深水網(wǎng)箱的發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、在過度的捕撈以及海洋環(huán)境污染日趨嚴重的今天，近海水產(chǎn)資源日漸枯竭，海洋漁業(yè)面臨結(jié)構(gòu)調(diào)整的重大任務(wù)。深水網(wǎng)箱以其養(yǎng)殖高效率、大容量、環(huán)保型的養(yǎng)殖模式優(yōu)點進入人們的眼球，作為系統(tǒng)集成創(chuàng)新的海洋裝備，其存在若干關(guān)鍵技術(shù)，包括網(wǎng)箱的平衡升降、智能投喂、電量供應(yīng)等等，其中充足的電量供應(yīng)是深水網(wǎng)箱智能化的前提。由于深水網(wǎng)箱所處海域的水流速度不能太高，因此本文提出一種在低流速下總體發(fā)電量高的潮流能發(fā)電系統(tǒng)，為深水網(wǎng)箱提供能量。針對深水網(wǎng)箱中的潮流能捕

2、獲葉輪，本文進行了系統(tǒng)的分析與設(shè)計，并主要做了以下研究:
　　發(fā)電系統(tǒng)選擇潮流能捕獲葉輪的結(jié)構(gòu)形式時，先對深水網(wǎng)箱的所處海域流速進行分析，最終確定為垂直軸阻力型葉輪。在傳統(tǒng)S型葉輪的基礎(chǔ)上，通過建立流體的質(zhì)量連續(xù)性方程對葉片結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，初步設(shè)計了類S型葉輪作為該深水網(wǎng)箱的潮流能捕獲葉輪。
　　建立了三維類S型葉輪在流場中的運動數(shù)學模型，并利用Ansys Fluent計算軟件對不同淹沒度下的葉輪進行流體動力學仿真計算，得出在

3、每一種工況下，類S型葉輪的動態(tài)轉(zhuǎn)矩系數(shù)與旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系曲線，分析兩者之間的關(guān)系，并計算各種工況下葉輪捕獲的功率和功率系數(shù)。
　　最后，對整個潮流能發(fā)電裝置的主要部件在海水中的受力情況進行分析校核，保證發(fā)電系統(tǒng)安全可靠。
　　通過以上分析設(shè)計，制作了整個深水網(wǎng)箱發(fā)電系統(tǒng)的實驗?zāi)Ｐ?，在水槽中通過牽引裝置模擬海況進行測試，實驗得出的數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果大體一致。在深水網(wǎng)箱系統(tǒng)中，提高潮流能發(fā)電系統(tǒng)葉輪的捕獲效率對深水網(wǎng)箱的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有著