汕尾市100kW波力电站空气透平与气室匹配设计

根据用1/15模型,在造波水槽中进行试验获得气室的Δ Pi- Q、ηA- Q、 NA- Q特性,以及用300mm透平模型,在1000mm活塞式往复流透平试验台进行试验获得的对称翼透平、双向固定导叶冲动透平和双向自调节导叶冲动透平的CP-、ηT-特性,进行了气室与三种空气透平的匹配设计。表明在设计波况下,采用1.025m的双向自调节导叶冲动透平时,ηT·ηA达50.43%;采用0.975m的双向自调节导叶冲动透平时,ηT·ηA达46.66%;采用0.975m的双向固定导叶冲动透平时,ηT·ηA达33.66%;采用1.45m对称翼透平时,ηT·ηA仅为29.9%。并对四种不同匹配方案进行了对比分析。     

潮流能发电装置支撑结构对水轮机水动力学性能影响研究

水平轴潮流能水轮机在工作过程中,由于支撑结构的存在,会使水轮机周围流场中的潮流流向、流速等参数发生不同程度的改变,进而影响水轮机的性能和发电装置的稳定性。为了研究支撑结构对水轮机水动力学性能的影响规律,以某100 k W单立柱座底式潮流能发电装置的支撑结构为研究对象,采用CFD方法,分别在正、反向来流时采用不同支撑结构的共六种工况下,对潮流能水轮机模型的获能和受力进行数值模拟。通过水槽模型试验,验证数值模拟的可靠性。研究结果表明:支撑结构对水轮机的水动力学性能的影响不容忽视,针对所研究的支撑结构,在正向来流时水轮机的获能系数降幅约30%,轴向力系数降幅约28%;反向来流时的降幅更大,分别约为63%和41%。     

浏河潮汐电站自动化系统

潮汐电站由于具有水头低、流量大的特点,所以一般采用多台机组并联运行,加上每天要作四次的正、反向发电,所以操作频繁,管理困难。江苏太仓县浏河潮汐电站,采用程序控制器,微型计算机配合基础自动化元件,实现按水位自动开、停机的高度自动化控制,为大型潮汐电站的建设积累经验和数据。     

湍流对潮流能发电水轮机性能影响数值仿真研究

潮流能发电水轮机的实际工作海域往往存在不同程度的湍流,而湍流会对潮流能发电水轮机的获能系数、轴向力系数和尾流场性能等产生影响。研究湍流对潮流能发电水轮机性能的影响规律,对于实海况下潮流能发电水轮机的性能预测、可靠性和安全性的提高以及潮流能发电场多机组排布优化等具有一定的参考价值。通过对潮流能发电水轮机试验模型进行建模,并用CFD(Computational Fluid Dynamics)分析软件Fluent对处于不同湍流强度下的潮流能发电水轮机性能进行数值模拟,得到其获能系数、轴向力系数及尾流场特性。通过分析数值模拟结果,并与相关参考文献的试验结果进行对比。研究结果表明:湍流强度越大,水轮机获能系数和轴向力系数越小,尾流场速度恢复越快;水轮机后方尾流场纵向和横向影响区域更大。     

往复流中双向导向叶冲动透平模型性能试验研究

研制了 30 0双向自调导叶透平试验机组 ,安装在 10 0 0活塞式往复流透平试验台上 ,对两种叶轮方案和 6种不同喷咀、扩压器进行了不同活塞行程、不同周期和不同恒定输出电压下性能试验。试验结果表明在喷咀出口角α1=2 1 5°、扩压器入口角α2 =6 5 5°和α1=2 4°、α2 =6 3°组合最佳 ,最高效率达 5 3 3% ,而且在宽广流量系数范围内 ,特别是大流量系数范围内都有较高效率。大大优于常用对称翼透平。将上下游导叶固定 ,变成双向固定导叶透平。用No 1叶轮和 6种导叶出口角组合进行试验。表明最佳导叶出口角为 2 4°～ 30°,最高效率仍达 38 5 % ,比对称翼透平仍高许多     

