叶型对微型管道式Savonius水轮机性能的影响 被引量：2

1

作者 匡开林 王晓晖 +1 位作者 敏政 武赞秀 《水电能源科学》 北大核心 2021年第6期149-152,148,共5页

目前,城市给排水、工业循环水等流体输运过程中的余压回收受到广泛关注。微型管道式水轮机因结构简单、使用方便等优点已在国外得到成功应用。基于50mm直径管道设计了一种带导流装置的改进型Savonius微型水轮机。通过试验及ANSYS-CFX数... 目前,城市给排水、工业循环水等流体输运过程中的余压回收受到广泛关注。微型管道式水轮机因结构简单、使用方便等优点已在国外得到成功应用。基于50mm直径管道设计了一种带导流装置的改进型Savonius微型水轮机。通过试验及ANSYS-CFX数值模拟方法研究了叶型对水轮机水力性能的影响。在其他条件相同的情况下,通过对叶片中心径向曲率半径分别为R14、R22、R30的3种转轮性能比较发现,R14水轮机组最高电功率为5.5W,且水头损失最小。随着叶型曲率减小,转轮的启动扭矩增加,其中R30转轮的启动扭矩最大,自启动性相对较弱,在有发电机负载的试验中流量持续增加,但该机组转轮始终无法启动。研究结果对微型管道式水轮机的性能预测及优化设计有一定参考意义。 展开更多

关键词 叶型 savonius微型水轮机 水力性能 径向曲率半径 导流装置

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叶片安放角对微型轴流式水轮机性能的影响

2

作者 杨孙圣 赵尔策 孔祥序 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期350-357,共8页

为探究叶片安放角对微型轴流式水轮机水力性能的影响,以一比转数为548的微型轴流式水轮机为研究对象,在不改变其他几何参数的前提下,仅偏置转轮叶片各翼型剖面,得到7个不同叶片安放角的转轮;在试验验证的基础上,通过全流场数值计算,分... 为探究叶片安放角对微型轴流式水轮机水力性能的影响,以一比转数为548的微型轴流式水轮机为研究对象,在不改变其他几何参数的前提下,仅偏置转轮叶片各翼型剖面,得到7个不同叶片安放角的转轮;在试验验证的基础上,通过全流场数值计算,分析了改变叶片安放角对微型轴流式水轮机水力性能的影响.结果表明:随着叶片安放角的减小,在相同流量下水轮机的水头与出力均增大,高效率区域向小流量区域偏移,水轮机可高效运转的范围有一定程度的增大;随着叶片安放角的增大,水轮机的水头与出力减小,高效率区域向大流量区域偏移.适当减小叶片安放角的水轮机能在较大水头(流量)变化范围内维持较好的性能.其中,安放角为-4°的水轮机最高效率达到82.13%,高效率区的范围最大.该研究可为微型轴流式水轮机转轮的设计提供一定参考. 展开更多

关键词 微型轴流式水轮机 叶片安放角 数值计算 水力性能 高效率区

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Savonius式水轮机水动力学性能 被引量：12

3

作者 边佩翔 杨志宏 +2 位作者 王勇 马鹏磊 王诗雅 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期268-272,共5页

为了研究S式水轮机水动力学性能,利用流体动力学软件建立S式水轮机的网格模型,分析流场特性,对S式水轮机在不同叶尖速比与重叠比的水动力学及能量提取性能进行研究.结果表明:S式水轮机在运动过程中存在负力矩情况,这是造成功率系数较低... 为了研究S式水轮机水动力学性能,利用流体动力学软件建立S式水轮机的网格模型,分析流场特性,对S式水轮机在不同叶尖速比与重叠比的水动力学及能量提取性能进行研究.结果表明:S式水轮机在运动过程中存在负力矩情况,这是造成功率系数较低的主要原因.S式水轮机适合在低叶尖速比下工作,且力矩系数随着叶尖速比的增大而减小,存在一个最优叶尖速比使水轮机的功率系数达到最大,重叠比能减少甚至消除负力矩情况,改善水轮机的水动力学性能.在研究参数范围内,重叠比在0.15附近时,S式水轮机综合性能最优,功率系数可以达到最大值0.256. 展开更多

