[雙語(yǔ)翻譯]--外文翻譯--潮流方向潮汐渦輪機(jī)的性能特點(diǎn)效果（譯文）

1、潮流?方向潮汐渦輪機(jī)的性能特點(diǎn)效果C. Frost, C.E. Morris, A. Mason-Jones, D.M. O'Doherty, T. O'Doherty School of Engineering, Cardiff University, Queen's Buildings, The Parade, Cardiff, CF24 3AA, United Kingdom 摘要：許多潮汐能轉(zhuǎn)換（TEC）

2、處于全尺?寸原型階段，現(xiàn)有兩種不同的?水平軸潮汐渦輪機(jī)設(shè)計(jì)組設(shè)備（HATTs）。有偏航機(jī)構(gòu)的設(shè)備允許渦輪總是?面對(duì)流量，并且葉?片可以利?用強(qiáng)?大的雙向流動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)180度。隨著潮流能發(fā)電技術(shù)在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域也有成功的可能性，本?文揭?示了卡蒂夫?大學(xué)的概念潮流渦輪機(jī)的性能，包括它的?支撐結(jié)構(gòu)在上游或者下游時(shí)，還有其?支撐?立柱和渦輪的旋轉(zhuǎn)平?面之間各種距離的情況。通過(guò)運(yùn)?用驗(yàn)證性的計(jì)算流體動(dòng)?力學(xué)（CFD）模擬?工作情況，展現(xiàn)了轉(zhuǎn)?子平?面

3、和?支柱之間的最佳距離以及建?立，在給定的條件下，從性能?方?面來(lái)看，?一個(gè)偏航機(jī)構(gòu)的運(yùn)?用要優(yōu)于雙向系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：渦輪機(jī)特點(diǎn) 潮流?方向性 CFD 旋轉(zhuǎn)葉?片1、簡(jiǎn)介潮汐流技術(shù)是最新的待開(kāi)發(fā)的可再?生能源之?一，?比起其他可再?生能源，它提供了可預(yù)測(cè)的更規(guī)律的發(fā)電?方式，有更?高的功率密度[1]。然?而潮流渦輪機(jī)（TSTs）最好的利?用?一是開(kāi)發(fā)?水流受陸地和海島限制的地域如島和海峽[2]，還有就是?水流能加速到?大于2.

4、5m/s，使其部署成本是有效的[3]。?工業(yè)貿(mào)易部報(bào)道了?一個(gè)簡(jiǎn)單地潮流能獲取裝置實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的可能性[4]，由Black和Veatch[3]估計(jì)的英國(guó)資源表明，在英國(guó)合適的選址范圍中，典型的?水深在25到40?米，因此相應(yīng)的轉(zhuǎn)?子直徑推薦值在為10m到20m之間。的間英國(guó)范圍內(nèi)的合適地點(diǎn)的深度。雖然轉(zhuǎn)?子應(yīng)盡可能放在?水柱中的?高處，以達(dá)到最?大可?用功率，但由于船舶約束，把它們安裝在那?里并不總是可?行的。例如在塞?文河??口，吃?

5、水深度達(dá)14?米的船只隨處可見(jiàn)，?而最深得可達(dá)35 m[5]。由于轉(zhuǎn)?子通常裝在?一個(gè)?支撐結(jié)構(gòu)上，重要的是不僅要研究轉(zhuǎn)?子的性能，也充分理解流量特性下的?支撐結(jié)構(gòu)的相互作?用。然?而，很少有關(guān)于?支撐結(jié)構(gòu)的論?文發(fā)表，特別是當(dāng)?支撐結(jié)構(gòu)在葉?片的上游，渦輪機(jī)在雙向潮汐流中?工作的情況下。以前由梅森瓊斯等?人進(jìn)?行的?工作，初步研究了?水平TST樁柱的?幾何效應(yīng)，在轉(zhuǎn)?子的下游2個(gè)輪轂直徑或3.6?米處放置，研究TST的性能特點(diǎn)。不同?

