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美研究人員研發(fā)出渦流振動水生潔凈能源

2008/12/1 10:08:05   電源在線網(wǎng)
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    美國的研究人員研發(fā)了一種模仿魚類運(yùn)動的流體力學(xué)架構(gòu),據(jù)說能利用水面下的高、低速水流來發(fā)電;這種技術(shù)稱為Vivace (Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy,渦流振動水生潔凈能源)。

    美國密西根大學(xué)(University of Michigan)教授Michael Bernitsas表示,這種Vivace技術(shù)頗具發(fā)電潛力,甚至是流速緩慢的河流也適用,成本也低于其它能源。Bernitsas并創(chuàng)辦了一家公司 Vortex Hydro Energy,將把該技術(shù)推向商業(yè)化。

    據(jù)了解,Vivace技術(shù)是模仿魚類利用水底渦流逆流潛行的原理。傳統(tǒng)水力發(fā)電的方法,是使用渦輪機(jī),不過需要至少5節(jié)(knots,即每小時5.8英哩)的流速;而Vivace發(fā)電機(jī)號稱可用流速僅1節(jié)(每小時1.15英哩)的水流來發(fā)電。

    Bernitsas估計,僅需在水底下安裝數(shù)層樓高的Vivace發(fā)電機(jī)數(shù)組,就可供滿足鄰近河岸的十萬戶家庭用電。而這種流體力學(xué)發(fā)電方式,將可把電費(fèi)成本降低至每千瓦小時5.5美分。


    這種技術(shù)的運(yùn)作原理是利用在水面停泊的物體會在水流中快速上上下下的現(xiàn)象,稱為渦流振動;這種現(xiàn)象會讓停泊在水面上的船身隨著水流速度載浮載沉。Bernitasas將數(shù)個水平懸吊的柱狀物以橫向置放在水流中,讓它們隨著水流自然頻率浮沉。


“渦流振動是間歇性的,所產(chǎn)生的力量也是間歇的。”Bernitsas表示:“我們的圓柱體會感應(yīng)水流,當(dāng)水流沖擊時會產(chǎn)生與水流呈橫切狀的閑歇力道,讓圓柱體上下浮沉,而這種運(yùn)動將可轉(zhuǎn)換成電力!

    Bernitsas過去曾發(fā)明讓鉆油平臺等水中靜止物體抵抗渦流振動的方法,也啟發(fā)他進(jìn)行此研究的靈感:“我想到如果我反過來加強(qiáng)、而非抑制渦流振動,這樣就能利用它來發(fā)電!


    通常魚類若要逆流前行會彎曲身體,讓身體曲面會引來成為推力的渦流,然后魚會擺脫那個渦流再次從反方向彎曲身體,以引起另一個渦流。魚就是在這些渦流中穿梭,因此可抵抗比??們肌力更強(qiáng)的逆水流而前行。Bernitsas就是控制了這樣的現(xiàn)象制造Vivace發(fā)電機(jī)。

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編輯:ronvy
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文章標(biāo)簽: 渦流振動
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