為了解決灌溉管道自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)的供電問題,設(shè)計(jì)了一種小型管道水力發(fā)電系統(tǒng),利用管道內(nèi)高速水流帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電,并將電流存儲(chǔ)于蓄電池中,以延長設(shè)備工作時(shí)間并減少更換電池所需的人工成本。根據(jù)傳統(tǒng)水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)及管道水流的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了在管徑100 mm,流速1.5 m/s,管道壓力200 kPa條件下運(yùn)行的葉輪結(jié)構(gòu)。利用SOLIDWORKS軟件建立了同結(jié)構(gòu)水輪機(jī)三維模型,更改水機(jī)葉片數(shù)量與轉(zhuǎn)角并導(dǎo)入流體仿真軟件FLUENT中采用動(dòng)網(wǎng)格模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。據(jù)此,計(jì)算不同結(jié)構(gòu)下的葉輪轉(zhuǎn)速,后利用此轉(zhuǎn)速進(jìn)行水輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行計(jì)算,并進(jìn)行性能預(yù)測與內(nèi)部流場分析。通過計(jì)算對比,選取6葉片,轉(zhuǎn)角53°的葉輪模型作為最優(yōu)模型。此時(shí),水輪機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)580 r/min,輸出功率35 W,水頭損失0.356 m,輸出效率82.5%。研究結(jié)果表明,此類小型水力發(fā)電系統(tǒng)水輪機(jī)可利用管道水流提供能量,輸出能量可滿足小型管道自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的充電需求。 

【文章來源】：水利水電技術(shù). 2020,51(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

葉片數(shù)與轉(zhuǎn)速曲線

葉片轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速曲線

流場速度云圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3100473