6、幾何形狀的橫截?面被?用來(lái)研究軸向推?力在?支柱上的載荷。以?一個(gè)額外的沒(méi)有任何?支撐結(jié)構(gòu)模型所得數(shù)據(jù)位為基線值，以3.086?米/秒的勻速，對(duì)五種不同?幾何形狀的橫截?面進(jìn)?行測(cè)試。這些不同?幾何形狀的橫截?面對(duì)軸向推?力的影響如圖1所?示。雖然?一個(gè)橢圓形或?水翼剖?面是最佳的?支柱設(shè)計(jì)，但圓形?支柱會(huì)?比較容易制造，因此圓形?支柱提供了基于各種因素之間的?一種?支柱設(shè)計(jì)折衷。? /? 1 11基于渦輪的直徑，圓形?立柱的半徑保持1

7、.2m[9]，根據(jù)先前?工作中貫穿整個(gè)?水體的?立柱造成?立柱阻撓或與葉?片整體相互作?用時(shí)的垂直位置。機(jī)艙的半徑規(guī)定為0.9m，同樣地?大?小在以前的研究中使?用過(guò)[5,9]。在風(fēng)能?行業(yè)，渦輪的旋轉(zhuǎn)平?面和塔之間的距離?一般保持在最低限度，避免?大的彎矩[7]。雖然這肯定與潮汐渦輪機(jī)是相同的，在這項(xiàng)研究中的間隙是從L1和L3之間不同的，包括渦輪機(jī)在?支柱的上游和渦輪機(jī)在?支柱的下游。在下?文中，這些案件都將被?用來(lái)研究間隙和排布對(duì)潮

8、能渦輪機(jī)性能特性的影響。這些情況指的是L1上游，L1下游等。為了保證葉?片結(jié)構(gòu)是在上游和下游的條件下的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，每個(gè)葉?片通過(guò)180旋轉(zhuǎn)去正?面?水流，使得這兩種情況下的俯仰?角都是恒定的。?而在?一個(gè)真正的潮能周期下，下游流動(dòng)的條件可能會(huì)與上游流動(dòng)條件有著明顯不同，例如?一個(gè)潮周期洪?水期可能會(huì)有所不同顯著從衰退。但是這項(xiàng)研究的情況下，它們被假定是相同的?大?小，不過(guò)是在相對(duì)于渦輪相反的?方向，如圖2中看到的。2.2.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證驗(yàn)證測(cè)

9、試在利物普?大學(xué)的循環(huán)?水槽進(jìn)?行，梅森·瓊斯等?人進(jìn)?行了報(bào)道[5]。?水槽利?用?一個(gè)75千?瓦的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的軸流式葉輪機(jī)循環(huán)80000升的?水。?水流進(jìn)?入長(zhǎng)3.7?米寬1.4?米深0.85?米的?工作段，以確保流動(dòng)不變，蜂窩和收縮的導(dǎo)向葉?片的?水在進(jìn)?入?工作區(qū)之前使?用。上游速度由詳細(xì)的多普勒激光測(cè)速儀測(cè)量，雖然?水的速度變化，湍流流動(dòng)是典型的3%。當(dāng)?水槽采?用?自由?面配置在?入??口收縮確，確保主要是均勻的速

10、度穿越只有薄薄的固體表?面上的邊界層（在?工作中間部分約16毫?米）。確保有在?自由表?面?無(wú)速度虧損。被阻礙的表?面流，通過(guò)收縮的墻壁，重新通電使?用薄的射流，添加到收縮產(chǎn)?生的表?面流。實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的潮流渦輪機(jī)模型測(cè)試，?工作段被設(shè)置在?一個(gè)開(kāi)放的?水槽，使?水輪機(jī)模型是被?支撐在橫梁上。?目前為?止?大多數(shù)已發(fā)表的模型試驗(yàn)報(bào)告假定功率系數(shù)是獨(dú)?立的雷諾茲數(shù)，雖然巴頓等?人[10]也承認(rèn)在?一個(gè)直徑800毫?米的潮流渦輪機(jī)下雷諾數(shù)的意

11、義。必須考慮重要因素是測(cè)試模型?水輪機(jī)在?水槽的限制下的堵塞的影響，其校正其他?人有詳細(xì)的描述[11,12]。?一組典型的結(jié)果由梅森瓊斯等?人討論[5]。顯?示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與CFD數(shù)據(jù)提供預(yù)測(cè)值相?比，給出了±5%的誤差。雖然這些驗(yàn)證是為了不同的研究，但渦輪?幾何形狀?一直保持不變。這些同樣領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和分析參數(shù)都被運(yùn)?用在這些有效地結(jié)果?里。3. 結(jié)果及討論 3.1.穩(wěn)定狀態(tài)的研究考慮到三維穩(wěn)態(tài)的研究，它可能會(huì)定義渦輪的性能參數(shù)