稳定流和不稳定流中Wells透平的流动特性

为了研究不稳定流对Wells透平内部流动的影响,本文通过实验、数值计算方法研究了NACA翼型和优化翼型Wells透平在稳定流、不稳定流中的流动特性。实验结果表明:不同流动中,优化翼型都提高了透平的最高转换效率,拓宽了正常运行流量系数范围;不稳定气流中,Wells透平的平均输出力矩高于同样进口速度条件下的准稳态分析结果,不稳流中的输出扭矩能够达到准稳态分析结果的1. 23～1. 26倍。不稳定流对优化翼型输出扭矩的提升效果低于NACA翼型。     

直管型中心管波能模型的数值计算和实验研究

中心管波浪能模型利用浮体自身振荡运动吸收波浪能,使管内水柱产生相对运动,通过外加气动阻尼转换俘获的波浪能.运用HydroStar水动力学软件计算了直管型中心管模型在不同波况下的水动力学性能,对比分析了不同外加气动阻尼对模型俘获宽度比的影响,得到了最佳气动阻尼;研究了模型在3种不同总质量下的性能,得到了最佳响应波周期与模...     

微斜面式重型静压轴承润滑油膜高速特性

针对重型装备制造业中大尺寸静压轴承高速运行易引起润滑失效问题,进行了变黏度条件下静压轴承高速运行时的楔形油膜润滑性能研究.该研究依据轴承润滑理论,推导出微斜面矩形腔流量方程、静压承载力方程以及不同转速和倾角影响的微斜面动压承载力方程,利用CFD原理和FLUENT软件仿真分析轴承在较高转速100、120、140、160、...     

基于平面叶栅模型CFD数据的Wells透平设计方法

提出基于Wells透平平面叶栅CFD数据的设计方法,使用CFD方法得到不同NACA翼型在不同叶栅稠度下的压力系数曲线、效率曲线,并使用这些CFD数据设计一个新的叶轮。实验结果表明:在稳定流动下,当前用于微型导航,用波浪能发电装置叶轮的最高转换效率约为46.61%,而该文设计叶轮的最高转换效率为50.50%;在规则波流动下,当前使用的叶轮的最高转换效率约为41.14%,而该文设计叶轮的最高转换效率为44.66%;当流量系数大于0.067时,该文设计叶轮的转换效率基本上高出当前使用叶轮转换效率10%;此外,该文设计叶轮的高效区的流量系数范围更大,使得新型Wells透平在随机波下有望实现更高的转换效率。     

振荡水柱波浪能发电装置中负载电路对其性能的影响

基于振荡水柱装置空气透平发电机组的结构,建立振荡水柱装置空气透平发电机组的数学模型。通过试验测试和计算机模拟,研究负载电路对振荡水柱装置发电性能的影响。结果表明,惯性系数越大,输出电流的波动性越小。通过改变转动惯量或电阻可降低输出电流的波动性,从而降低输出电流对蓄电池的冲击;然而增加电阻会降低输出功率。此外,结果表明,加入合适的电感既可改善输出电流的波动性,也可提升输出功率。     

自航气动式振荡水柱波浪能发电船技术

介绍中国自主发展的自航气动式振荡水柱波浪能发电船技术。发电船由一个船型浮力舱、一个水平管、一个垂直管、空气透平和发电机组成。在长1.2 m、宽0.51 m的模型进行水槽实验,结果表明在规则波下俘获宽度比最高可达104.07%,在随机波下最高俘获宽度比为82.4%。基于该模型按相似原则设计多种型号的发电船,其中一艘样机装机功率1 kW,主体长5.2 m、宽2.3 m,质量4.5 t,在深圳大亚湾海域进行试验,可实现装置的波浪发电和航行。     

前方后尖浮舱五边形后弯管水槽性能实验研究

为提高后弯管(BBDB)波浪能的转换效率,对基于新理念和经验研制的前方后三角浮力舱五边形后弯管模型在造波水槽中进行一级能量转换实验研究。共考虑约束方式、喷嘴比、链长、吃水深度、模型浮态等因素,设置23种实验工况进行对比。实验中测量入射波高、波周期、气室液位和气室内外气压差。实验结果得到,该模型俘获宽度比最高值为121.34%,远优于同样实验条件下前方后圆后弯管模型79.1%的历史文献最高值;并且具有较宽的响应周期,为后弯管在随机波条件下实现高效转换创造条件;在BBDB模型正向波作用自由漂荡运动中,测得最大俘获宽度比为94.73%。模型实验结果与高效空气透平机组的结合,为波浪能的高效、低成本利用提供可能。     

中心管底部形状对浮标波能转换性能影响的实验研究

为改善中心管振荡水柱式波力发电浮标的能量转换性能,对中心管底部设计了四4种模型并在造波水槽中进行实验研究。试验结果表明,直管型中心管俘获宽度比最小,实验测得最高为4.12%,底部有一定锥度的模型会提高俘获宽度比,目前实验最高为19.25%,并出现较高的双峰值,提高了通频带,峰值周期也随锥度的不同出现了移动。试验得到的较佳模型需要进一步优化和实验,为设计适应不同海况的发电浮标提供基础数据。     

叶片形状对径向式透平波浪发电效率的影响

从后弯管的实验数据出发,设计4个透平,以研究叶片形状对径向式透平用于波浪能发电时转换效率的影响。通过数值分析方法得到4个透平在稳定流动中的性能参数,结果表明4个透平的性能相接近。基于稳定流动计算结果,使用准稳态方法分析4个透平在不稳定流动中的性能,结果表明由于存在反向流动现象,4个透平在不稳定流中的效率存在很大差异。后弯管空气透平的设计不仅要考虑效率,还要考虑反向流动时产生的扭矩。