潮流能发电装置作为利用潮流能发电的主要设备,它的效率高低反映着装置的优劣。为了提高潮流能利用率,装置中重要组成部分水轮机也自然成为人们主要研究对象。普通竖轴水轮机能量利用率很低,其中叶片作为水轮机的关键部分是直接影响水轮机的能量利用率。所以,本文对竖轴水轮机的叶片进行探讨分析,通过实验来探究不同开孔密度的叶片对水轮机水动力性能的影响。具体研究内容为:(1)主要分析了潮流能收集设备水轮机的常规分类,并对国内外的水轮机研究进展情况和新型水轮机进行了系统介绍;(2)对竖轴水轮机叶片进行了受力分析,对叶片的一些基本参数和翼型进行了分类,并对影响水轮机水动力性能的参数进行了无量纲化处理,最后确定了本文实验所用竖轴水轮机的尺寸;(3)实验平台以及实验方案的设计。根据实验室已有设备条件进行实验平台的设计,确定平台尺寸。在设计好实验平台后,根据相关数据来确定实验需要的仪器设备,对设备进行选择,确定仪器的参数、量程等信息,最后进行实验方案的设计,确定实验工况等;(4)水池实验和数值模拟的研究。主要进行了常规叶片的水池实验和数值模拟,以及水轮机模型阻力扭矩的测量工作。数值模拟和水池实验的结果显示,两条曲线的趋势基本一致,在达到最大值时的叶尖速比非常接近;(5)进行不同开孔密度叶片的水池实验研究。以水轮机的常规叶片作为对照组,以4种不同数量的开孔密度叶片作为实验组进行了水池实验,开孔数量分别为二、四、六、八个。得到了5种叶片在相同条件下的对水轮机性能影响的结果。结果显示整体获能效率最高的是常规型叶片,其次是二开孔叶片、四开孔叶片,之后是六开孔叶片和八开孔叶片,说明水轮机的整体效率随着开孔数量的增加而变小,叶片开孔不会提高水轮机的效率。