关键词 savonius式水轮机 叶尖速比 功率系数 力矩系数 重叠比

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Savonius型水轮机减流特性数值模拟研究 被引量：4

4

作者 姚建均 李凤甡 +2 位作者 王贤成 陈俊华 余洁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期870-876,共7页

为了探讨S型水轮机在海洋养殖防护方面的应用,本文对其在尾流场中产生的减流效果进行研究。采用CFD数值计算方法,对S型水轮机的后方流场进行数值模拟,通过速度云图和矢量图研究,分析减流机理,总结速度场变化规律,并进一步研究S型水轮机... 为了探讨S型水轮机在海洋养殖防护方面的应用,本文对其在尾流场中产生的减流效果进行研究。采用CFD数值计算方法,对S型水轮机的后方流场进行数值模拟,通过速度云图和矢量图研究,分析减流机理,总结速度场变化规律,并进一步研究S型水轮机在不同叶尖速比情况下的减流效果并制定减流特性评价标准。研究结果表明:启动后的S型水轮机拥有很好的减流效果,而且减流有效区域内速度场分布具有一定的规律性;叶尖速比对S型水轮机的减流效果影响很大,最佳工作叶尖速比范围为0.8~1.0,最大相对衰减长度15.6和速度衰减系数0.73在叶尖速比0.8和1.1时得到。 展开更多

关键词 减流特性 叶尖速比 savonius型水轮机 阻力型 计算流体动力学 功率系数 速度衰减系数 相对衰减长度

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波浪作用下基于不同负载的一种Savonius型水轮机捕能性能研究 被引量：1

5

作者 黄炎晨 黄方平 刘静 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2022年第2期118-129,共12页

通过水轮机捕能是当前常用的海洋能利用方式之一。桨叶作为水轮机关键部件,其性能一直是研究的重点。针对目前波浪条件下带负载运转的Savonius型水轮机相关捕能性能研究较少的情况,采用数值仿真方法,结合对应工况条件的物理试验,研究了... 通过水轮机捕能是当前常用的海洋能利用方式之一。桨叶作为水轮机关键部件,其性能一直是研究的重点。针对目前波浪条件下带负载运转的Savonius型水轮机相关捕能性能研究较少的情况,采用数值仿真方法,结合对应工况条件的物理试验,研究了一种Savonius型水轮机在不同波浪环境下带负载运转的捕能性能。采用Star CCM+仿真软件,建立数值波浪水池,设置环境参数,划分网格调整变量进行水轮机运转的水动力模型数值研究。在造波试验水池中利用推板改变波浪周期与波高,进行水轮机运转的物理试验。采集在不同负载下水轮机桨叶的转速和扭矩数据,计算并分析功率等参数,总结变化趋势,评价捕能效果。研究发现水轮机在1.6 s的波浪周期条件下,桨叶承受1.5 N·m负载时达到最佳捕能效果,其功率为23 W。为实际海域中水轮机桨叶的结构设计研究和相关工程应用提供参考。 展开更多

关键词 savonius型水轮机 捕能性能 海洋能 波浪周期 桨叶 扭矩系数 能量转换效率

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螺旋形Savonius水轮机的水动力性能研究 被引量：2

6

作者 蔡泽林 宋瑞银 +3 位作者 吴瑞明 陈凯翔 吴烨卿 吴映江 《水电能源科学》 北大核心 2021年第6期161-165,共5页

螺旋S型水轮机相较于传统水轮机具有升力.可有效提升自启性能﹐具有良好的应用价值。为了研究螺旋S型水轮机水动力性能﹐采用数值模拟和试验验证相结合的方法,分析了螺旋角、重叠率,高径比,流速对水轮机工作性能的影响。结果表明,螺旋... 螺旋S型水轮机相较于传统水轮机具有升力.可有效提升自启性能﹐具有良好的应用价值。为了研究螺旋S型水轮机水动力性能﹐采用数值模拟和试验验证相结合的方法,分析了螺旋角、重叠率,高径比,流速对水轮机工作性能的影响。结果表明,螺旋角使水轮机受到正负交替变化的升力,且螺旋角为15°时水轮机的功率系数最高;水轮机无重叠率时,动转矩系数最大;水轮机高径比为1.4时﹐其性能最优;在研究参数范围内﹐流速为1.5 m/s时水轮机功率系数最高可达0.362。 展开更多