运行了二十五年的沙山潮汐小电站

浙江省温岭县沙山潮汐电站,位于乐清湾江厦港东岸,是一座采用蓄水式单向发电的潮汐电站,装机容量40KW,至今已正常发电二十五年。一九五八年底,沙山群众在废弃的盐滩老塘上围堤造库,筑了一条长800米、高5米的堤坝,围成70亩水面、库容5万多立方米的水库,并且土法上马,用樟木制了一台简易的水碓式水轮机,利用潮汐进行发电。一九六四年底,电站购买了一台DJ70─LM─80旋桨式水轮机代替水碓式的木制水轮后,大大提高了发电能力,日平均发电12～13小时,年平均发电量达9.3万度,一九八○年后,沙山潮汐电站并入了大电网。     

深海采矿扬矿泵导叶区域粗颗粒通过特性试验研究

在深海采矿系统中,海底矿石必须经过扬矿泵才能提升到海面船上,但矿石粒径较粗,容易在泵体中形成堵塞,尤其是在扬矿泵导叶区域,因此,研究粗粒在导叶中的运动特性对于保障系统安全工作具有重要意义。针对深海矿物粒径较大的特点,设计并制作了具有宽流道的扬矿泵流道模型,安装于管道输送试验系统。利用高速摄像机对扬矿泵导叶内粗颗粒运动特性进行了记录,并对其运动轨迹、碰撞情况以及颗粒速度等信息进行了分析。结果表明:颗粒在通过导叶区域时,运动轨迹与水流流向基本一致;颗粒与导叶发生碰撞位置主要集中于导叶背面入口处、导叶压力面中部和导叶背面出口处;颗粒粒径越小,跟随性越好,碰撞次数越少。试验结果可为扬矿电泵设计提供参考。     

水平轴潮流能发电装置结构对其水动力性能的影响

为研究水平轴潮流能发电装置结构对其水动力性能的影响,运用格子玻尔兹曼(LBM)方法,建立水平轴潮流能发电装置的数值模拟分析模型,对水轮机在不同尖速比工况下的水动力性能进行模拟。将模拟结果与同工况水池拖曳实验得到的数据相对比,二者捕获能系数误差在2%左右,验证了LBM方法的可行性和准确性。在此基础上利用LBM方法研究机舱和立柱结构对水轮机特性的影响,得到其对水轮机捕获效率的影响规律。     

浮筒式波浪能发电装置中轴流式水轮机能量特性研究

当今世界,全球资源严重匮乏,环境日益恶化,波浪能作为一种清洁、可再生海洋能源,有利于贯彻我国可持续发展战略。文中针对南海某海域,根据国家海洋局提供的波浪周期和波高数据,通过计算流体力学(CFD)数值模拟,研究不同时期波浪周期和波高的变化对轴流式水轮机效率的影响。计算结果表明,因波浪参数变化,浮筒式波浪能发电装置水头变化范围为11~17 m,优选设计水头为13 m。通过改变水轮机叶片安装角度,优化水轮机效率,并对水轮机转轮及出水流道流动特性进行研究。最终得出:在优选设计水头为13 m时,水轮机在叶片相对安放角为-4°,最高效率达85.67%,水轮机转轮及出水流道流态平直,水轮机工作性能稳定,满足浮筒式波能发电装置工作要求。文中研究工作,为优化浮筒式波能发电平台及提高平台投资回报率奠定理论基础。     

200kW潮流能发电装置漂浮式载体运动对水轮机性能影响分析

200 kW潮流能发电装置是"500 kW海洋能独立电力系统示范工程"课题的重要组成部分,其采用的是漂浮式载体结构,漂浮式载体的运动对水轮机的效率和载荷有着重要影响。本文采用CFD方法对载体单自由度运动对水轮机效率和载荷影响进行研究,计算结果表明:漂浮式载体晃荡对水轮机平均效率和平均载荷影响不大,对水轮机瞬时效率和瞬时载荷影响较大,会使瞬时效率和瞬时载荷发生明显的波动,且使最大值增大。由于漂浮式载体晃荡对水轮机瞬时效率和载荷带来的影响对水轮机的结构是不利的,需要在设计时考虑水轮机实际运行时漂浮式载体晃荡的影响。