评估高阻塞比横流涡轮阵列性能的实验技术
流体动力学
2024-04-23 v1
摘要
在受限流（如河流或潮汐通道）中，涡轮阵列可将流动的动能与势能转化为可再生电力。受限流中阵列的功率转换与载荷特性是阻塞比的函数，阻塞比定义为阵列投影面积与通道横截面积之比。本工作中，我们探索在保持其他变量不变下研究阻塞比对涡轮性能影响的实验方法。考虑了两种不同方法：一种保持阵列面积不变而改变通道面积，另一种改变阵列面积而保持通道面积不变。使用两种途径，在阻塞比 30% 至 60% 范围内评估了水洞中实验室横流涡轮阵列的性能。随阻塞比增大，性能系数增加，最终超过 Betz 极限与 1。尽管两种实验途径观察到相似趋势，但在高阻塞比与高叶尖速比下，性能系数与力系数的值被发现依赖于实验途径。讨论了每种途径的优缺点。最终，我们推荐使用固定阵列面积与可变通道面积来研究阻塞效应，因该途径不会将阻塞效应与涡轮叶片和支撑结构间的相互作用相混淆。
引用
@article{arxiv.2310.01624,
title = {Experimental techniques for evaluating the performance of high-blockage cross-flow turbine arrays},
author = {Aidan Hunt and Brian Polagye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.01624},
year = {2024}
}
备注
This is a preprint that was accepted for the Proceedings of the 15th European Wave and Tidal Energy Conference, held in Bilbao, Spain in September 2023. The version that appeared in the proceedings can be found at https://doi.org/10.36688/ewtec-2023-203