关键词 螺旋形savonius水轮机 升力系数 功率系数 重叠率 高径比

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微型低比转速混流式水轮机的水力特性分析 被引量：5

7

作者 张兰金 王磊 +1 位作者 任岩 陈德新 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2013年第1期128-130,共3页

本文介绍了一种由冷却塔中冷却循环水驱动的微型水轮机。该机流量限于循环水流量、功率限于风机功率、水头依赖流量与功率;其蜗壳平面尺寸小,不设导水机构,转轮流道狭长。为了解该水轮机的水力特性,采用数值模拟与试验相结合的方法对其... 本文介绍了一种由冷却塔中冷却循环水驱动的微型水轮机。该机流量限于循环水流量、功率限于风机功率、水头依赖流量与功率;其蜗壳平面尺寸小,不设导水机构,转轮流道狭长。为了解该水轮机的水力特性,采用数值模拟与试验相结合的方法对其进行研究。研究表明:对于同一水轮机,其内流场特性表现出相似性,能量和压力脉动等水力特性也表现出相似性,水力效率相等,水力损失相等。该水轮机的水力效率较低,水力损失较大,其水能主要损失于引水部件,其次是转轮;由于引水部件距离转轮近,其固定导叶叶道的水力振动幅度达到10%以上。 展开更多

关键词 微型水轮机 低比转速 水力性能

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冷却塔的微型水轮机开发及自动控制 被引量：2

8

作者 范小娟 郑源 +1 位作者 朱飞 范富杰 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期37-40,共4页

研发了一种新型冷却塔,通过对冷却塔进塔水流富余能量的分析,设计了一种应用于低水头的微型水轮机,与冷却塔风机相匹配从而实现对冷却塔风机转速的控制,以此满足对出水温度的控制。应用编程软件STEP7-Micro/WIN进行相应的程序编制。应... 研发了一种新型冷却塔,通过对冷却塔进塔水流富余能量的分析,设计了一种应用于低水头的微型水轮机,与冷却塔风机相匹配从而实现对冷却塔风机转速的控制,以此满足对出水温度的控制。应用编程软件STEP7-Micro/WIN进行相应的程序编制。应用组态王组建相应的监控界面实现监控界面数据变量与现场设备各个参数的相互连接,总体实现了冷却塔系统的节能运行及自动化控制。 展开更多

关键词 微型水轮机 冷却塔 自动化控制 节能 组态王

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微型水轮机系列化问题的研究 被引量：1

9

作者 陈汇龙 翟晓 +2 位作者 袁寿其 王群 林厚强 《中国农村水利水电》 北大核心 2009年第6期162-164,共3页

"微水电"的主要发电设备为微型水轮发电机组,其中水轮机的作用是将水流的能量转换为旋转机械能。随着微型水轮发电机组的发展,微型水轮机的系列化问题已成为一个首要而且重要的问题。由于"微水电"的特点,使得微型... "微水电"的主要发电设备为微型水轮发电机组,其中水轮机的作用是将水流的能量转换为旋转机械能。随着微型水轮发电机组的发展,微型水轮机的系列化问题已成为一个首要而且重要的问题。由于"微水电"的特点,使得微型水轮机与中小型水轮机有较大的差异。因此微型水轮机全部套用中小型水轮机系列及标准是不合适的。从"微水电"及微型水轮发电机组的特点出发,分析研究了微型水轮机系列化的主要问题。 展开更多

关键词 微水电 微型水轮机 系列化

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异步反转式组合型垂直轴水轮机性能研究 被引量：1

10

作者 陈云瑞 周家逸 +1 位作者 郭朋华 李景银 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1178-1187,共10页

