基于自适应柔性结构的波浪能发电装置开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着我国的环保意识和可持续发展的意识不断提升。

如今中国也出现了对风力,水力,和光等自然资源研究的热潮,众所周知,我国水电资源的蕴藏量居世界第一。

目前在我国的的主要发电方式所占的比例为:火电 69.09%、水电 22.49%、风电 6.06%、太阳能 1.19%、核电 1.17%[1],根据2003年推出的《中华人民共和国水力资源复查成果》,我国水电资源的理论蕴藏量为6.9440亿千瓦(装机容量)﹑60829亿千瓦时(年发电量),技术可开发量为5.4164亿千瓦﹑24740亿千瓦时,经济可开发量为4.0180亿千瓦﹑17534亿千瓦时。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容
详细了解柔性叶片水轮机工作原理,并模拟分析在管道内柔性叶片水轮机工作状况;对柔性叶片在水中的受力进行分析及理论计算,探究柔性叶片在水中的水动力性能特点;对轮毂式驱动装置,水轮机等发电装置密封结构进行研究,探索柔性叶片水轮机发电、集电、送电装置,并探究有效的水下密封方法等;在水环境研究合理的管道内部结构来保证减少内部水流波浪能的损耗。


2.2 研究目标
通过对柔性叶片水轮机的工作原理了解,完成对柔性叶片水轮机发电装置的研究目标;归纳柔性叶片在水中的水动力性能特点,柔性叶片水轮机叶片的设计,密封管道内的空间结构设计;对水下水轮机密封结构原理和水下电力转换、集电、送电装置工作原理进行探究,完成橡胶皮管和电机之间的密封设计,集电和送电装置设计;最终设计一种内部发电装置为柔性叶片水轮机的密封管道水力发电装置。


2.3 技术方案及措施
(1)搜集国内外水下水轮机,叶轮机工作原理的中英文文献,以及探究柔性叶片在水环境中的工作状况,并根据目前方案进行设计改进;
(2)根据文献,总结归纳国内外水轮机,涡轮机,轮缘驱动装置和无轴轮缘发电装置等采用叶片发电的装置发展现状及应用,并根据本设计的外观和内部构造,提出合理的方案;
(3)探索合适的柔性叶片材料并学习有关叶片在水中的流体力学知识,对密封管道外部水动能传导效率计算,通过 solidworks软件完成外观设计及内部结构详细设计的建模工作;
(4)学习计算流体力学相关基础知识及软件的使用方法,根据所建实体模型, 对管道内部柔性叶片水轮机运转情况进行探究;
(5)对管道内部柔性叶片水轮机的发电效率进行理论的分析和计算;
(6)根据设计方案,解决水下密封问题,并设计出较为合理的转换,和集电装置;
(7)对所完成的方案的完整设计加以验证,并验证其效率,不断优化改进。

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3. 研究计划与安排

(1)查阅柔性叶片水轮机目前研究状况及工作原理的文献资料,明确主要研究内容,了解研究所需技术方案及措施。确定方案, 完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告; (第1周—第3周)

(2)根据查找的文献,总结国内外对轮毂式驱动装置,柔性叶片水轮机发电研究方法及思路的,将现有的对方案的构想与过去研究方法相结合,确定管道内部的结构设计;

(第4周—第5周)

(3)收集各类柔性叶片材料,并选择与本设计相符的柔性叶片参数。学习相关流体力学知识,确定柔性叶片水轮机的结构设计,对密封管道外部水动能传导效率计算,完成管道内部结构设计;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]黄书林,陈超,白钦文,郑超义.浅谈我国水力发电现状及发展前景[j].科技创新与应用,2016(27):204.

[2]吴百公. 海洋表层潮流能发电系统研究[d].东北师范大学,2011.

[3]张雅洁,赵强,褚温家.海洋能发电技术发展现状及发展路线图[j].中国电力,2018,51(03):94-99.

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