【文章內(nèi)容簡介】 擦力矩相平衡時(shí)，轉(zhuǎn)速就穩(wěn)定在某一值，此時(shí)轉(zhuǎn)速即為飛逸轉(zhuǎn)速。1什么是水輪機(jī)加權(quán)平均水頭？其與水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭的關(guān)系是什么？答：加權(quán)平均水頭是考慮了各種水頭可能持續(xù)的時(shí)間的平均水頭。根據(jù)《小型水力發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500712002）,～。解釋水輪機(jī)最大水頭、最小水頭、設(shè)計(jì)水頭和額定水頭的含義答：最大水頭：是允許水輪機(jī)運(yùn)行的最大凈水頭；最小水頭：是保證水輪機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的最小凈水頭設(shè)計(jì)水頭：水輪機(jī)在最高效率點(diǎn)運(yùn)行時(shí)的凈水頭。額定水頭：水輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下，輸出額定功率的最小凈水頭。2水頭對(duì)水輪機(jī)的運(yùn)行有什么影響？答：（1）最高水頭是水工建筑和水輪機(jī)許可運(yùn)行的極限。超過這個(gè)水頭，水工建筑就會(huì)有發(fā)生事故的可能，水輪機(jī)的效率就會(huì)降低，同時(shí)影響飛逸轉(zhuǎn)速的倍數(shù)，關(guān)系著機(jī)組的安全；（2）設(shè)計(jì)水頭是水輪機(jī)最優(yōu)工作條件，在其附近運(yùn)行，效率最高，汽蝕最??；（3）最低水頭接近這個(gè)水頭運(yùn)行，效率低容易出現(xiàn)汽蝕，還可能引起機(jī)組振動(dòng)。2什么是水輪機(jī)空載流量？ 答：水輪機(jī)在規(guī)定的轉(zhuǎn)速和凈水頭下無負(fù)載時(shí)的流量。該流量提供部分水流功率用于消耗在各種機(jī)械損失上。2水輪機(jī)空載運(yùn)行時(shí)效率為零嗎？為什么？ 答：為零。因?yàn)榇藭r(shí)水輪機(jī)軸端輸出功率為零，即機(jī)械效率為零。2比轉(zhuǎn)速高的水輪機(jī)適用于低水頭水電站還是高水頭水電站？ 為什么？答：適用于低水頭水電站。因?yàn)檫m合低水頭電站的機(jī)型主要為軸流式水輪機(jī)。軸流式水輪機(jī)屬高比速型。沖擊式和混流式水輪機(jī)屬低、中比轉(zhuǎn)速型。這主要取決于它們過流部件的幾何形狀。2水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)有何危害？答：當(dāng)機(jī)組存在異常振動(dòng)時(shí)，會(huì)造成機(jī)械連接件的松動(dòng)或造成某些部件的有害彈性變形和塑性變形，使一些零、部件材料發(fā)生疲勞、裂紋以至斷裂，也可能引起機(jī)組基礎(chǔ)廠房構(gòu)件和引水壓力鋼管的共振、導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的波動(dòng)，影響機(jī)組的負(fù)荷分配及供電質(zhì)量，有時(shí)會(huì)釀成嚴(yán)重事故，從而威脅機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，縮短機(jī)組的使用壽命。2水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)主要有哪些原因？如何判別？答：（1）電磁方面的原因：主要由于發(fā)電機(jī)電磁不平衡引起。常見如：轉(zhuǎn)子磁極線圈層間短路；勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地；空氣間隙不均勻；定子三相不平衡等。