Investigación del rendimiento hidrodinámico y la evolución del vórtice cercano en una turbina de marea de eje horizontal
Autores: Sun, Zhaocheng; Feng, Long; Mao, Yufeng; Li, Dong; Zhang, Yue; Gao, Chengfei; Liu, Chao; Fan, Menghao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación del rendimiento hidrodinámico y la evolución del vórtice cercano en una turbina de marea de eje horizontal
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Hidrodinámico
Rendimiento
Estela
Turbina
Simulación
Experimental
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
El rendimiento hidrodinámico y el remolino cercano de las turbinas de corriente de marea se investigan a través de simulaciones numéricas y métodos experimentales en este estudio. Basado en simulaciones de grandes remolinos, se estudian el rendimiento y las características del remolino de una turbina de 10 kW a diferentes TSR (Relación de Velocidad de Punta), y se comparan el déficit de velocidad y la expansión del remolino a lo largo de la dirección del flujo. El modelo de turbina hidráulica de proporción igual se diseña mediante la teoría de similitud, y el experimento se llevó a cabo en un canal de agua, con parámetros de prueba que incluyen potencia y par. Los resultados de la simulación y el experimento muestran que, debido al efecto de frontera y al efecto de bloqueo del canal, hay una cierta desviación entre los datos experimentales y los datos de simulación, pero la tendencia es la misma. Con el aumento del TSR, el paso de la hélice formado por el vórtice de punta disminuye gradualmente, y el vórtice de punta y el vórtice de raíz se destruyen antes en el proceso de movimiento aguas abajo. El déficit de velocidad axial disminuye con el aumento de la distancia axial. Finalmente, se analiza el rendimiento hidrodinámico de una turbina a través de experimentos y simulaciones. Los resultados experimentales verifican y apoyan los resultados de la simulación, pero hay diferencias cuantitativas, y cuando el TSR = 5, la eficiencia de la turbina alcanza su valor máximo.
Descripción
El rendimiento hidrodinámico y el remolino cercano de las turbinas de corriente de marea se investigan a través de simulaciones numéricas y métodos experimentales en este estudio. Basado en simulaciones de grandes remolinos, se estudian el rendimiento y las características del remolino de una turbina de 10 kW a diferentes TSR (Relación de Velocidad de Punta), y se comparan el déficit de velocidad y la expansión del remolino a lo largo de la dirección del flujo. El modelo de turbina hidráulica de proporción igual se diseña mediante la teoría de similitud, y el experimento se llevó a cabo en un canal de agua, con parámetros de prueba que incluyen potencia y par. Los resultados de la simulación y el experimento muestran que, debido al efecto de frontera y al efecto de bloqueo del canal, hay una cierta desviación entre los datos experimentales y los datos de simulación, pero la tendencia es la misma. Con el aumento del TSR, el paso de la hélice formado por el vórtice de punta disminuye gradualmente, y el vórtice de punta y el vórtice de raíz se destruyen antes en el proceso de movimiento aguas abajo. El déficit de velocidad axial disminuye con el aumento de la distancia axial. Finalmente, se analiza el rendimiento hidrodinámico de una turbina a través de experimentos y simulaciones. Los resultados experimentales verifican y apoyan los resultados de la simulación, pero hay diferencias cuantitativas, y cuando el TSR = 5, la eficiencia de la turbina alcanza su valor máximo.