[實用新型]潮流能水輪機葉片實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220213794.6
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN202533256U
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田夫;孫濤;謝蓉;趙廣;王曉放
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;F03B3/12;F03B3/18
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于新能源領(lǐng)域，涉及一種潮流能水輪機葉片實驗裝置。

技術(shù)背景

潮流能是可利用的可再生能源，在能源緊缺和環(huán)境惡化雙重壓力下，潮流能已成為能源開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域最為活躍的分支。潮流能水輪機是潮流發(fā)電系統(tǒng)的核心組成部分，根據(jù)其結(jié)構(gòu)運行的情況，潮流能水輪機可分為水平軸和垂直軸兩類。

潮流能水輪機與傳統(tǒng)水力發(fā)電站水輪機的工作原理不同，是一種無壓降或低水頭的水輪機，與風(fēng)力機的基本原理相近，將流體動能轉(zhuǎn)換為機械能，有著“水下風(fēng)車”之稱。葉片是水輪機的核心部件，葉片的型線（行業(yè)內(nèi)簡稱為葉型）、葉片的外形結(jié)構(gòu)、表面粗糙度和材料特性等直接影響著水輪機的水力性能。為了開發(fā)研究適合潮流能水輪機的葉片，實驗研究工作是十分基本和必要的，仍是現(xiàn)有的理論分析和數(shù)值計算方法所無法替代的。

目前潮流能水輪機葉片的水力性能實驗方法有三種，其一是進行潮流能水輪機整機性能實驗，但設(shè)備費用高、周期長，尤其是在葉片轉(zhuǎn)動的情況下，很難測到葉片附近的流場特性，只能得到水輪機的整體性能；其二是在空氣風(fēng)洞上進行葉片型線的吹風(fēng)實驗，雖然在風(fēng)洞上進行葉型實驗有較成熟的方法，易于實現(xiàn)對葉片表面和葉片附近流場的詳細測量，且費用較低，周期較短，但由于空氣和水這兩種工質(zhì)的不同，粘性和可壓縮性的差別對葉片性能的影響無法得到準確驗證；其三是在閉式循環(huán)水洞上進行葉片性能實驗，但目前進行的實驗主要是針對傳統(tǒng)水力發(fā)電站水輪機的葉片性能，得到的實驗數(shù)據(jù)是多個葉片組成的葉柵性能，由于潮流能水輪機與傳統(tǒng)水力發(fā)電站水輪機的工作原理不同，存在著測試工況與水輪機真實工作工況差別比較大的問題，更是無法測量潮流能水輪機葉片間的相互干涉作用，實驗結(jié)果與真實情況差異較大，應(yīng)用價值不高。

由于潮流能水輪機與傳統(tǒng)水力發(fā)電站水輪機的工作原理不同，為了解決潮流能水輪機葉片的水力性能測試問題，提出一種潮流能水輪機葉片實驗裝置。

實用新型內(nèi)容

為了解決潮流能水輪機的葉片水力性能測試問題，提出一種潮流能水輪機葉片實驗裝置，包括：臺架、靜葉片軸、靜葉片、變位支架上臂、變位支架下臂、變位支架軸、轉(zhuǎn)動葉片軸、轉(zhuǎn)動葉片。靜葉片安裝在靜葉片軸上，通過靜葉片軸與臺架連接；變位支架上臂、變位支架下臂、變位支架軸連接成一個整體，通過變位支架軸與臺架連接；轉(zhuǎn)動葉片安裝在轉(zhuǎn)動葉片軸上，轉(zhuǎn)動葉片軸通過變位支架上臂和變位支架下臂的通孔與變位支架上臂和變位支架下臂相連接。

臺架為整個裝置的連接基礎(chǔ)，是一塊平板。

變位支架上臂是橫截面為矩形的長桿件，在其上開有3~5個直徑為15mm的通孔。

變位支架下臂是橫截面為三角形的長桿件，在其上開有3~5個直徑為15mm的通孔，孔的位置與變位支架上臂的孔位置相同。

變位支架軸是一個長桿件，一端帶有圓盤。

本實用新型的有益效果：本裝置安裝在開式水槽上，相比于閉式水洞上和風(fēng)洞上的葉片性能實驗來說，該裝置能夠比較真實地模擬潮流能水輪機葉片的工作工況，測試的葉片性能數(shù)據(jù)更接近潮流能水輪機葉片的真實情況，能夠完成潮流能水輪機的葉片之間相互干涉作用測試、不同安裝角測試、不同相位角測試，同時還具有易于實現(xiàn)的特點；相比于潮流能水輪機的整機性能實驗來說，具有測試周期短、測試成本低、測試方便的優(yōu)點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。

圖1為潮流能水輪機葉片實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為靜葉片、靜葉片軸的連接示意圖。

圖3為轉(zhuǎn)動葉片、轉(zhuǎn)動葉片軸的連接示意圖。

圖4為變位支架上臂、變位支架下臂、變位支架軸的連接示意圖。

圖5為潮流能水輪機葉片的各種角度定義圖，圖中X—X為臺架的中心線，箭頭表示水流方向，a為葉片的相位角，b為葉片的安裝角，i為葉片的沖角。各角度定義為：變位支架上臂中心線與整個裝置中心線的夾角定義為相位角a，葉片前緣點與尾緣點連線與變位支架上臂中心線的夾角定義為安裝角b，葉片中弧線前緣切線方向與水流方向的夾角定義為沖角i。

圖中：1臺架、2靜葉片軸、3靜葉片、4變位支架上臂、5變位支架下臂、6變位支架軸、7轉(zhuǎn)動葉片軸、8轉(zhuǎn)動葉片。

具體實施方式