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【系統(tǒng)結(jié)構(gòu)】3 n( }5 D9 T9 y( S _" M/ {: Z
浮體上系有繩,,繩纏繞在轉(zhuǎn)輪上,,轉(zhuǎn)輪與發(fā)條,、棘輪軸聯(lián),,棘輪與軸向柱塞泵軸聯(lián),軸向柱塞泵為液壓系統(tǒng)的輸入端,,液壓系統(tǒng)的輸出端為液壓馬達(dá),,其與發(fā)電機(jī)聯(lián)接,。
) o3 \; k: F$ w7 d3 W* ^, C& a' d* t. Y i2 `【系統(tǒng)原理】
5 @ C8 K5 m# @# ^6 p6 E( V 浮體上升時(shí),拉動(dòng)轉(zhuǎn)輪,,轉(zhuǎn)輪帶動(dòng)棘輪,,進(jìn)而帶動(dòng)柱塞泵;浮體下落時(shí),,在發(fā)條作用下,,轉(zhuǎn)輪反轉(zhuǎn),將繩收回,,因棘輪緣故,,不帶動(dòng)柱塞泵反轉(zhuǎn)。柱塞泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能,,液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出給發(fā)電機(jī),,發(fā)電機(jī)發(fā)電。
- C( H" y6 b0 i0 F. X" H【結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)】1 m2 J# D1 l: U
浮體:5×1×0.15m
& M( b! m" j+ n$ h, E8 U繩外徑:12mm
2 s6 d: Y& T% B轉(zhuǎn)筒徑:200mm: I, W+ B1 L' Q9 W) n; K+ S" E6 F
轉(zhuǎn)筒寬:100mm
; u- r- p/ `. M軸徑:48mm
) I% W! \( G8 y, I! U7 r" t棘輪頂圓直徑:192mm' r7 X9 n# }& x' _$ s
棘輪寬度:24mm/ g& b, I6 R9 H$ j' o, N6 k/ u
軸向柱塞泵液壓:50Mpa' W2 V2 s5 P7 d3 u' u
缸數(shù):8
3 G& J5 t8 P0 v; U' Q' z缸內(nèi)徑:15mm) Y8 G' H0 r& J- M# \/ n) w
斜度:15°9 J) \0 C, |2 K) s, M" s6 `
油管:Oil pipe
% C0 P' Q, Y5 n5 I軸向柱塞泵:axial plunger pump
( u5 o' W0 Q [尼龍繩:Nylon rope
* A- i# b/ o9 S9 ~2 B棘輪:ratchet wheel
+ q: b8 e& N. ^9 s3 H蓄能器:accumulator
, ]7 N U* W1 `8 u( U易彎面:Surface apt to be crooked; w' x7 I. d5 v
發(fā)條:Clockwork spring
" U, o0 J4 A. c% ^% q/ q發(fā)電機(jī):Generator
( |7 M" [/ ~6 m5 H* S7 i油缸:Oil vat
v9 t' J2 H" ?+ l G6 i j1 k轉(zhuǎn)輪:rotational Wheel, v1 j4 l5 E& N3 |' {0 G) D
浮體:
+ J6 T2 z2 O' E, p彈性銜接面1 W$ {- y( P% Q( {
柱塞泵
! C) B- D4 b0 M9 Z6 [& e高壓油管
2 \: G' q$ ~6 w9 T液壓馬達(dá): C N, J# Y% S. T4 {" U. L
回油管" i" j9 |( k- B7 N8 U
【工作運(yùn)行情況分析】5 L% {3 q. b' ~" Z( D+ h
F=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N+ S4 W2 l0 S( X
對(duì)于1米多高的海浪,,有
" U3 ]3 W- u# o0 q7 BE=h×F=1m×5000N=5000焦! b, ~$ L5 d+ Y6 W
如果海浪周期為5秒,,有, K, h9 c8 p! ?1 R* s* g* |
P=E/t=5000J/5s=1KW
# h% R# K5 Z8 e) x3 h【轉(zhuǎn)換效率】5 P3 A6 Y9 I6 n) O, e
繩輪:95%7 }) {* z& \: S, g6 M" r# s Y
軸向柱塞泵效率:85%
5 _6 ?% x- K' o( J液壓管路中途損失:5%
+ J1 X* g+ T- c; x" h! ?液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)換效率:86%& n0 ?' v% i; E, S9 J# C0 G
