【摘要】： 隨著全球范圍內(nèi)能源危機(jī)的日益嚴(yán)重,從能源長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略來看,人類必須尋求一條發(fā)展?jié)崈裟茉吹牡缆�。新能源和可再生能源的開發(fā)利用成為各國(guó)21世紀(jì)能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要選擇。 海洋能是一種有利于環(huán)�？稍偕那鍧嵭履茉�,包括潮汐能、海流能、波浪能、海水溫差能和海水鹽差能。其中波浪能是海洋能源中蘊(yùn)藏最為豐富的能源之一,是近期海洋能利用研究中研究最多的海洋能源。波能發(fā)電是波能利用的主要目的之一。其開發(fā)利用技術(shù)已趨于成熟,正處于向商業(yè)化努力發(fā)展階段。 浮子式波浪能發(fā)電裝置是諸多波浪能發(fā)電裝置中的一種。通過浮子裝置采集波能,再應(yīng)用液壓裝置轉(zhuǎn)化能量,最終使能量轉(zhuǎn)化為電能。本論文針對(duì)浮子式波浪能發(fā)電裝置進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究,并從以下幾個(gè)方面展開工作: (1)采用浮子式發(fā)電裝置作為研究方向,基于弗汝德一克雷洛夫理論,應(yīng)用其計(jì)算方法分別對(duì)長(zhǎng)方形、球形、水平圓柱形、垂直圓柱形這四種形狀的浮子進(jìn)行計(jì)算分析,以求得最適合本裝置的浮子形狀。 (2)確定浮子形狀后,設(shè)計(jì)浮子結(jié)構(gòu),確定尺寸及相關(guān)參數(shù),再應(yīng)用克雷洛夫理論對(duì)浮子進(jìn)行受力計(jì)算,同時(shí)應(yīng)用Hytrostar、Adams等軟件對(duì)浮子進(jìn)行模擬仿真計(jì)算,求解浮子的動(dòng)浮力,與此前的浮子理論計(jì)算值結(jié)果進(jìn)行比較,確保浮子受力計(jì)算的準(zhǔn)確性。 (3)根據(jù)浮子受力計(jì)算結(jié)果及實(shí)驗(yàn)室的條件設(shè)計(jì)本浮子式發(fā)電裝置,選購(gòu)相關(guān)設(shè)備,在船池實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)研究,首先采用四種不同波長(zhǎng)對(duì)浮子裝置進(jìn)行試驗(yàn)研究,選擇出最適合本裝置的波浪參數(shù):然后再對(duì)不同缸徑的液壓缸進(jìn)行試驗(yàn)研究,選擇出最適合本裝置的液壓系統(tǒng);最后根據(jù)以上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果,對(duì)起伏系統(tǒng)的總能量、波的總能量、發(fā)電裝置的能量吸收率、浮子產(chǎn)生的振幅、浮子所受的動(dòng)浮力、液壓缸的排油量以及最終能產(chǎn)生的電能進(jìn)行計(jì)算。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：P743.2
【圖文】：

波浪在成長(zhǎng)過程到達(dá)一定尺度后，由于內(nèi)摩擦等原因所消耗的能量比它攝取的能量增加得快，當(dāng)攝取與消耗的能量達(dá)到平衡時(shí)，波浪尺寸便不再增大。此時(shí)的風(fēng)浪稱為充分成長(zhǎng)狀態(tài)，達(dá)到成長(zhǎng)狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的風(fēng)時(shí)與風(fēng)區(qū)，稱為充分成長(zhǎng)的風(fēng)時(shí)與風(fēng)區(qū)。圖2.5為風(fēng)速15m/s，波浪成長(zhǎng)與風(fēng)時(shí)、風(fēng)區(qū)的關(guān)系。///‘華扮士金鑒 鑒不不， ...一一/鄉(xiāng)’“芝’只‘”“ “ ///{{{月 月月 11111!【川考，(}硯}拭()(、1〔){)(}風(fēng)擠.廠k!圖2.5波浪成長(zhǎng)與風(fēng)時(shí)、風(fēng)區(qū)的關(guān)系 Fig2.5Windandwavegrowth， therelationshiPbetweenwindzone涌浪在傳播過程中的顯著特點(diǎn)是波高逐漸降低，波長(zhǎng)、周期逐漸變大，從而波速變快。一方面由于內(nèi)摩擦作用使其能量不斷消耗所致，另一方面是由于在傳播過程中發(fā)生彌散和角散所致。實(shí)際的海浪可視為是由許多不同波長(zhǎng)、不同周期和振幅的分波組成的。當(dāng)波浪傳至淺水及近岸時(shí)，由于水深及地形、岸形的變化，無論其波高、波長(zhǎng)、波速及傳播方向等都會(huì)產(chǎn)生一系列的變化。諸如波向的折射、波高增大而能量集中

大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文離岸式波浪能裝置固定在海底(見圖2.7(b))，其優(yōu)點(diǎn)是周圍的波浪能流較大，但有一部分繞射到裝置背后。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率較低、管理、輸電成本較大及不利于研究。固定式波浪能裝置的建造成本受其周邊環(huán)境因素(如水深、地質(zhì)、坡度、距岸距離等)的影響很大。漂浮式的波浪能裝置通�？梢栽诖瑥S建造、下水，然而安放到合適的地方。因此，漂浮式比固定式建造難度小[26一“7〕。其缺點(diǎn)是其效率一般沒有固定式波浪能裝置高，遇到大浪，其結(jié)構(gòu)、錨泊系統(tǒng)及輸電線往往容易被破壞，其成本與電力輸送的距離以及對(duì)結(jié)構(gòu)、錨泊系統(tǒng)的要求有關(guān)。(2)按能量傳遞方式劃分按能量傳遞方式劃分，可以分成氣動(dòng)式(p:eumatic)、液壓式(hydra。liC)和機(jī)械式(meChaniCal)的波浪能裝置。氣動(dòng)式波浪能裝置的某一個(gè)環(huán)節(jié)通過氣體傳遞能量。例如圖2.8(a)、圖2.8(b)所示的振蕩水柱式波浪能裝置就是通過空氣，將波浪的能量傳給空氣透平(圖中的能量轉(zhuǎn)換器)。架加伏協(xié)亡石、倍奮Jl辭批

本文編號(hào)：2713506