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基于Fluent油田注水管道余压发电水轮机叶轮优化

文献类型： 中文期刊

作者： 王世明 1 ; 马晨倍 1 ; 张成林 1 ; 刘安东 1 ; 丁成林 1 ;

作者机构： 1.上海海洋大学工程学院;上海海洋可再生能源工程技术研究中心;中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所

关键词： 管道余压;水轮机;Fluent;优化

期刊名称： 制造业自动化

ISSN： 1009-0134

年卷期： 2023 年 45 卷 001 期

页码： 144-148

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 油田注水系统为了满足不同高压注水井的压力需求,在输配过程中采取降压注水,导致了大量能量损失.而井口监测设备需要用到电能,其负荷很低,引电力线投资过高,经济性差.因此项目设计了一种多级叶轮-电机一体化发电装置用于井口设备供电.通过Profili生成二维翼型,并导入Fluent仿真计算,首先优化叶轮翼型,再利用SolidWorks对单级叶轮建模,更改叶轮叶片数量,并导入Fluent进行仿真计算,得出叶片数量对发电功率的影响,从而选择发电功率更高的叶片数.通过数据对比,选用最大相对弯度更大,最大相对厚度更小的翼型,并选取20片叶片作为最优叶片数.此时单级叶轮转速可达256r/min,输出功率48W,输出效率67.3%.最终利用实验室设备实验测试,得出结果表明,优化后的叶轮发电功率更高.

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