一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台及测试方法技术

本发明专利技术为一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台及测试方法，包括搭载平台1、立柱2、应变片3、叶轮4、扭矩转速测量仪5、增速器6、主轴7、发电机8、机舱9、电阻箱10、供电电源11、数据采集与分析处理系统12及PC机13，测量叶轮的能量利用率、主轴载荷、扭矩系数及推力系数等水平轴潮流能水轮机水动力性能关键参数。一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台结构简单，可靠性强，测试方法操作简便、精确度高且可控性强。本发明专利技术既可以为水平轴潮流能水轮机工程样机的设计提供参考，又可以为水平轴潮流能水轮机水动力性能CFD数值模拟和理论研究提供实验验证。

【技术实现步骤摘要】
一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台及测试方法
本专利技术属于试验平台及测试方法领域，具体涉及一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台及测试方法。
技术介绍
我国拥有广阔的领海面积，相关海域中蕴藏着巨大的可利用的资源，其中以潮流能为代表的海洋可再生能源就是其中的一种。利用水道间的潮流反复运动产生的能量，可以进行发电活动，能为边远海岛提供生产和生活用电。潮流能开发利用已经成为当前船舶与海洋工程、流体力学学科重点研究的方向之一。在潮流能开发利用领域，水平轴潮流能水轮机是一种重要的能量转换装置，它具有启动性能好、获能效率高、转动稳定等优点而被广泛使用。在设计潮流能水轮机的过程中，模型试验是一个必不可少的环节，通过模型试验来获取该型水轮机的关键水动力性能参数，从而评价该型水轮机的性能，为设计提供参考和依据。本专利技术所述的一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台及测试方法，可以提供一种在循环水槽里进行水平轴潮流能水轮机水动力性能研究的试验平台，以及基于此平台的测试方法。具体地说，在该测试平台下，利用此方法可以测量出水平轴水轮机的能量转化效率、主轴载荷、扭矩系数及推力系数等衡量水轮机性能优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台及测试方法，包括搭载平台(1)、立柱(2)、应变片(3)、叶轮(4)、扭矩转速测量仪(5)、增速器(6)、主轴(7)、发电机(8)、机舱(9)、电阻箱(10)、供电电源(11)、数据采集与分析处理系统(12)及PC机(13)，工作环境为循环水槽；其特征在于：所述的搭载平台(1)为方钢框架结构，与循环水槽刚性活连接；立柱(2)为流线型椭圆柱，前后对称贴有两个应变片(3)，与机舱(9)刚性固连，连接搭载平台(1)和水轮机；叶轮(4)、扭矩转速测量仪(5)、增速器(6)、发电机(8)连接于主轴(7)上；扭矩转速测量仪(5)、增速器(6)、发电机(8)安放于机舱...

【技术特征摘要】
1.一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台及测试方法，包括搭载平台(1)、立柱(2)、应变片(3)、叶轮(4)、扭矩转速测量仪(5)、增速器(6)、主轴(7)、发电机(8)、机舱(9)、电阻箱(10)、供电电源(11)、数据采集与分析处理系统(12)及PC机(13)，工作环境为循环水槽；其特征在于：所述的搭载平台(1)为方钢框架结构，与循环水槽刚性活连接；立柱(2)为流线型椭圆柱，前后对称贴有两个应变片(3)，与机舱(9)刚性固连，连接搭载平台(1)和水轮机；叶轮(4)、扭矩转速测量仪(5)、增速器(6)、发电机(8)连接于主轴(7)上；扭矩转速测量仪(5)、增速器(6)、发电机(8)安放于机舱(9)之中；电阻箱(10)、供电电源(11)、数据采集与分析处理系统(12)及PC机(13)互联，放置于搭载平台(1)上。2.根据权利要求1所述的一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台及测试方法，其特征在于：所述的测试方法的步骤为：(1)标定载荷测量，确定标定系数；(2)安装仪器设备；(3)在数据采集与分析处理系统(12)的软件中，新建测试工程、进行平衡、清零和记录；(4)开启循环水槽，设定水流速度为实验流速v；(5)利用电阻箱(10)来调节负载，待转速稳定之后，读出主轴(7)上扭矩转速测量仪(5)的扭矩Q和转速n，读出前后两个应变片(3)的应力σ1,σ2；(6)关闭循环水槽，卸下叶轮(4)；再打开循环水槽至实验速度v，读出应变片(3)的应力σ1′,σ2′；(7)测试结束，关闭循环水槽及其他仪器设备；(8)处理数据，计算能量利用率Cp、主轴载荷Ft、扭矩系数K及推力系数Ct。3.根据权利要求2所述的一种水平轴潮流能水轮机水动力性能试验平台及测试方法，其特征在于：所述的步骤(1)具体为：前后立柱应变片(3)的标定通过滑轮组导向，通过悬挂标准砝码...

【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，李炳强，胡超，周丙浩，张学伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23