴨式??圖１－１各類波浪能發(fā)電裝置??Ｆｉｇ．?１－１?Ｗａｖｅ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅｓ??筏式波能發(fā)電裝置是由若干漂浮筏體鉸接在一起，筏體隨波浪運(yùn)動(dòng)而反復(fù)??擺動(dòng)，利用壓縮活塞產(chǎn)生的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。??點(diǎn)吸收式又稱振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，利用浮子為載體，將吸收波浪??能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電。振蕩浮子式發(fā)電裝置能量轉(zhuǎn)換效率較高，發(fā)電??裝置位于水面之上，成本較低，但浮子受沖擊較大，易損壞。??浮力擺式波浪能發(fā)電裝置是利用擺體隨波浪運(yùn)動(dòng)左右擺動(dòng)，擺體吸收波浪??能，并轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能作用在壓力泵上驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。擺體規(guī)律運(yùn)動(dòng)??與波浪推力大、頻率低的特點(diǎn)吻合

?ｆ??揭??圖１－６?Ｓｉｍｏｎｅｔｔｉ的振蕩水柱波浪能轉(zhuǎn)換裝置物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ??Ｆｉｇ．?１－６?Ｓｉｍｏｎｅｔｔｉ＇ｓ?ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｃｏｌｕｍｎ?ｗａｖｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ??ｍｏｄｅｌ??６??


本文編號(hào)：3000059