为了解决升力型垂直轴水轮机因其较低的静力矩而无法应用于低流速海流环境的问题,提出一种内外转子异步反转的组合型水轮机。装置的外部是H型转子,内部采用Savonius型转子,2个转子在各自最优尖速比下运行,在提供运行效率的同时降低系统... 为了解决升力型垂直轴水轮机因其较低的静力矩而无法应用于低流速海流环境的问题,提出一种内外转子异步反转的组合型水轮机。装置的外部是H型转子,内部采用Savonius型转子,2个转子在各自最优尖速比下运行,在提供运行效率的同时降低系统启动流速。利用CFD软件数值分析内部转子的转速、组合轮机的直径比对外部H型转子及组合轮机性能的影响规律。采用数值计算方法研究组合轮机在不同来流方向的静力矩系数。研究结果表明:当直径比小于0.4时,内部转子的尖速比几乎不影响外部H型转子的效率,但当内部转子尖速比大于0.5时,内部转子转换为耗功部件,组合轮机的效率降低;由于内外转子存在转速差,大直径比组合轮机的内外转子将产生较强的相位干涉,增加外部转子的扭矩波动,会降低组合轮机的寿命。因此,组合轮机的直径比应选择为0.2~0.4,内部S型转子尖速比为0.2~0.5。组合轮机在大部分流动方向下,静力矩系数显著提升。 展开更多

关键词 组合型水轮机 异步反转 H型转子 savonius型转子

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基于正交试验法的微型管道水轮机优化设计 被引量：6

11

作者 郭绘娟 汪昊蓝 +2 位作者 郑源 石俊峰 阚阚 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第9期928-935,共8页

针对感应水龙头使用的干电池带来的环境污染问题,设计研发出了一种微型管道水轮机,初步确定其各过流部件的形状和尺寸,对该水轮机进行多目标优化正交试验,确定了最优试验方案,并进行物理模型试验研究.该微型管道水轮机通过水流和水轮机... 针对感应水龙头使用的干电池带来的环境污染问题,设计研发出了一种微型管道水轮机,初步确定其各过流部件的形状和尺寸,对该水轮机进行多目标优化正交试验,确定了最优试验方案,并进行物理模型试验研究.该微型管道水轮机通过水流和水轮机之间相互作用,将其旋转机械能传递给发电机,产生供水龙头使用的电能.基于正交试验优化理论,在设计流量下,水轮机出力为6.30 W,与初步设计方案相比提高了32.35%,效率为85.13%,提高了2.58%,优化后水轮机出力和效率均达到设计需求.极差分析结果表明:水轮机出力随着叶片数的增加先增大后减小,随着固定导叶数的增加而增大,随着固定导叶开度的增大而减小,对称导叶叶型出力最大;其效率随着叶片数的增加而增大,随着固定导叶数的增加而增大,随着固定导叶开度的增大先增大后减小,负曲度导叶叶型效率最高.研究结果可为微型管道水轮机设计和优化提供一定的参考. 展开更多

关键词 微型管道水轮机 正交试验设计 优化 数值模拟 物理模型试验

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微型混流式水轮机在高层建筑采暖系统中的应用 被引量：1

12

作者 谢坚 郑源 《水电能源科学》 北大核心 2013年第5期155-158,共4页

针对高层建筑采暖系统回水余压的利用问题,开发了一种微型混流式水轮机,用以代替采暖系统中的回水阻力调节阀。以某高层采暖系统为例,结合其工作环境特点,确定了水轮机基本参数,并对此水轮机进行了全流道三维数值模拟和优化。结果显示,... 针对高层建筑采暖系统回水余压的利用问题,开发了一种微型混流式水轮机,用以代替采暖系统中的回水阻力调节阀。以某高层采暖系统为例,结合其工作环境特点,确定了水轮机基本参数,并对此水轮机进行了全流道三维数值模拟和优化。结果显示,水轮机效率可达86%以上;水轮机与供暖系统的连接方式分析说明,设计出的微型水轮机效率高、安装方便、减少了电能消耗,从而为水轮机在供暖系统中的应用提供了理论和实践依据。 展开更多

