论文部分内容阅读
随着全球世界经济不断地高速发展,世界各个国家对能源的需求量也随之急剧增长。陆地上存储的常规能源是有限的,开发新型的、可再生的能源已经成为世界各个国家为了可持续发展战略共同的研究方向和重要选择。海洋作为占地球面积70%的主体,不仅拥有丰富的水产、石油、天然气等资源,更蕴藏着巨大的、清洁的、可再生的、新型的海洋能源。海洋波浪能在海洋中无处不在,而且受时间限制相对较小,同时波浪能的能流密度最大,可通过较小的装置提供可观的廉价能源。针对以上情况,设计了一台小型海洋波浪能发电装置,即振荡浮子式海洋波浪能发电装置。本论文对振荡浮子式海洋波浪能发电装置进行了设计,并从以下几个方面展开工作:
(1)根据海洋波浪的运动特点和波浪能发电装置的工作要求,本论文首先确定了振荡浮子式海洋波浪能发电装置的设计原则、设计方案及工作原理,采用Solidworks软件对装置进行了三维建模。
(2)基于麦考密克等人的波浪理论和弗罗德-克雷罗夫(Froude-Krylov)假定法,应用相关计算方法并使用MATLAB软件分别对长方形、垂直圆柱形和水平圆柱形三种形状的浮子进行受力分析和比较,以求得最适合本振荡浮子式海洋波浪能发电装置的浮子形状。并且根据确定的浮子形状,对浮子尺寸进行了优化设计,确定了浮子的设计尺寸。
(3)根据浮子的形状和尺寸设计了本振荡浮子式海洋波浪能发电装置中转换装置传动零件的结构尺寸,如双面齿条、传动齿轮、输出齿轮、传动轴和输出轴等。
(4)根据设计确定的装置尺寸,计算本振荡浮子式海洋波浪能发电装置的整机转换效率,并与其他典型的海洋波浪能发电装置的整机理论转换效率进行比较。
(5)运用运动学分析软件ADAMS建立了装置的虚拟样机模型,对其进行了运动学分析。
(6)对试验模型进行性能试验,得出相关试验数据。