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研究生:曾緯翔
論文名稱:滾球水力發電能量轉換之探討
論文名稱(外文):The Energy Conversion of a Rolling-Ball Hydroelectric Generator
指導教授:林源堂
口試委員:林源堂吳進源劉明山
口試日期:2013-06-19
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:機械與電腦輔助工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:球管徑比水力效率發電效率滾球水力發電
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本文利用幫浦抽水至穩壓桶後,由吸管出口噴出水柱衝擊保麗龍球使之旋轉並帶動發電機發電,用以模擬低水位差之水力發電,本實驗以球管徑比值(D/d)範圍由7.86 ~ 36.6進行測試,探討水力、發電、能量總轉換效率。
測得數據顯示相同球管徑比值時,衝擊球徑越大造成扭力輸出也越大,其水力效率也較高,但扭力大轉換電功率與扭力小轉換的值差異不大,造成發電效率相對較低。不同球管徑比值時,水力效率和發電效率隨球管徑比值(D/d)從7.86增加至18-21後開始降低。當球徑85mm球管徑比值D/d為18.8,在轉速=900rpm水力效率最高可達90%、發電效率僅為10%、能量總轉換效率約9%;當球徑55mm球管徑比值D/d為18.98,在轉速=1000rpm水力效率最高約80%、發電效率可達27%、能量總轉換效率約22%,據此推測在相同球管徑比值時,使用大球可得較高之水力效率,而使用小球可得較高之發電效率。本實驗為了提升輸出電功率將三組發電機並聯,以發電效率最好之球徑55mm球管徑比值D/d為18.98三組發電機並聯,發電效率雖下降0.76%、輸出之電功率卻可提升2.51倍,由此可見多組滾球水力發電裝置並聯運作具有潛在的應用價值。
摘要 Ⅰ
ABSTRACT II
目錄 III
圖目錄 V
符號說明 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 3
第二章 實驗設備與方法 5
2.1 實驗設備 5
2.2 實驗方法 8
第三章 原理分析 18
3.1 基本假設 18
3.2 數學模式 18
3.2.1 動量分析 19
3.2.2 扭力分析 20
3.2.3 做功分析 22
3.2.4 發電功率 24
3.3 效率分析 26
3.3.1 水力效率分析 26
3.3.2 發電效率分析 27
3.3.2 轉換效率分析 27
3.3.4 串、並聯輸出分析 28
第四章 結果與討論 29
4.1 流場觀測 29
4.2 水柱衝擊動能量和噴水速度的關係 31
4.3 質量流率和保麗龍球扭力、轉速的關係 31
4.4 保麗龍球轉速和轉動輸出功率的關係 33
4.5 發電機能量轉換之分析 33
4.5.1 水力效率( )的分析 33
4.5.2 發電效率( )的分析 35
4.5.3 能量總轉換效率( )的分析 37
4.6 並聯三組滾球裝置之效率分析 38
4.6.1 並聯三組滾球裝置之電功率分析……… .....……. 38
4.6.2 並聯三組滾球裝置之發電效率分析…………...... .39
第五章 結論 41
參考文獻
[1]K.V. Alexander and E.P. Giddens, “Axial-flow turbines for low head microhydro systems,” Renewable Energy., Vol. 34, pp. 35–47, 2009
[2]B. Zoppe and C.Pellone and T. Maitre and P. Leroy “Flow in a Pelton Turbine Bucket Numerical and Experimental Investigations”ASME, Vol 128 pp.500-511 2006.
[3]P. Maher and N.P.A. Smith, “Assessment of pico hydro as an option for off-grid electrification in Kenya,” Renewable Energy., Vol 28, pp.1357–1369, 2003.
[4]John S. Anagnostopoulos and Dimitris E. Papantonis, “Optimal sizing of a run-of-river small hydropower plant,” Energy Conversion and Management, Vol.48, pp.2663–2670,2007
[5]Oliver Paish , “Small hydro power: technology and current status,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vo6, pp.537-556, 2002
[6]Rubinow S. I. and Keller J. B., “The transverse force on a spinning sphere moving in a viscous fluid,” J. Fluid Mech., Vol. 11, pp. 447-459, 1961
[7]A. Perrig and F.Avellan and J.L.Kueny and M. Farhat “Flow in a Pelton Turbine Bucket: Numerical and Experimental Investigations”ASME, Vol. 128 pp.350-358, 2006
[8]Cornaro C. 1 and Fleischer A.S., “Flow visualization of a round jet impinging on cylindrical surfaces,” Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 20, pp. 66-78, 1999.
