導(dǎo)流涵道對豎軸潮流能水輪機(jī)性能的影響研究.pdf

1、豎軸潮流能水輪機(jī)作為獲取潮流能的重要部件，主要優(yōu)點是葉片簡單，無需偏航控制機(jī)構(gòu)便可適應(yīng)來流方向的改變。然而，末端的發(fā)電機(jī)類似于阻尼器件，輸出的力矩改變了水輪機(jī)的運動狀態(tài)，同時也降低了水輪機(jī)的輸出效率。為了提高整個裝置的發(fā)電功率系數(shù)，在本文中，我們展開了導(dǎo)流涵道對立軸水輪機(jī)水動性能影響的研究。同時，負(fù)載阻尼系數(shù)、導(dǎo)流涵道與內(nèi)部轉(zhuǎn)子之間的相互匹配也是水輪機(jī)的水動性能的重要影響因素。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在不同負(fù)載系數(shù)下，利用Fl

2、uent軟件對水輪機(jī)進(jìn)行了二維數(shù)值計算。分別從運動狀態(tài)、流場、力矩以及功率系數(shù)分析了水輪機(jī)的水動性能。結(jié)果表明：當(dāng)負(fù)載力矩與水動力力矩相同水輪機(jī)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在上游處（θ/2π=0.25）葉片的力矩達(dá)到最大值；Cp隨著負(fù)載系數(shù)的增加出現(xiàn)先升后降的變化趨勢，當(dāng)負(fù)載系數(shù)值為70時，Cp達(dá)到最大值0.45，超過90時，發(fā)生過載現(xiàn)象，水輪機(jī)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。⑵為了解決脈動狀況對裝置結(jié)構(gòu)的影響，設(shè)計了一種新型的導(dǎo)流增速裝置，并對其增速性能進(jìn)行數(shù)值研究，結(jié)

3、果表明：導(dǎo)流涵道很大程度上起到了增速作用，中心處的來流速度增加到原來的2倍，據(jù)此確立了水輪機(jī)的橫向位置。⑶綜合考慮了變轉(zhuǎn)速、負(fù)載系數(shù)以及二者間距因素的影響，研究了帶導(dǎo)流涵道潮流能水輪機(jī)的水動力性能的變化情況。與單獨導(dǎo)流涵道相對比，結(jié)果表明：導(dǎo)流涵道內(nèi)部葉輪的存在不但阻礙了導(dǎo)流涵道中水流的流動狀態(tài)，還降低了相應(yīng)的流量值。另外，對比單獨水輪機(jī)表明：安裝導(dǎo)流涵道后，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和力矩脈動系數(shù)大大的降低，水輪機(jī)的功率系數(shù)比單獨水輪機(jī)高出了30%