关键词 微型混流式水轮机 采暖系统 回水阻力 数值模拟

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微型水轮机在冷却塔的应用 被引量：13

13

作者 张飞狂 《工业水处理》 CAS CSCD 2004年第3期57-59,共3页

用微型水轮机回收冷却塔进塔水头取代冷却塔的电机是一种有效的节能措施。实践证明,水轮机在冷却塔的成功应用获得了较好的经济效益。

关键词 微型水轮机 冷却塔 回收 节能措施 循环水 压力

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基于FLUENT的农业灌溉管路微型水轮机发电效率的分析与研究 被引量：2

14

作者 李杰 翁泽城 潘鹤立 《节水灌溉》 北大核心 2023年第8期129-135,142,共8页

为了实现管道中水能发电满足智能灌溉系统供电需求,需要提高超微型水轮机的发电量和发电效率。使用DesignModeler和Soildworks建立了三维结构模型,将水轮机转轮不同的叶片数量和叶片角度分组并导入流体力学仿真软件Fluent中分析。根据... 为了实现管道中水能发电满足智能灌溉系统供电需求,需要提高超微型水轮机的发电量和发电效率。使用DesignModeler和Soildworks建立了三维结构模型,将水轮机转轮不同的叶片数量和叶片角度分组并导入流体力学仿真软件Fluent中分析。根据灌溉用水特点,设置在水压150kPa,水流速度1.33m/s的条件下进行仿真实验。在稳定旋转的条件下,分别对6、10、20、25、30叶片数和夹角60°、70°、75°、80°、90°的叶轮模型稳定后的转速进行仿真试验,发现在叶片夹角75°下,20和25片叶片时水轮机转速较快,分别为1185 r/min和1148 r/min。经过仿真试验,发现叶轮转速与其叶片长度的关系不明显。对有效输出功率和流场进行分析,发现当水轮机叶片为25片,夹角为75°时,为仿真实验中的最优组合。叶片数在6~20片时转速随着叶片数量增加而增加,20~30片则会骤降,叶片的角度在75°时转速最高,叶片长度对转速影响不大。研究结果表明通过调整其转轮数量和叶片角度对叶轮转速有明显提升,能有效提高输出功率,提高发电效率。 展开更多

关键词 FLUENT 超微型水轮机 智能灌溉 管道水流发电 叶片数量 叶片角度 发电效率

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水电站微型水轮机的类型、结构与选择

15

《山东农机化》 1995年第1期16-25,共2页

一、微型水轮机的类型 水轮机的规格品种很多,按结构、原理不同可分为反击式与冲击式两大类。反击式是利用水流流经转轮时对转轮叶片产生的反作用力推动水轮机旋转;冲击式是靠高压喷射水流的冲击力使转轮转动。冲击式水轮机又有水斗式... 一、微型水轮机的类型 水轮机的规格品种很多,按结构、原理不同可分为反击式与冲击式两大类。反击式是利用水流流经转轮时对转轮叶片产生的反作用力推动水轮机旋转;冲击式是靠高压喷射水流的冲击力使转轮转动。冲击式水轮机又有水斗式、斜击式与双击式三种结构,适用水头从数米到一二十米,流量从每小时几立方米到每小时几百立方米的水电站,特别适用于山区小溪流高水头水电站。反击式水轮机可分轴流式、混流式及贯流式三种型式,主要适合于水头较低,流量较大的水电站。 展开更多

关键词 微型水轮机 高水头水电站 混流式水轮机 冲击式水轮机 转轮 反击式水轮机 蜗壳 水斗式 尾水管 机座

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潮流能垂直轴水轮机导流罩装置设计与优化分析 被引量：3

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作者 李良乾 朱新河 《水电能源科学》 北大核心 2018年第10期152-156,共5页