切除勵(lì)磁電流，空載運(yùn)行如振動(dòng)消失，證明是電磁方面引起的震動(dòng)；（2）機(jī)械方面的原因：主要有轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量不平衡；主軸聯(lián)結(jié)不同心；推力或?qū)лS承調(diào)整不當(dāng)；靜、轉(zhuǎn)部分偏磨等；（3）水力方面原因：如尾水管中渦帶引起震動(dòng)；機(jī)組在非工況振動(dòng)區(qū)運(yùn)行；止漏環(huán)間隙不均；轉(zhuǎn)輪進(jìn)口水力不平衡等。將機(jī)組改調(diào)相如振動(dòng)消失就是水力振動(dòng)，如不消失即為機(jī)械振動(dòng)。2什么叫水輪機(jī)的水力振動(dòng)？主要形式有哪些？答：水輪機(jī)的振動(dòng)，是源于各種干擾力作用的結(jié)果，由水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪或流道各部分的動(dòng)水壓力所引起的振動(dòng)稱為水力振動(dòng)。主要有渦列振動(dòng)，尾水管低頻壓力脈動(dòng)，間隙壓力脈動(dòng)及轉(zhuǎn)輪葉片的抖振與急振等。2水輪機(jī)的空化空蝕有哪幾種類型？答：水輪機(jī)中的空化和空蝕現(xiàn)象習(xí)慣上是按空化和空蝕發(fā)生的部位而定義的。通?？煞譃橐韵滤姆N基本類型：翼型空化空蝕、間隙空化空蝕、局部空化空蝕、空腔空化。2空蝕的機(jī)理是什么?答：空蝕的機(jī)理：（1）水流在低壓下產(chǎn)生空化，空泡或空穴在高壓下潰滅，產(chǎn)生巨大沖擊壓力；（2）在巨大沖擊壓作用下，形成機(jī)械破壞作用，電化侵蝕作用與化學(xué)侵蝕作用，造成過流面的損傷。簡述減輕水輪機(jī)汽蝕的措施答：（1）設(shè)計(jì)汽蝕性能優(yōu)良的葉型，保證制造質(zhì)量；（2）采用抗汽蝕材料；（3）設(shè)置合理的補(bǔ)氣裝置；（4）合理地選定水輪機(jī)的安裝高程；（5）嚴(yán)格限制超越設(shè)計(jì)范圍的運(yùn)行工況，及時(shí)地對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行必要的檢修。3水輪機(jī)空化和空蝕對(duì)機(jī)組運(yùn)行極為不利，列舉主要表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面?答：（1）破壞水輪機(jī)的過流部件；（2）降低水輪機(jī)的出力和效率；（3）空化和空蝕嚴(yán)重時(shí)，可能使機(jī)組產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)、噪音及負(fù)荷波動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)組不能安全穩(wěn)定運(yùn)行；（4）縮短了機(jī)組的檢修周期，增加了機(jī)組檢修的復(fù)雜性。3吸出高度Hs越小，水輪機(jī)的安裝位置越低，水輪機(jī)的抗空化空蝕性能越差嗎？為什么？答：吸出高度Hs越小，水輪機(jī)的安裝位置越低，水輪機(jī)的抗空化空蝕性能不是越差而是越好。因?yàn)槲龈叨菻s越小，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪出口處的壓力值越高，該處的靜態(tài)真空越小，從而避免翼型汽蝕的發(fā)生。3水輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)，為保證安全，導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間是否越短越好？為什么？ 答：不是。因?yàn)殛P(guān)閉時(shí)間越短對(duì)降低機(jī)組轉(zhuǎn)速升高有利，但對(duì)減小蝸殼壓力升高越不利。因此應(yīng)合理確定導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間，即考慮機(jī)組轉(zhuǎn)速升高，又兼顧蝸殼壓力升高。3影響水輪機(jī)安裝高程的因素有哪些？ 答：（1）水輪機(jī)的汽蝕系數(shù)或吸出高度；（2）水電站設(shè)計(jì)水頭和下游尾水位；（3）電站所在處海拔高程；（4）水輪機(jī)型式。3貫流式水輪機(jī)按機(jī)組布置型式主要分為幾種?并簡述其特點(diǎn)。