發(fā)布時間：2018-02-26 20:15

  本文關鍵詞： 海流渦輪機 共水平軸 水動力特性 數(shù)值模擬 實驗研究　出處：《華北電力大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：海流能是指海水流動所含有的動能,它具有規(guī)律性強、流速穩(wěn)定等優(yōu)點。水平軸單葉輪海流渦輪機因其具有獲能效率高和能夠持續(xù)獲能等特點而被廣泛應用在海流能的開發(fā)利用。世界海流能利用研究機構對水平軸單葉輪海流渦輪機進行了大量詳細的研究。目前水平軸海流渦輪機大部分都采用單葉輪形式,對共水平軸雙葉輪海流渦輪機研究還比較少。本文運用數(shù)值模擬和實驗研究相結合的方法研究了共水平軸雙葉輪形式的海流渦輪機的水動力學性能。首先調(diào)研了全球水平軸海流機的發(fā)展歷史和海試情況,介紹了水平軸海流機基本理論和水動力學性能分析方法。然后,基于翼型理論對葉片進行了三維設計,利用三維建模軟件對單葉輪和共水平軸雙葉輪進行了建模。將單葉輪和共水平軸雙葉輪模型導入數(shù)值模擬軟件FLUENT中,對不同工況進行了數(shù)值模擬,比較分析了單葉輪和共水平軸雙葉輪各項性能參數(shù)的優(yōu)劣。最后,將單葉輪海流渦輪機和共水平軸雙葉輪海流渦輪機制作成實物模型,并將其放入小型水槽中進行發(fā)電實驗,對實驗得到的單葉輪海流渦輪機和共水平軸雙葉輪海流渦輪機各項性能參數(shù)的優(yōu)缺點加以對比分析,發(fā)現(xiàn)共水平軸雙葉輪海流渦輪機能從海流獲得更多的能量,而且大大降低了渦輪機組的啟動水流速度。通過對數(shù)值模擬結果和實驗結果的對比,驗證了單葉輪海流渦輪機和共水平軸雙葉輪海流渦輪機數(shù)值模擬結果的正確性。通過對單葉輪和共水平軸雙葉輪海流渦輪機水動力特性的對比研究,初步揭示了共水平軸海流渦輪機在不同工況下的各項性能,為共水平軸雙葉輪海流機特性分析提供了參考和借鑒,在多葉輪海流渦輪機研究和高效率開發(fā)利用海流能方面進行了有益探索。
[Abstract]:Current energy is the kinetic energy contained in the flow of sea water. It has strong regularity. The horizontal axis single impeller current turbine is widely used in the development and utilization of ocean current energy due to its high energy efficiency and ability to achieve continuous energy. The impeller current turbine has been studied in great detail. At present, most of the horizontal axis sea current turbines are in the form of single impeller. In this paper, the hydrodynamic performance of the cohorizontal double-impeller sea current turbine is studied by the method of numerical simulation and experimental study. The development history and sea trial of the horizontal axis current machine in the world, The basic theory of horizontal axis current machine and the method of hydrodynamic performance analysis are introduced. Three dimensional modeling software was used to model single impeller and cohorizontal double impeller. The model of single impeller and coaxial double impeller was imported into the numerical simulation software FLUENT, and the numerical simulation was carried out under different working conditions. The performance parameters of single impeller and co-horizontal double-impeller are compared and analyzed. Finally, the mechanism of single-impeller current turbine and co-horizontal double-impeller sea current turbine is made into a physical model, and it is put into a small flume for power generation experiment. The advantages and disadvantages of the performance parameters of the single impeller current turbine and the cohorizontal double impeller current turbine are compared and analyzed. It is found that the co-horizontal shaft double impeller current turbine can obtain more energy from the current. In addition, the start-up flow velocity of the turbine unit is greatly reduced. By comparing the numerical simulation results with the experimental results, The validity of the numerical simulation results of single impeller current turbine and cohorizontal double impeller current turbine is verified. The hydrodynamic characteristics of single impeller and cohorizontal double impeller sea current turbine are compared and studied. The performances of a common horizontal axis sea current turbine under different operating conditions are preliminarily revealed, which provides a reference for the analysis of the characteristics of a common horizontal shaft double impeller current turbine. The research of multi-impeller current turbine and the efficient exploitation and utilization of ocean current energy are discussed.
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P743.1

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本文編號：1539530