提出基于Wells透平平面葉柵CFD數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)方法,使用CFD方法得到不同NACA翼型在不同葉柵稠度下的壓力系數(shù)曲線、效率曲線,并使用這些CFD數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)一個(gè)新的葉輪。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在穩(wěn)定流動(dòng)下,當(dāng)前用于微型導(dǎo)航,用波浪能發(fā)電裝置葉輪的最高轉(zhuǎn)換效率約為46.61%,而該文設(shè)計(jì)葉輪的最高轉(zhuǎn)換效率為50.50%;在規(guī)則波流動(dòng)下,當(dāng)前使用的葉輪的最高轉(zhuǎn)換效率約為41.14%,而該文設(shè)計(jì)葉輪的最高轉(zhuǎn)換效率為44.66%;當(dāng)流量系數(shù)大于0.067時(shí),該文設(shè)計(jì)葉輪的轉(zhuǎn)換效率基本上高出當(dāng)前使用葉輪轉(zhuǎn)換效率10%;此外,該文設(shè)計(jì)葉輪的高效區(qū)的流量系數(shù)范圍更大,使得新型Wells透平在隨機(jī)波下有望實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率。 

【文章來源】：太陽能學(xué)報(bào). 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

Wells透平平面葉柵示意圖

對(duì)于圖2所示的平面葉柵模型，氣流通過葉片前后的流動(dòng)效率主要受：葉柵稠度L/t(L代表弦長(zhǎng)，t代表柵距）、流量系數(shù)v/U(v表示軸流速度，U表示葉片的運(yùn)動(dòng)速度）、雷諾數(shù)Re、馬赫數(shù)Ma、葉片形狀的影響。本文主要研究葉柵稠度L/t、流量系數(shù)v U及葉片形狀對(duì)葉柵效率/壓力系數(shù)的影響，不研究雷諾數(shù)Re、馬赫數(shù)Ma的影響。由于雷諾數(shù)Re和馬赫數(shù)Ma對(duì)流動(dòng)效率有影響，因此在計(jì)算過程中應(yīng)該保持雷諾數(shù)Re、馬赫數(shù)Ma為定值。因此，為保證雷諾數(shù)Re接近，所以令葉片的弦長(zhǎng)L=0.1 m,U=60 m/s。葉柵稠度L/t的改變則主要通過改變柵距t的大小來改變，L/t=0.2～0.8。流量系數(shù)v/U的改變則主要通過改變軸流速度v的大小來改變。而研究的葉片形狀主要是NACA 0010～NACA0026。葉柵平面的網(wǎng)格劃分如圖3所示。圖3 平面葉柵模型網(wǎng)格劃分

圖2 平面葉柵CFD模型本文使用的CFD分析軟件是CFX。在計(jì)算模型的邊界條件的設(shè)置方面，主要為：左右兩側(cè)均為周期性邊界條件，葉片表面設(shè)置為無滑移邊界條件，進(jìn)口條件設(shè)置為給定各分量速度，其中x軸速度分量為vx=U=60 m/s,y軸速度分量vy=4～22 m/s；出口條件設(shè)置為平均出口靜壓ps2=0 Pa。湍流模型使用k-ε模型。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]BD102G型航標(biāo)用波力發(fā)電裝置研制[J]. 梁賢光,楊光宇,吳海明,曾騰,葉新源.  可再生能源. 2014(12)



本文編號(hào)：3099676