水平軸潮流能發(fā)電機(jī)械葉片設(shè)計(jì)及特性分析.pdf

1、能源短缺是當(dāng)今全世界共同面對(duì)的難題,走可持續(xù)發(fā)展之路是全人類的必然選擇。近年來,水平軸潮流發(fā)電機(jī)械能作為一種新型可再生能源,以其蘊(yùn)藏豐富,環(huán)境友好的巨大優(yōu)勢(shì)在全球得到了迅猛發(fā)展,技術(shù)越發(fā)成熟。在這種新型的利用潮流動(dòng)能的發(fā)電機(jī)械中,葉輪作為發(fā)電裝置的一次能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),將潮流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,其性能好壞直接決定了機(jī)組的效率?，F(xiàn)階段,水平軸潮流能發(fā)電機(jī)械的技術(shù)大多參考風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,本文通過理論和軟件仿真從三個(gè)層次分析論證了葉輪、葉片、葉素的設(shè)

2、計(jì)方法并進(jìn)行了整體優(yōu)化。本文主要工作如下:
　　 (1)論述了水平軸潮流能發(fā)電裝置研究的背景和意義;介紹了國(guó)內(nèi)外潮流能發(fā)電技術(shù)特別是葉輪裝置的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　 (2)結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)和螺旋槳技術(shù),分析了葉片設(shè)計(jì)的基本理論和優(yōu)化方法,探討了葉素動(dòng)量理論、葛渥特法和威爾森法之間的聯(lián)系和區(qū)別;運(yùn)用Matlab軟件編寫了以功率系數(shù)CP為目標(biāo)的葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)程序。
　　 (3)運(yùn)用CFD軟件,對(duì)葉素二維翼型進(jìn)行了研究,探討了翼

3、型在不同介質(zhì)、不同外形結(jié)構(gòu)下的升阻系數(shù)和壓力情況。
　　 (4)設(shè)計(jì)10W潮流能模型樣機(jī)葉片的外形結(jié)構(gòu),運(yùn)用Bladed軟件進(jìn)行了性能仿真,探討了葉片數(shù)、流速、轉(zhuǎn)速對(duì)功率對(duì)最大能量捕獲系數(shù)的影響,證實(shí)了設(shè)計(jì)方法的有效性。
　　 (5)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室課題,完成了60kW潮流能發(fā)電機(jī)械的葉片初步設(shè)計(jì)并進(jìn)行了模態(tài)分析。
　　 經(jīng)過理論計(jì)算和數(shù)值仿真驗(yàn)證,本文葉片設(shè)計(jì)方法有效可行,優(yōu)化結(jié)構(gòu)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),為深入研究水平軸潮流