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海洋水下设备试验与检测技术国家工程实验室 在冲击式透平研究领域取得突破性成果

发布时间:2017-10-16 04:57 浏览次数:1950次 字号:


目前世界上应用最为广泛、已投入商业化并网运行的岸式波能电站多为振荡水柱式(Oscillating Water Column,简称OWC)。OWC装置中能量二次转换的重要部件为空气透平,可在气室产生的往复气流中单向旋转,将低压气动能转化为转轴轴功,进而带动发电机发电。空气透平能量转换机理及工作性能的研究为OWC装置中透平的设计及优化提供理论支撑,具有较高的工程应用价值和意义。


由于定常手段是研究外界因素、透平结构因素对透平性能影响,确定透平设计工况,并对透平进行结构优化的最简单直接的方法,针对透平定常性能的研究成果较为全面、系统。已有的空气透平试验研究多从无量纲化参数角度揭示透平的定常工作性能,对物理量的实测值以及测试方法、步骤展示较少。为实现海洋水下设备试验与检测技术国家工程实验室在该研究领域检测技术的突破以及技术积累,实验室刘臻教授、史宏达教授和黎明教授团队,搭建了一套空气透平定常性能测试平台,并开展了系列冲击式透平的定常流试验研究。该平台长7 m,宽1.2m,测试段轴心高0.84 m,整体装置包括定常风洞、透平测试段、数据测试采集及控制系统三部分。


目前,项目组已经完成了冲击式透平的定常性能测试试验,对透平在不同风速及透平转速条件下的总压降、输出扭矩等进行检测测试,研究了雷诺数对透平性能评价参数的影响,首次给出了透平在流量系数为零时机械损失力矩与转速的关系,为后续空气透平试验研究与检测提供了技术支持。该成果已被能源领域的顶级期刊《Energy》(SCI IF: 4.52)录用发表,实验室实现了在中科院JCR分区工程技术大类一区与热力学小类一区发表高水平论文的突破。