【摘要】：國際性的能源危機(jī)和持續(xù)環(huán)境惡化使各國紛紛加大對清潔能源的開發(fā)力度。海流能是海洋能中最易獲得、最具靈活性的一種清潔可再生能源。利用海流能技術(shù)發(fā)電，不僅有利于改善能源結(jié)構(gòu)，降低化石能源消耗帶來的環(huán)境污染和氣候變化問題，而且無需建造堤壩和水庫，投資運(yùn)行費(fèi)用小。 首先，本文在以大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)查閱和調(diào)研的基礎(chǔ)上，論述了海流能發(fā)電的前景及海流能發(fā)電裝置的國內(nèi)外研究進(jìn)展，并指出海流能的應(yīng)用存在著來流方向具有不確定性。目前，國內(nèi)外對海流能發(fā)電裝置的研究主要集中在渦輪機(jī)葉片翼型的幾何參數(shù)對轉(zhuǎn)速的影響，而針對如何糾正來流偏流和提高輸入渦輪機(jī)的海流流速，國內(nèi)外研究的比較少。同時當(dāng)來流與葉片翼型的夾角達(dá)到一定角度時，就會出現(xiàn)失速現(xiàn)象，目前還沒有可靠的理論預(yù)測其失速角，這樣就使得在來流偏流的情況下，有可能出現(xiàn)失速現(xiàn)象，使輸入渦輪機(jī)的動能減小，輸出功率降低等現(xiàn)象，最后提出了本課題的研究意義和研究內(nèi)容。其次，本文詳細(xì)的介紹了浙江工業(yè)大學(xué)水力學(xué)實(shí)驗(yàn)室所設(shè)計的海流能轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn)裝置，其中包括鋼制渦輪機(jī)單向葉片、尼龍PA12單雙向葉片、增速管和文丘里管等。接著，對尼龍PA12渦輪機(jī)葉片在自由流和有壓流情形下的轉(zhuǎn)速與流速的關(guān)系以及渦輪機(jī)葉片的空化特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并對不同面積比、不同管長增速管和文丘里管在不同流速情形下對來流偏流的糾正作用進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究與分析。最后，利用商用CFD模擬軟件FLUENT對海流能轉(zhuǎn)換器葉片翼型在來流攻角從-4o～20o情形下的水動力特性進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值模擬計算，得到翼型周圍流場的速度分布、壓力分布、翼型的失速特性以及水動力特性與攻角α的關(guān)系，可供設(shè)計高效的海流能轉(zhuǎn)換器葉片時參考。本文的研究成果可在海流能發(fā)電中廣泛應(yīng)用，為低速海流能的開發(fā)利用提供更廣闊的前景。
【圖文】：

圖1 . 1 :四 種 新能 源 的 年發(fā) 電 量， 波 能 (/ m )、 其 他 (/ m2) 圖1 . 2 :同 量 級的 海 流能 和 風(fēng)能 發(fā) 電裝 置 比 3 海 流能 發(fā) 電 裝置 國 內(nèi) 外 研究 現(xiàn) 狀 [ 25 ]~ [ 31 ] 受潮 漲潮 落、 風(fēng) 及 海水 密 度 、鹽 度 的 影響 ，淺 海 水域 里 存 在著 巨大 的 海水 ， 其蘊(yùn) 藏 的能 量 也 是巨 大的 ， 科學(xué) 家 們開 始 將目 光 投向 這 個巨 大 的能 源 寶些 同時 ，， 隨著 風(fēng) 力 發(fā)電 機(jī)技 術(shù) 的不 斷 成熟 ， 也受 到 水輪 機(jī) 發(fā)電 技 術(shù) 的啟 發(fā)新 型的 非 筑壩 式 的 海流 發(fā)電 機(jī) 構(gòu)應(yīng) 運(yùn) 而生 ， 與傳 統(tǒng)潮 汐 能 電站 利用 潮 差的 勢 發(fā) 電所 不 同， 這種 新型 的 開式 結(jié) 構(gòu)發(fā) 電 裝置 是 利 用海 流或 潮 流所 蘊(yùn) 含 的動 能行 發(fā)電 的 。目 前 雖 然國 際上 對 這種 新 型海 流 能發(fā) 電 利用 方 式的 研 究起 步 較其 發(fā)展 速 度非 常 快。 一般 說來 ，按照 槳葉 種 類的 不 同可 以 把 海流 能發(fā) 電 裝置 分 為水 平 軸 式海 流電 裝置 和 垂直 軸 式 海流 能發(fā) 電 裝置 ， 兩 種 海流 能 發(fā) 電裝 置都 有 各自 的 優(yōu)點(diǎn) 和

圖1 . 1 :四 種 新能 源 的 年發(fā) 電 量， 波 能 (/ m )、 其 他 (/ m2) 圖1 . 2 :同 量 級的 海 流能 和 風(fēng)能 發(fā) 電裝 置 比 3 海 流能 發(fā) 電 裝置 國 內(nèi) 外 研究 現(xiàn) 狀 [ 25 ]~ [ 31 ] 受潮 漲潮 落、 風(fēng) 及 海水 密 度 、鹽 度 的 影響 ，淺 海 水域 里 存 在著 巨大 的 海水 ， 其蘊(yùn) 藏 的能 量 也 是巨 大的 ， 科學(xué) 家 們開 始 將目 光 投向 這 個巨 大 的能 源 寶些 同時 ， 隨著 風(fēng) 力 發(fā)電 機(jī)技 術(shù) 的不 斷 成熟 ， 也受 到 水輪 機(jī) 發(fā)電 技 術(shù) 的啟 發(fā)新 型的 非 筑壩 式 的 海流 發(fā)電 機(jī) 構(gòu)應(yīng) 運(yùn) 而生 ， 與傳 統(tǒng)潮 汐 能 電站 利用 潮 差的 勢 發(fā) 電所 不 同， 這種 新型 的 開式 結(jié) 構(gòu)發(fā) 電 裝置 是 利 用海 流或 潮 流所 蘊(yùn) 含 的動 能行 發(fā)電 的 。目 前 雖 然國 際上 對 這種 新 型海 流 能發(fā) 電 利用 方 式的 研 究起 步 較其 發(fā)展 速 度非 常 快。 一般 說來 ，按照 槳葉 種 類的 不 同可 以 把 海流 能發(fā) 電 裝置 分 為水 平 軸 式海 流電 裝置 和 垂直 軸 式 海流 能發(fā) 電 裝置 ， 兩 種 海流 能 發(fā) 電裝 置都 有 各自 的 優(yōu)點(diǎn) 和
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM61;P743.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2637019