水平轴变矩桨海流能发电装置系统设计

心已赠人 2023-10-14 09:17 42阅读 0赞

目 录  
摘 要 I  
Abstract II  
第1章 绪论 1  
1.1研究背景及意义 1  
1.1.1 研究背景 1  
1.1.2研究意义 1  
1.2 国内外研究现状 2  
1.2.1国外研究现状 2  
1.2.2国内研究现状 2  
1.2.3发展趋势 3  
1.3研究主要内容 3  
1.3.1设计思路 3  
1.3.2拟解决的主要问题 4  
1.3.3设计内容 5  
第2章 基于海流变桨距传动机构创新设计 6  
2.1 水平潮流能水轮机能量捕获原理 6  
2.2 变桨系统理论设计 7  
2.3 海流变桨距传动机构 8  
2.3 变桨系统机构设计 9  
2.4 发电机系统机构设计 9  
第3章 总体结构设计 11  
3.1水平轴变矩桨海流能发电装置的功能单元的划分 11  
3.1.1一次能源转换单元 12  
3.1.2机械能传递单元 12  
3.1.3发电单元 13  
3.1.4控制与安全系统 14  
3.2水平轴变矩桨海流能发电装置的工作原理 14  
3.2.1能量流 15  
3.2.2信息流 16  
3.3水平轴变矩桨海流能发电装置的基本结构 17  
3.3.1 叶轮 17  
3.3.2 轮毂 18  
3.3.3 主轴 18  
3.3.4 齿轮箱 18  
3.3.5 发电机 19  
3.3.6 密封系统 19  
3.3.7 对流装置 19  
3.4.5 塔架 20  
第4章 发电装置重要零件计算 21  
4.1 水平轴变矩桨海流能发电装置总体设计方案 21  
4.2塔架设计 24  
4.3密封系统的设计 25  
4.4制动系统的设计 26  
4.5主梁载荷计算及强度校核 26  
4.5.1 流体动力载荷 27  
4.5.2 重力载荷 28  
4.5.3离心力载荷 29  
4.5.4 主梁的强度校核 30  
第5章 三维建模及分析 31  
5.1建模步骤 31  
5.2系统机械模型分析 31  
5.2.1海流能发电的原理及特点 31  
5.2.2叶轮模型 33  
5.2.3叶轮动量及能量捕获理论 33  
5.3.3叶轮力学模型分析 34  
总 结 35  
致 谢 36  
参考文献 37  
1.3研究主要内容  
1.3.1设计思路  
水平轴变矩桨海流能发电装置系统的设计思路通常可以包括以下几个方面：

1.  海流特性分析：首先，需要对所在海域的环境特性进行分析，包括海流速度、流向、波浪强度、水深等，以确定该海域的海流潜力和开发潜力。
2.  桨轮设计：桨轮是发电装置中最核心的部件，其设计需要结合海流特性进行优化。水平轴变矩桨是目前常用的桨型，可根据具体海流发电需求进行优化设计。
3.  发电机设计：发电机的设计需要满足在海流作用下稳定运行，重点考虑发电机的扭矩和功率输出等指标。
4.  海底基础结构设计：考虑海流发电装置的固定和稳固性，设计合适的海底基础结构和支撑系统，以确保海流发电装置的稳定运行。
5.  控制系统设计：设计相应的控制系统，对海流能发电装置系统的电气、机械和水动力等方面进行实时监测与控制，以保证其稳定运行和安全性。
6.  可持续性设计：针对海洋环境，考虑发电装置在运行过程中可能产生的问题，采取循环利用、再生利用等可持续性设计措施，实现减少环境污染的目的。  
    综上所述，水平轴变矩桨海流能发电装置系统的设计需要综合考虑海流能源特性、桨轮设计、发电机选型、海底基础结构设计、控制系统设计和可持续性设计等因素，从而实现装置的高效、安全、稳定运行。  
    ![在这里插入图片描述][6065af15c39d41c1ac90359ead4600e0.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][131a86cbf50145a6beb306001571e460.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][13d04c151fce48538696eb6337a2479f.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][e94815873e454238bf54c366ff9469b0.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][85ac6147c81347e98823107a4ad56da2.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][2a4ab3c329494d53af9cf0e3c57a8ec3.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][f3b0e4937eca48c8969b2544cafbe960.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][7fb2ee0335314cb78e5fe6a3e21d029b.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][b791253229034c478ae93484f977ec29.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][c4470fb46501440facf2388f122c8066.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][de7f29bb3a644ec8a1054e638aaabf91.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][f9ea1bed6b9c47cca3ff1404622e714f.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][b1cc2c682d6c42bd9186a29ccdd78193.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][9dc0879a655b4666a20d89ef486ffd86.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][07c1a9efccf1495ca538b89465a43932.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][02eda83ddf4a46f795090426c7bcba6e.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][a8578aa26df1403ab4925aedacc5ea47.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][93f640f1ed4d4d408bd92a194c323e7b.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][adf8147e89e6414f956f561a75561cd4.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][7687c7d836ad499aa3f820ccbb157214.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][a0a4be46f49f406fb845f2c568b97778.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][c407820907bb433ab3ea4846d3cb0612.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][7353f19f98f54580b7b8136913a346e1.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][9a9befbd36bf45688bc3ccaee03aa3f3.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][f1e4eb5665344f5584729a3d6d8c3fc4.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][78e7ca7576a3411dac4edd950cdd6670.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][ed41b6ee2f0f4e458bd1d36ca67705bf.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][6fd8d153a54c453ba1c3071dd4592c6a.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][53c7abb87e42486eb03f986edf5c793e.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][c44e1bdbeb934c419717c3c24db12ce0.png_pic_center]

