基于技术与生态友好相结合的水车叶片材料优化

• 来源期刊: 国外大电机
• 学科: 工学
• 关键词: 材料优化 生态友好 叶片 水车 技术 EPDM橡胶 能量转换效率 水力效率
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 页码范围: 60-64
• 页数: 5页
• 分类号: TV734.2

摘要

水车是一种开发利用0．5～2．5m高度落差的小溪和水渠水进行能量转换的装置。有研究显示，该种装置的能量转换效率达60％以上。一些研究表明。该技术对保持水生物（如鱼类）和床沙载荷的连续性具有很好的效果。对小规模水电站而言，该技术在在经济和生态上是可行的。本研究的主要目的是改善水车叶片的设计，在保持以上这种良好的连续性的前提下获得更高的效率。通过调整叶片尖端形式并在实验室的大型模型上进行实验验证。本文对传统钢制叶尖和EPDM钢粘而成的夹层结构材料制成的夹层结构材料制成的叶尖分别进行的试验与对比。两种材料的获得的水力效率（58％左右）和输出功率（220W左右）基本相同。对不同间隙大小系列研究表明，间隙距离的减小对提高效率有很大帮助。为了评估两种材料对水生生物连续性的影响，本研究设计并进行了仿生鱼，通过水车转轮的试验。通过对仿生鱼被叶片撞击的慢动作视频进行分析，结果显示EPDM材质的叶片尖部在此方面有巨大优势。由于EPDM橡胶可以弯曲，从而可以减少对仿生鱼切割伤害的可能性。研究表明，与钢制标准叶片叶尖相比，EPDM材质的叶片叶尖对生态的连续性更为友好。同时，此材料对水力效率并无明显影响。在水车研究项目上得出的结论也可转移应用到冲射式水轮机或类似项目的升级改造：