發(fā)電機(jī)效率:96%
: p( Q4 x3 Q. l3 z2 w' P電網(wǎng)中途損耗:6%
, F A* r+ \& o" X總轉(zhuǎn)換效率:60%+ N# B1 l" r7 D7 o8 H& Q
【經(jīng)濟(jì)分析】. b2 S5 h* }& G; ^3 B& N9 f
浮體+繩輪+柱塞泵轉(zhuǎn)換單元造價(jià):3000元,液壓系統(tǒng),、發(fā)電機(jī)攤派成本:2000元,。# v( h4 I3 B5 c0 `
該系統(tǒng)如工作海域平均波高為1米多高,: B' d+ ]1 ?7 f, W/ \: ~9 q0 a9 T# p
則:年收益=俘獲功率×轉(zhuǎn)換效率×工作時(shí)間×上網(wǎng)電價(jià)=1kw×60%×24小時(shí)×300天×0.4元=1728元
& m7 @7 a3 [8 _" ~, T4 w! u年收益率=1728/5000=34.56%
1 [4 D( y! q" I4 _: c' ?2 X 【系統(tǒng)特點(diǎn)】
4 I# k- b, h, w8 T, @/ c- d1,、生存性強(qiáng),,抗風(fēng)浪能力非常好:2 z/ y8 y5 L& V& c' v
1)該系統(tǒng),核心部分在海面以下幾十米深處,,這里比較安靜,,盡管海面波濤洶涌,主體部分在水下依然安然無(wú)恙,,繼續(xù)發(fā)電,。& d, Q; L# M4 c. |0 ?- `
2)繩、浮體受力大小取決于負(fù)載的多少,,而與波浪大小無(wú)關(guān),。好比一個(gè)履帶車(chē)拖著一個(gè)拖車(chē),盡管履帶車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)馬力非常大,,但拖車(chē)上如果是空的話(huà),,拖車(chē)與履帶車(chē)的連接處受力并不大,它只等于拖車(chē)所受的摩擦力,。但如果拖車(chē)滿(mǎn)載,,這時(shí)候,,受力就相當(dāng)大了。
2 l9 m3 E1 A6 `& i! {- x! f7 P( K3)繩的收放距離可以很長(zhǎng)(可以達(dá)到十米以上),,這就大大延長(zhǎng)了波浪沖擊過(guò)程中緩沖距離,,減小了瞬時(shí)沖擊力,抗風(fēng)浪能力由此得以增強(qiáng),。
! {# S1 i2 N H- t# ~9 M3 D$ A4)對(duì)于水上部分的易彎面,,由于其本身具有彈性和延展性,可以起到保護(hù)易彎面的作用,。即使易彎面被災(zāi)害性的海浪擊毀,,由于易彎面的成本很低廉,且可以修補(bǔ),,所以不會(huì)有很大損失,。
: {* ]! g- _2 L5 y; L' y2、防銹性能良好:機(jī)器的核心部分都在箱體內(nèi),,只有浮體,、繩、外涂防腐材料的轉(zhuǎn)輪,、軸,、機(jī)器外殼浸在海水里,而它們都是不怕海水的,,所以該系統(tǒng)的抗腐能力沒(méi)問(wèn)題,。
1 a; R: X2 F9 A1 J8 U3、成本低廉:該系統(tǒng),,沒(méi)有龐大的混凝土室,,沒(méi)有昂貴的不銹鋼,沒(méi)有勞民傷財(cái)?shù)耐聊竟こ�,。該系統(tǒng)的主要部件包括:一個(gè)作為平臺(tái)的水泥板及錨,、一個(gè)展開(kāi)易彎面用的框架、多個(gè)浮板+尼龍繩+轉(zhuǎn)輪+棘輪+軸向柱塞泵的單元,、一套液壓管路+蓄能器+油缸+發(fā)電機(jī),。
* \2 \- `' z% p$ I9 A4、該系統(tǒng)適應(yīng)波形能力強(qiáng),、波浪能吸收轉(zhuǎn)換效率高+ l$ W; z) i7 n7 v9 ~( Y8 R4 }/ x: X
1)浮體,、繩與轉(zhuǎn)輪的組合,非常靈活,,適應(yīng)各種波形,,盡管這種組合僅能吸收波浪在一個(gè)方向上的推力,但這可以通過(guò)增加繩,、輪組合來(lái)彌補(bǔ),,繩可以與易彎面成各種角度由于適應(yīng)各種波浪,,其作業(yè)時(shí)間也增長(zhǎng)。
" A w$ i) D6 U1 [2)易彎面呈整個(gè)面,,與波浪接觸,,提高了波浪能的接觸受力面積。易彎面連續(xù),、不漏水,,這在很大程度上避免了波浪繞走帶來(lái)的能量流失,。易彎面可以隨波起伏,,其易彎特性使它能夠適應(yīng)各種波形。$ E0 A: H3 T3 l7 o
5,、可以離岸到深海作業(yè):因?yàn)樗嗷宓鬃鶓业跤谒�,,這樣就擺脫了對(duì)陸地的依賴(lài)。拖船可以拖著一整排該發(fā)電系統(tǒng)到處走,,由此可以移動(dòng)作業(yè),。9 H) u5 f6 V& X( ], B
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