[6065af15c39d41c1ac90359ead4600e0.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/6065af15c39d41c1ac90359ead4600e0.png#pic_center
[131a86cbf50145a6beb306001571e460.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/131a86cbf50145a6beb306001571e460.png#pic_center
[13d04c151fce48538696eb6337a2479f.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/13d04c151fce48538696eb6337a2479f.png#pic_center
[e94815873e454238bf54c366ff9469b0.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/e94815873e454238bf54c366ff9469b0.png#pic_center
[85ac6147c81347e98823107a4ad56da2.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/85ac6147c81347e98823107a4ad56da2.png#pic_center
[2a4ab3c329494d53af9cf0e3c57a8ec3.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/2a4ab3c329494d53af9cf0e3c57a8ec3.png#pic_center
[f3b0e4937eca48c8969b2544cafbe960.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/f3b0e4937eca48c8969b2544cafbe960.png#pic_center
[7fb2ee0335314cb78e5fe6a3e21d029b.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/7fb2ee0335314cb78e5fe6a3e21d029b.png#pic_center
[b791253229034c478ae93484f977ec29.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/b791253229034c478ae93484f977ec29.png#pic_center
[c4470fb46501440facf2388f122c8066.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/c4470fb46501440facf2388f122c8066.png#pic_center
[de7f29bb3a644ec8a1054e638aaabf91.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/de7f29bb3a644ec8a1054e638aaabf91.png#pic_center
[f9ea1bed6b9c47cca3ff1404622e714f.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/f9ea1bed6b9c47cca3ff1404622e714f.png#pic_center
[b1cc2c682d6c42bd9186a29ccdd78193.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/b1cc2c682d6c42bd9186a29ccdd78193.png#pic_center
[9dc0879a655b4666a20d89ef486ffd86.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/9dc0879a655b4666a20d89ef486ffd86.png#pic_center
[07c1a9efccf1495ca538b89465a43932.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/07c1a9efccf1495ca538b89465a43932.png#pic_center
[02eda83ddf4a46f795090426c7bcba6e.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/02eda83ddf4a46f795090426c7bcba6e.png#pic_center
[a8578aa26df1403ab4925aedacc5ea47.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/a8578aa26df1403ab4925aedacc5ea47.png#pic_center
[93f640f1ed4d4d408bd92a194c323e7b.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/93f640f1ed4d4d408bd92a194c323e7b.png#pic_center
[adf8147e89e6414f956f561a75561cd4.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/adf8147e89e6414f956f561a75561cd4.png#pic_center
[7687c7d836ad499aa3f820ccbb157214.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/7687c7d836ad499aa3f820ccbb157214.png#pic_center
[a0a4be46f49f406fb845f2c568b97778.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/a0a4be46f49f406fb845f2c568b97778.png#pic_center
[c407820907bb433ab3ea4846d3cb0612.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/c407820907bb433ab3ea4846d3cb0612.png#pic_center
[7353f19f98f54580b7b8136913a346e1.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/7353f19f98f54580b7b8136913a346e1.png#pic_center
[9a9befbd36bf45688bc3ccaee03aa3f3.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/9a9befbd36bf45688bc3ccaee03aa3f3.png#pic_center
[f1e4eb5665344f5584729a3d6d8c3fc4.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/f1e4eb5665344f5584729a3d6d8c3fc4.png#pic_center
[78e7ca7576a3411dac4edd950cdd6670.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/78e7ca7576a3411dac4edd950cdd6670.png#pic_center
[ed41b6ee2f0f4e458bd1d36ca67705bf.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/ed41b6ee2f0f4e458bd1d36ca67705bf.png#pic_center
[6fd8d153a54c453ba1c3071dd4592c6a.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/6fd8d153a54c453ba1c3071dd4592c6a.png#pic_center
[53c7abb87e42486eb03f986edf5c793e.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/53c7abb87e42486eb03f986edf5c793e.png#pic_center
[c44e1bdbeb934c419717c3c24db12ce0.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/c44e1bdbeb934c419717c3c24db12ce0.png#pic_center