[9]X. Wang, J. Chai and Z. Wang, “Research on parallel operation characteristics of variable frequency Synchronous-Motor-Generator (SMG),” IEEE Electrical Machines and Systems, Vol1, pp. 72-75, 2005..
[10]Y. T. Lin, H. T. Hsiao, M. L. Cheng and L. T. Lin, “Experimental Investigation of Lift and Drag on a Ball Rotated by an Inclined Water Jet,” Journal of the Chinese Institute of Engineers, Vol. 29, pp. 459-465, 2006.
[11]Robert W. Fox, Alan T. McDonald and Philip J. Pritchard, “Introduction to Fluid Mechanics,” John Wiley &; Sons, Inc. Sixth Edition, pp. 78-82, 2004.
[12]S. R. Goodwill, S. B. Chin and S. J. Haake, “Aerodynamics of spinning and non-spinning tennis balls,” J. Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 99, pp. 935-958, 2004.
[13]R. Montanari, “Criteria for the economic planning of a low power hydroelectric plant,” Renewable Energy, Vol. 28, pp.2129–2145, 2003.
[14]Dejan Paravana and Tomaz Stokelj, “Improvements to the water management ofa run-of-river HPP reservoir: methodology and case study,” Control Engineering Practice, Vol. 12, pp. 377–385, 2004.
[15]Jan Peirs and Dominiek Reynaerts, “A microturbine for electric power generation,” Sensors and Actuators, Vol.113, pp.86-93, 2004.
[16]Frans H. Koch, “Hydropower—the politics of water and energy: Introduction and overview,” Energy Policy, Vol.30, pp.1207–1213, 2002.
[17]A.S. Fleischer and K.Kramer, “Dynamics of the vortex structure of a jet impinging on a convex surface,” Experiment Thermal and Fluid Science ,Vol.24, pp.169-175,2001.
[18]徐銘君, 林源堂, “水柱衝擊空心球之流場觀測,” 逢甲大學機械工程研究所碩士論文, 民國92年.
[19]謝佳達, 林源堂, “水柱衝擊空心球之升力與阻力之探討,” 逢甲大學機械工程研究所碩士論文, 民國93年.
[20]陳敏龍, 林源堂, “噴流衝擊空心球之動力分析,” 逢甲大學機械工程研究所碩士論文, 民國94年.
[21]黃裕國, 林源堂, “衝擊噴流水力發電之探討,” 逢甲大學機械工程研究所碩士論文, 民國95年.
[22]鄭東昇, 林源堂,“滾球微型水力發電系統之探討”逢甲大學機械工程研究所碩士論文, 民國98年.
[23]張智凱, 林源堂,“高效率微型水力發電系統之探討”逢甲大學機械工程研究所碩士論文, 民國99年.
[24]黃重境, 林源堂,“不同直徑比之微型水力發電機效率之探討”逢甲大學機械工程研究所碩士論文, 民國100年.
[25]陳朝憶, 周榮華,“水力動力LED照明技術之研究” 國立成功大學工程科學系碩士論文/民國95年.
[26]高英傑,楊宗銘,“發電機並聯運轉之可靠度分析”國立台灣科技大學電機工程系碩士論文,民國96年.
[27]瀧本裕士,“微型水車發電系統的高效率化與維護管理實證研究,” 石川縣立大學生物資源環境學部, 民國90年.
[28]盧傳曾,張允昭,“水力發電廠-第三版,”大中國圖書, 第57-58頁, 民國58年.
[29]陳定光,“水輪機槪要,”台灣電力公司訓練所, 第88~104頁, 民國73年.
[30]朱書麟, 廖東林, “水力發電工程,” 中國水利工程學會, 第8-33~8-44頁,民國80年.
[31]陳柏宏,許昭墉, “發變電工程,” 高立圖書股份有限公司, 第21-38、59-69頁,民國90年.
[32]陳俊勳, 杜鳳棋, “流體力學,” 三民書局股份有限公司, 第49-53頁, 民國93年.
[33]黃和順, 何正義,“流體力學-第六版,”全華科技圖書股份有公司, 第115-180頁, 民國94年.
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