答：貫流式水輪機(jī)按機(jī)組布置型式可以分為：（1）軸伸貫流式；（2）豎井貫流式；（3）燈泡貫流式；（4）全貫流式；（5）其他形式（明槽式、虹吸式）。特點(diǎn)：（1）主要適用于低水頭、大流量的電站；（2）電站從進(jìn)水到出水方向基本上是軸向貫通，形狀簡單，過流通道的水力損失減小，提高水輪機(jī)能量指標(biāo)；（3）貫流式機(jī)組具有較高的過流能力和大的比轉(zhuǎn)速，在水頭和功率相同的情況下，貫流式水輪機(jī)直徑要比軸流式小10%左右，投資較??；（4）貫流式機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，與統(tǒng)一規(guī)格的軸流機(jī)組尺寸相比較小，可以減少廠房的建筑面積，減少電站的開挖量和混凝土量，可以節(jié)省土建投資；（5）貫流式電站一般比軸流式電站建設(shè)周期短，投資小，見效快，淹沒移民較小。3簡述軸流式水輪機(jī)的特點(diǎn)。答：軸流式水輪機(jī)用于開發(fā)較低水頭，較大流量的水力資源，它的比轉(zhuǎn)速大于混流式水輪機(jī)，屬于高比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)。在低水頭條件下，軸流式水輪機(jī)與混流式相比較具有較明顯的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)使用水頭和出力相同時(shí)，軸流式水輪機(jī)由于過流能力大，可以采用較小的轉(zhuǎn)輪直徑和較高的轉(zhuǎn)速，從而縮小了機(jī)組尺寸，降低了投資。當(dāng)兩者具有相同的直徑并使用在同一水頭時(shí)，軸流式水輪機(jī)能發(fā)出更多的功率。3水輪機(jī)相似首先要滿足力學(xué)相似條件，兩個(gè)水輪機(jī)的液流如果是力學(xué)相似，必須具備哪三個(gè)條件?答：（1）幾何相似：主要指兩個(gè)水輪機(jī)過流部分幾何形狀與表面糙度相同，并且一切相應(yīng)的線性尺寸成比例；（2）運(yùn)動(dòng)相似：主要指兩個(gè)水輪機(jī)所形成的液流，相應(yīng)點(diǎn)處的速度同名者相同，大小成比例，相應(yīng)的夾角相等；（3）動(dòng)力相似：主要指兩個(gè)水輪機(jī)所形成的液流中各相應(yīng)點(diǎn)所受的力，數(shù)量相同、名稱相同且同名力方向一致，大小成比例。3何為水輪機(jī)的最優(yōu)工況?答：水輪機(jī)在運(yùn)行過程中，由于外界條件（水頭、負(fù)荷）的變化，使水輪機(jī)的水頭、流量、出力等參數(shù)總是不斷的隨之變化，因此流道中的水流狀態(tài)也是不斷的改變，致使水輪機(jī)可以在不同的工況運(yùn)行，其中效率最高的工況稱為最優(yōu)工況。在最優(yōu)工況運(yùn)行時(shí)，進(jìn)口水流相對(duì)速度與葉片相切以及轉(zhuǎn)輪出口水流呈法向，水輪機(jī)的水力損失最小。3為什么水輪機(jī)偏離最優(yōu)工況時(shí)效率會(huì)下降?答：偏離最優(yōu)工況時(shí)，破壞了無撞擊進(jìn)口狀態(tài)，產(chǎn)生撞擊損失，同時(shí)，也破壞了法向出口條件，使尾水管的回復(fù)系數(shù)減小，增大了水輪機(jī)的出口損失，因而使水輪機(jī)效率下降。水輪機(jī)的特性曲線有何用途？答：因?yàn)樗啓C(jī)的特性曲線是根據(jù)水輪機(jī)的各種參數(shù)和需要而繪制的具有不同形式和不同性能的曲線，通過對(duì)某一特性曲線的查看，便可以得知在某種特定條件下的有關(guān)數(shù)據(jù)或特性。在水輪機(jī)試驗(yàn)研究，選型設(shè)計(jì)以及水輪發(fā)電機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面，都要經(jīng)常地應(yīng)用水輪機(jī)有關(guān)特性曲線。因此，它是水輪機(jī)科研、設(shè)計(jì)和運(yùn)行中不可缺少的重要工具之一。4水輪機(jī)綜合特性曲線主要包括哪些內(nèi)容?答：包括等效率曲線、等汽蝕系數(shù)線、等導(dǎo)葉開度線等。這些曲線均繪制在以單位流量Q’為橫坐標(biāo)，單位轉(zhuǎn)速n1’為縱坐標(biāo)的直角坐標(biāo)系內(nèi)。 