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新型风力/洋流涡轮气动及引射特性
  • ISSN号:0367-6234
  • 期刊名称:《哈尔滨工业大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:V231.3[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金委创新研究群体(51121004)
中文摘要:

为高效开发利用低品位风能和洋流能,采用涡扇发动机喷管引射技术,设计含有单级涡轮和波瓣引射器结构的低品位风力/洋流涡轮,给出一种波瓣引射器的参数化方法,并基于CFX软件RANS方程和k-ε湍流模型数值研究涡轮气动和引射特性.结果表明:含单级涡轮和波瓣引射器结构的低品位风力/洋流涡轮可将其转子四周流过的能量通过波瓣引射器引入涡轮后侧,通过流向涡和正交涡共同产生的抽吸作用,降低涡轮转子后侧被压,使有效做功速度增大约1.4倍,等效于提升了能量的品位.在2~6 m/s的风能和2~4 m/s的洋流能利用方面,含单级涡轮和波瓣引射器结构的风力/洋流涡轮功率曲线与来流速度成指数增长,流通能力增大32.70%~35.33%,在低速工况能量利用率可达66%~77%.

英文摘要:

Turbofan engine nozzle ejector technology was used for the design of a new turbine for efficient utilization of low-grade wind energy and ocean current energy. The turbine was composed of a low-rotation-speed single-stage and a lobed ejector. A parameterized method for building the lobed ejector structure was given. Reynolds-averaged NS equations and k - ~ turbulence model were chosen for numerical study on the aerodynamic performance and ejection ability of the turbine using commercial software CFX. Simulation results indicated the lobed ejector could bring the wind/ oceans currents energy into the back of turbine, the stream-wise vortices and normal vortices behind the lobes were produced to pump the low speed fluid behind the turbine. The effect could make the pressure reduced, the effective velocity almost increased 1.4 times, and the energy grade was improved. In the condition of wind speed ranges from 2 to 6 m/s and ocean current speed ranges from 2 to d m/s, the power output of the turbine exponentially increased as the flow velocity increased, and flow capacity was increased by 32.70%-35.33% than single-stage turbine. The energy utilization efficiency of the turbine went up to 66%-77%.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工业大学
  • 主编:冷劲松
  • 地址:哈尔滨市南岗区西大直街92号
  • 邮编:150001
  • 邮箱:
  • 电话:0451-86403427 86414135
  • 国际标准刊号:ISSN:0367-6234
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1235/T
  • 邮发代号:14-67
  • 获奖情况:
  • 2000年获黑龙省科技期刊评比一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27329