潮流能作為一種新型可再生能源,因其具有諸多優(yōu)點受到了世界眾多國家的青睞。葉片是潮流能發(fā)電裝置的重要組成部分,其性能的好壞直接影響著水輪機的工作效率。其中,良好的水動性能是葉片獲得較高能量利用率的前提,良好的結構性能是葉片安全運行的保證。本文是在已給定的葉片翼型的基礎上對100kW潮流能葉片結構進行的設計選型研究。希望葉片以較小的質量滿足強度、剛度、穩(wěn)定性等要求,并能抵抗強潮流的襲擊。本文首先系統(tǒng)地回顧了國內外潮流能發(fā)展現(xiàn)狀,在歸納潮流能水輪機葉片和參考風力機葉片結構的基礎上,提出了100kW級水平軸潮流能水輪機葉片的3種結構形式,即,全金屬葉片、全復合材料葉片、金屬框架+復合材料蒙皮葉片�？紤]到不同材料特性,又設計了不同的內部框架結構形式,包括骨架式全金屬葉片、腹板式和箱型梁式全復合材料葉片、腹板骨架式、工字梁骨架式、箱型梁骨架式的金屬框架+復合材料蒙皮葉片。為使材料充分發(fā)揮作用,在結構設計中提出了沿葉片展向進行分區(qū)、變厚度梯度設計概念。應用有限元軟件ANSYS Workbench對以上葉片的不同結構形式進行了計算,對比分析了各種參數(shù)對結構力學性能的影響,最終比選出箱型梁骨架式的金屬框... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國沿海省市潮流能蘊含量資源數(shù)據(jù)

哈爾濱工程大學碩士學位論文[3]。同時長江口北部水道（28.9kW/m2）和渤海海峽老鐵山發(fā)水域。還有很多可用于潮流能開發(fā)的水道，例如福建2）、臺灣漁翁島西南水道（13.7kW/m2）以及山東北等等。我國沿海地區(qū)高能流密度水道分布如圖 1.3 所示

圖 1.3 我國沿海地區(qū)的高能流密度水道分布1、金塘水道 2、龜山水道 3、西堠門水道 4、老鐵山水道 5、三都將潮流能轉化為電能的主要發(fā)電裝置，多將其稱作為潮流能降差，將勢能轉化為電能的水力發(fā)電站水輪機發(fā)電裝置有所，它是一種無壓降、低水頭發(fā)電裝置，也即利用流體的動能結構及來流與葉輪旋轉軸之間的關系，潮流能水輪機大體上兩大類[4]。當來流方向與水輪機葉輪旋轉軸方向平行時，稱如圖 1.4 所示。水平軸式潮流能水輪機由于多借鑒水平軸式，具有自啟動性能好、構造簡單，效率較高的特點，但其葉出現(xiàn)空化現(xiàn)象，一般只適用于單向來流，同時需要布置控制相對困難。當來流方向與水輪機葉輪旋轉軸方向垂直時，稱如圖 1.5 所示。該種水輪機具有適應雙向來流的優(yōu)勢，但其機械啟動或變偏角的啟動方式，而且這種水輪機的發(fā)電效率


本文編號：3412683