Savonius型水轮机是一种垂直轴式水轮机,其结构简单,适用于流动方向变化的情况,具有广泛的应用前景。为改善水轮机的工作性能,解决其效率较低的弊端,设计了简单的单向导流罩装置,并选取尖速比系数为0.4的工况,对多种设计型式的导流罩装... Savonius型水轮机是一种垂直轴式水轮机,其结构简单,适用于流动方向变化的情况,具有广泛的应用前景。为改善水轮机的工作性能,解决其效率较低的弊端,设计了简单的单向导流罩装置,并选取尖速比系数为0.4的工况,对多种设计型式的导流罩装置进行模拟计算,优化装置的设计参数;最后对最优装置进行多种工况下的性能分析,并与未加导流罩装置的叶轮进行对比。结果表明,导流罩装置的最优参数组合中α为50°、β为40°、距离L为5R/6;加装导流罩装置后,叶轮的最优尖速比系数为0.8,最大功率系数为0.390 21,比单纯的优化后叶轮提高了18.565%,比基本S型叶轮提高了50.053%。 展开更多

关键词 savonius型水轮机 单向导流罩装置 减阻 聚流 工作性能

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微型水力发电机组系统建模与仿真 被引量：13

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作者 殷桂梁 张圣明 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期147-152,共6页

随着能源短缺现象的加剧,微型水力发电越来越被人们重视。研究了整个微型水力发电机组系统,首先分析了引水系统、水轮机和并联PID的数学模型;接着建立了相对应的仿真模型,励磁控制系统的模型,整个微型水力发电机组的模型;最后采用Matla... 随着能源短缺现象的加剧,微型水力发电越来越被人们重视。研究了整个微型水力发电机组系统,首先分析了引水系统、水轮机和并联PID的数学模型;接着建立了相对应的仿真模型,励磁控制系统的模型,整个微型水力发电机组的模型;最后采用Matlab仿真软件,在动态负载条件下对该微型水力发电机组进行仿真,分析了负载和水头变化对机械功率、转子速度、电压和频率的影响。仿真结果表明,所建立的系统动态特性模型符合工程实际,满足系统的稳定性要求。 展开更多

关键词 微型水力发电机组 数学模型 水轮机 系统建模 MATLAB仿真

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双动力源冷却塔设计研究 被引量：2

18

作者 范小娟 郑源 毛秀丽 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期199-201,206,共4页

通过对冷却塔进行循环冷却水节能分析并对进塔水流的富裕能量进行研究,开发了一种低比转速混流式水轮机。考虑到冷却塔循环冷却水水流不稳定而出现水轮机输出动力不足或富裕的问题,选用与该微型水轮机相匹配的电动机作为其备用动力源,... 通过对冷却塔进行循环冷却水节能分析并对进塔水流的富裕能量进行研究,开发了一种低比转速混流式水轮机。考虑到冷却塔循环冷却水水流不稳定而出现水轮机输出动力不足或富裕的问题,选用与该微型水轮机相匹配的电动机作为其备用动力源,并通过自动离合装置与微型水轮机相连接,同时在进水管道上安装了旁通阀。通过智能控制器控制电动机以及旁通阀来调整水轮机与电动机的工作方式以满足冷却塔风机的需求并达到了节能的目的。 展开更多

关键词 节能 冷却塔 微型水轮机 自动离合装置

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《Water Power and Construction》杂志1989年编辑计划

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作者 熊莉芸 《水利水电科技进展》 CSCD 1989年第3期43-43,共1页

一月刊:电厂控制,发电机;二月刊:土工织物(Geosynthetics)在坝工建筑中的应用,土坝防渗措施;三月刊:印度、尼泊尔和巴基斯坦的水力资源开发,水库淤积;四月刊仪表测量,洪水预报和大坝安全;五月刊:大型水力机械;六月刊:小型和微型水电站,1... 一月刊:电厂控制,发电机;二月刊:土工织物(Geosynthetics)在坝工建筑中的应用,土坝防渗措施;三月刊:印度、尼泊尔和巴基斯坦的水力资源开发,水库淤积;四月刊仪表测量,洪水预报和大坝安全;五月刊:大型水力机械;六月刊:小型和微型水电站,1989年小型水轮机概观;七月刊:大坝和溢洪道;八月刊:水工建设与环境保护;九月刊: 展开更多

关键词 小型水轮机 微型水电站 大坝安全 水力资源开发 水库淤积 洪水预报 水力机械 防渗措施 土工织物 电厂设备

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