水平軸潮流能水輪機(jī)承載機(jī)構(gòu)設(shè)計及仿真研究.pdf

1、潮流發(fā)電作為一種可循環(huán)利用的能源提供方式，應(yīng)對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和氣候變暖等問題創(chuàng)造了一條重要的途徑，近年來越來越受到關(guān)注。正如水電站一樣，潮流發(fā)電也需要把水的動能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備，而隨著對潮流能的不斷開發(fā)研究，潮流能水輪機(jī)也從誕生開始逐步走向了成熟。目前，水平軸潮流能水輪發(fā)電機(jī)在發(fā)電裝置中的應(yīng)用形式廣泛，本文在國家海洋公益性行業(yè)科研專項項目“典型海島綜合開發(fā)利用技術(shù)研究與示范”課題的基礎(chǔ)上，針對水平軸潮流能水輪機(jī)輸出功率偏低且

2、發(fā)電機(jī)組與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間存在不穩(wěn)定性等問題，進(jìn)行了自對流換向機(jī)構(gòu)和機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計，并對機(jī)構(gòu)的水動力學(xué)、強度和機(jī)構(gòu)運動學(xué)等方面研究。
　　在潮流能發(fā)電理論和水輪機(jī)結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，對水輪機(jī)承載機(jī)構(gòu)基本原理及運行特性進(jìn)行分析，針對相關(guān)問題，設(shè)計了以自對流換向機(jī)構(gòu)和機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)為主體的支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并詳細(xì)設(shè)計了一套承載機(jī)構(gòu)。
　　分析計算水輪機(jī)外部載荷，并應(yīng)用流體動力學(xué)仿真分析對葉輪模型進(jìn)行真實流域的模擬，計算水輪機(jī)在極限流速下，

3、轉(zhuǎn)速達(dá)到最大時的載荷大小，獲取機(jī)構(gòu)設(shè)計所需的外部載荷數(shù)據(jù)。
　　依據(jù)發(fā)電站設(shè)計參數(shù)和載荷要求，對水輪機(jī)自對流換向機(jī)構(gòu)和機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)機(jī)構(gòu)設(shè)計，利用 ANSYS軟件對部件進(jìn)行有限元方法的強度分析， MATLAB確定位移、速度、轉(zhuǎn)角等機(jī)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，并對其進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以確保機(jī)構(gòu)的安全可靠，同時對水輪機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、密封及連接部件等的類型進(jìn)行分析研究和選擇。
　　以虛擬樣機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立對機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)運動學(xué)仿真分析。利用AD