水輪機(jī)選型計(jì)算(編輯修改稿)
2025-07-17 01:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 σ=()2軸流式:σ=+()3m軸向水推力計(jì)算混流式:F=KD2 2Hmax軸流式:F=K(D12dh2)HmaxKN飛逸轉(zhuǎn)速計(jì)算nR=n11Rr/min沖擊式水輪機(jī)基本參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)輪直徑計(jì)算Zp：轉(zhuǎn)輪數(shù)Zo：噴嘴數(shù)φ；流速系數(shù),史振聲版《水輪機(jī)》~,精確3位數(shù)D1/do=10~20時(shí)，原型效率與模型差別不大do：噴嘴射流直徑, m；沖擊式最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速一般取n11=37~41。vo：噴嘴出口射流平均速度 m/s；單位轉(zhuǎn)速n1’=；沖擊式水輪機(jī)其它參數(shù)確定：1. 水斗直徑db=2. 噴嘴口直徑dn=3. 噴針最大行程 Sn=沖擊式模型單位飛逸轉(zhuǎn)速,一般取n11R=70；單位流量Q11可表示為射流直徑計(jì)算 或m水斗數(shù)計(jì)算m噴嘴直徑計(jì)算m轉(zhuǎn)速計(jì)算r/min流量計(jì)算m3/s圓周速度系數(shù)K圓周速度u；飛逸轉(zhuǎn)速計(jì)算nR=n11Rr/min比轉(zhuǎn)速計(jì)算水輪機(jī)效率修正 混流式和定槳式水輪機(jī)效率修正: 轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)效率修正：式中： ηmax—模型最高效率。 DM、DT—模型、真機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑,m； Hm、H—模型機(jī)試驗(yàn)水頭、真機(jī)水頭，m。對(duì)于混流式和定槳式水輪機(jī)，η=ηM+△η；對(duì)于轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)：轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)輪葉轉(zhuǎn)角不同時(shí)，最高效率也不一樣，為簡(jiǎn)化計(jì)算,各個(gè)轉(zhuǎn)角取等修正值△η。,選取符合條件的模型曲線,按單位流量大的模型為優(yōu)先計(jì)算,得出水輪機(jī)型號(hào)、直徑、轉(zhuǎn)速、效率等進(jìn)行對(duì)比。采用Excel表格進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算、比較、確定直徑等工作非常方便，對(duì)減少工作的時(shí)間，提高工作效率有一定的幫助。水輪機(jī)選型參數(shù)計(jì)算過(guò)程，若采用手工計(jì)算,非常繁復(fù)、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工作效率較低。在此通過(guò)Excel中的公式編輯進(jìn)行選型計(jì)算,填入相應(yīng)已知參數(shù)：水頭、發(fā)電機(jī)出力、發(fā)電機(jī)預(yù)估效率等,即可快速得出計(jì)算結(jié)果,較手工計(jì)算更為方便。在手上無(wú)水輪機(jī)選型電算軟件的情況下，能比較好的提高工作效率；同時(shí)對(duì)于編制、整理、查找模型曲線數(shù)據(jù)有一定幫助(此表格根據(jù)水利網(wǎng)“不惑駒水輪機(jī)選型”稍做修改)。在水輪機(jī)選型中注意如下幾點(diǎn)：(1).~；(2).選擇模型最優(yōu)點(diǎn)單位轉(zhuǎn)速及“最優(yōu)點(diǎn)單位轉(zhuǎn)速177。(5~10)”做為試算的單位轉(zhuǎn)速范圍；(3).