[发明专利]一种水平轴潮流能水轮机实验装置及其实验方法

权利要求书

1.一种水平轴潮流能水轮机实验装置，其特征在于：包括支柱、固定在支柱顶端的固定舱以及通过连接轴安装在固定舱端部的叶轮，所述叶轮包括叶片、滑块以及通过连接轴贯穿轴线进行连接的叶轮前盘和叶轮后盘，所述叶轮前盘和叶轮后盘相对的端面上设有对应的周向轨道，滑块在端面之间的缝隙中沿轨道滑动，且所述连接轴在缝隙中的周向表面上设有定位孔；所述叶片的根部设有固定轴，滑块沿径向贯穿有供固定轴穿过的滑动孔，叶片通过滑块滑动到定位孔的位置，固定轴穿过滑块的滑动孔嵌入定位孔。

2.根据权利要求1所述的水平轴潮流能水轮机实验装置，其特征在于：所述固定轴与滑块的滑动孔为螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的水平轴潮流能水轮机实验装置，其特征在于：所述定位孔的数量为12个，相邻两个定位孔之间与轴心连线的角度依次为60°、12°、18°、30°、24°、36°、36°、24°、30°、18°、12°、60°。

4.根据权利要求1或3所述的水平轴潮流能水轮机实验装置，其特征在于：所述固定轴与定位孔为螺纹配合。

5.根据权利要求1所述的水平轴潮流能水轮机实验装置，其特征在于：在所述叶轮后盘上对应定位孔的位置处开设有轴向贯通的固定螺纹孔，止推螺母旋进所述固定螺纹孔固定叶片。

6.根据权利要求1所述的水平轴潮流能水轮机实验装置，其特征在于：所述连接轴通过径向轴承插入并安装在固定舱中。

7.根据权利要求1所述的水平轴潮流能水轮机实验装置的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将水轮机实验装置安装在开式水槽底部，并在水轮机前方布置水流流速测量仪探测水流流速大小，在水轮机上方布置光电传感器，并将水轮机中某一支叶片涂黑，观测水轮机的旋转速度；

（2）选取叶片的数量并将其插入滑块的滑动孔中，滑块在轨道中滑动，滑动到相应定位孔的位置使得叶片沿一周均匀分布后，停止滑动；

（3）旋转叶片，使得叶片根部的固定轴和滑动孔和连接轴上的定位孔通过螺纹连接，根据旋转深度的不同，调整叶片来流角，从而得到叶片来流角对水轮机启动流速的影响；

（4）分别安装不同数量的叶片并采用同样的来流角，重复以上步骤，从而得到在不同流速下不同叶片个数对水轮机转速的影响。

8.根据权利要求7所述的水平轴潮流能水轮机实验装置的实验方法，其特征在于：所述固定轴和叶轮前盘设有相对应的指示线，当两者重合时，表示来流角为0°；当两者不重合时，利用量角器测量两指示线间角度，以确定来流角。

9.根据权利要求7所述的水平轴潮流能水轮机实验装置的实验方法，其特征在于：所述定位孔的数量为12个，相邻两个定位孔之间与轴心连线的角度依次为60°、12°、18°、30°、24°、36°、36°、24°、30°、18°、12°、60°；将12个定位孔按照角度设置顺序依次编号，当叶片数量为3时，叶片置于1、5、9孔；叶片数量为4时，叶片置于1、4、7、10孔；叶片数量为5时，叶片置于1、3、6、8、11孔；叶片数量为6时，叶片置于1、2、5、7、9、12孔。