4簡述水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線的含義及組成答：運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線是在轉(zhuǎn)輪直徑D1和轉(zhuǎn)速n為常數(shù)時(shí)，以水頭H出力N為縱橫坐標(biāo)而繪制的幾組等值線。一般有等效率線、等吸出高度線、出力限制線等。4在綜合運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線上為什么要作出5%出力限制線？答：當(dāng)水輪機(jī)到達(dá)極限出力后，隨著導(dǎo)葉開度增大，流量也增加，但出力反而減小。這是因?yàn)榇藭r(shí)水輪機(jī)效率下降對(duì)出力的影響超過了流量增加對(duì)出力的影響。因此要作出距極限出力5%的限制線。4水輪機(jī)導(dǎo)軸承的功用是什么？承受哪些荷載？答：固定機(jī)組的軸線位置，承受由水輪機(jī)主軸傳來的徑向力和振動(dòng)力。承受荷載主要來源于：（1）水輪機(jī)各通流部件的徑向水力不平衡；（2）尾水管振動(dòng)；（3）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁抗力不平衡；（4）機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件平衡不符合要求。4水輪機(jī)主軸的作用是什么？答：主軸與轉(zhuǎn)輪連成整體，構(gòu)成水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，將水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪獲得的傳遞轉(zhuǎn)矩給發(fā)電機(jī)主軸，使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。主軸承受因旋轉(zhuǎn)而引起的扭應(yīng)力和軸向水推力，轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量引起的拉應(yīng)力（立式機(jī)組）或彎曲應(yīng)力（臥式機(jī)組）。4水輪機(jī)主軸是怎樣密封的？為什么要密封？答：從轉(zhuǎn)輪密封中漏出來的水，盡管水量很小，但仍會(huì)沿著主軸與固定部件之間的間隙進(jìn)入廠房，危及其他設(shè)備正常運(yùn)行。主軸密封主要是靠在轉(zhuǎn)輪部件之間設(shè)置耐磨材料來堵住漏水，以達(dá)到封水的目的，所以這種密封亦稱接觸型密封。接觸型密封引起摩擦功率損耗。對(duì)采用油潤滑水導(dǎo)軸水輪機(jī)，主軸密封設(shè)置在此水導(dǎo)軸承更靠近轉(zhuǎn)輪處，以免軸承進(jìn)水，中小型水輪機(jī)主軸密封主要有石棉盤根填料密封，尼龍端面密封和平板橡膠密封三種形式。4引起水輪機(jī)導(dǎo)軸承進(jìn)水的原因有哪些？答：（1）軸承內(nèi)冷卻水管漏水；（2）立式機(jī)組頂蓋止水密封漏水嚴(yán)重，水輪機(jī)導(dǎo)軸承油盆進(jìn)水；（3）潤滑油系統(tǒng)的冷卻器銅管漏水；（4）新油注入軸承時(shí)未經(jīng)過濾，油中帶水。4為什么轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)在各種工況下均能保持平穩(wěn)和高效率運(yùn)行？答：對(duì)于轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)，由于轉(zhuǎn)輪葉片可以通過調(diào)速器隨工況的改變而作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)輪經(jīng)常保持近似的無撞擊進(jìn)口和最優(yōu)出流，因而可以在相當(dāng)大的水頭和流量變化范圍內(nèi)獲得很高效率，這種輪葉和導(dǎo)葉之間經(jīng)常處于最有利配合的工況為協(xié)聯(lián)工況。轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)只有在協(xié)聯(lián)工況被破壞時(shí)，效率才會(huì)明顯的下降。4反擊式水輪機(jī)軸向推力是怎樣產(chǎn)生的？影響水推力的因素主要有哪些？答：反擊式水輪機(jī)軸向推力是水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量和水流的作用力產(chǎn)生的。影響水推力的主要因素有：水流對(duì)轉(zhuǎn)輪內(nèi)腔的作用力；水流作用在轉(zhuǎn)輪上冠上表面的水壓力；水流作用在下環(huán)外表面的水壓力以及水流作用在轉(zhuǎn)輪上的浮力。50、簡述比轉(zhuǎn)速、單位轉(zhuǎn)速和單位流量的意義答：比轉(zhuǎn)速：水輪機(jī)在1m水頭下出力1馬力時(shí)所具有的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速稱為比轉(zhuǎn)速。單位轉(zhuǎn)速：在數(shù)值上等于直徑為lm的水輪機(jī)，工作在1m水頭下的轉(zhuǎn)速。單位流量：在數(shù)值上等于直徑為1m的水輪機(jī)，工作在1m水頭下的流量。5簡述選擇合適吸出高度的意義答：在確定水輪機(jī)安裝高程時(shí)，可以通過選擇合適的吸出高度來控制轉(zhuǎn)輪出口處的壓力值，以防止翼型空化的嚴(yán)重發(fā)生。吸出高度越小，則水輪機(jī)裝得越低，水輪機(jī)抗空化性能愈好，但水電站的基建投資則愈大，因此選擇合理的吸出高度是水輪機(jī)裝置參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)和電站總體設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的重要問題之一。5簡述水輪機(jī)吸出高度Hs的定義，分別描述軸流式、混流式、斜流式及臥式反擊式水輪機(jī)吸出高度Hs如何確定?答：水輪機(jī)的吸出高度Hs的準(zhǔn)確定義是從葉片背面壓力最低點(diǎn)到下游水面的垂直距離。Hs為正值表示轉(zhuǎn)輪位于下游水面以上，若為負(fù)值，則表示轉(zhuǎn)輪位于下游水面之下，其絕對(duì)值常稱為淹沒深度。（1）軸流式水輪機(jī)的吸出高度Hs是下游水面至轉(zhuǎn)輪葉片旋轉(zhuǎn)中心線的位置；（2）混流式水輪機(jī)的吸出高度Hs是下游水面至導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的下環(huán)平面的位置；（3）斜流式水輪機(jī)的吸出高度Hs是下游水面至轉(zhuǎn)輪葉片旋轉(zhuǎn)軸線與轉(zhuǎn)輪室內(nèi)表面交點(diǎn)的距離；（4）臥式反擊式水輪機(jī)的吸出高度Hs是下游水面至轉(zhuǎn)輪葉片最高點(diǎn)的距離。5簡述水輪機(jī)模型試驗(yàn)的意義和任務(wù)。答：水輪機(jī)模型試驗(yàn)的意義：它是水輪機(jī)技術(shù)鄰域中必不可少的環(huán)節(jié)，是水輪機(jī)性能研究、設(shè)計(jì)制造及運(yùn)行的重要手段；水輪機(jī)模型試驗(yàn)的作用：就是用試驗(yàn)的方法獲得水輪機(jī)的模型特性曲線，或是研究特定的過流部件的水力結(jié)構(gòu)性能。5簡述調(diào)速器的分類。答：（1）按元件結(jié)構(gòu)的不同：分為機(jī)械液壓型和電氣液壓器兩大類；（2）按調(diào)節(jié)規(guī)律：分為PI（比例積分）和PID（比例積分微分）調(diào)速器等；（3）按反饋的位置：分為輔助接力器型、中間接力器型及電子調(diào)節(jié)器型；（4）按執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)目：分為單調(diào)節(jié)和雙調(diào)節(jié)調(diào)速器；（5）按調(diào)速器的工作容量：分為大、中、小型。5簡述油壓裝置的作用和組成。答：水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的油壓裝置是供給調(diào)速器操作用壓力油的能源設(shè)備。、