通過(guò)計(jì)算比較,找出在符合條件的模型曲線中額定轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)輪直徑較小、效率較高的水輪機(jī)模型曲線做為最優(yōu)選；(4)將不符合水頭段的模型曲線型號(hào)剃除。(5).考慮按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列選擇轉(zhuǎn)輪直徑；考慮已制造的相同型號(hào)、相近轉(zhuǎn)輪直徑的借用。水輪機(jī)選型算例如下：已知Nf=4000KW，ηf=。水頭分別為:100米，96米，93米，90米；進(jìn)行選型計(jì)算。、蝸殼、尾水管尺寸、調(diào)速器及油壓裝置的選擇。(1)水輪機(jī)重量計(jì)算不包括調(diào)速器、油壓裝置和其他附近屬設(shè)備的水輪機(jī)重量近似按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:G=KD1aHb (噸) 式中: K、b—與水頭有關(guān)的系數(shù)。 a—與直徑D1有關(guān)的系數(shù)。轉(zhuǎn)槳式混流式水頭8030~200200直徑~~~~10abKM=HmaxD13Qi39。帶蝸殼混流機(jī)Gs=KD1aHb金屬蝸殼重量Gw=M/()d輪轂比Qi’單位流量轉(zhuǎn)槳式轉(zhuǎn)輪重量GZZ=混流式轉(zhuǎn)輪重量GHL=(+(10D1))D13(2)蝸殼外形計(jì)算金屬蝸殼采用鋼板焊接，蝸殼斷面為圓形，當(dāng)蝸殼尾部用圓斷面不能和座環(huán)蝶形邊相連接時(shí)，采用橢圓形斷面，蝸殼的包角一般為345度。混凝土蝸殼常用于低水頭、大流量機(jī)組，為了縮小廠房尺寸，一般采用較小的包角φ176。，包角通常為?176。=180~270176。,其中180176。包角較常用。連接蝸殼的座環(huán)有兩種：一種是帶蝶形邊座環(huán)；一種是無(wú)蝶形邊座環(huán)。采用帶蝶形邊座環(huán)時(shí)，其錐角為55度。根據(jù)《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中蝸殼水利計(jì)算公式，及《水輪機(jī)》中的座環(huán)尺寸設(shè)計(jì)值初定。蝸殼的分節(jié)數(shù)見(jiàn)下表：轉(zhuǎn)輪直徑D1(米)金屬蝸殼分節(jié)數(shù)各節(jié)角度混凝土蝸殼包角與水頭關(guān)系≤22015水頭H蝸殼包角2~20~2313~1525135~225~23~2810~1425~40225~270~28~357~13一般情況下最小包角為180176?；炷廖仛ぴO(shè)計(jì)時(shí)角度可按下表范圍選擇：m≤nmnn=0蝸殼橫向總寬B值γ=20~35176。γ=10~20176。γ=10~15176。?≤180? =200~225? 225δ=20~30176。一般取30176。δ=0B=Rb+B=Rb+按具體條件定 蝸殼如設(shè)有支墩，則支墩出水邊至機(jī)組中心線的距離應(yīng)保持L。(1) 金屬蝸殼計(jì)算示例已知某混流式水輪機(jī)的參數(shù)如下:設(shè)計(jì)水頭Hr=127m。設(shè)計(jì)流量Qr=。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑D1=。水輪機(jī)蝸殼平面尺寸。根據(jù)水輪機(jī)工作水頭Hr=127m,選擇φ176。=345176。的金屬蝸殼。查河海大學(xué) 劉大愷《水輪機(jī)》第三版，金屬蝸殼設(shè)計(jì),固定導(dǎo)葉外切圓直徑Da=~；固定導(dǎo)葉內(nèi)切圓直徑Db=~。Da、Db座環(huán)進(jìn)口和出口處直徑與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪尺寸D1的比值,當(dāng)D1。根據(jù) 史振聲主編的《水輪機(jī)》列表求解金屬蝸殼斷面： 金屬蝸殼簡(jiǎn)單計(jì)算 單位：米進(jìn)口包角φ176。345流量Q水頭H127流速系數(shù)K(查蝸殼進(jìn)口流速系數(shù)與水頭關(guān)系曲線2)蝶形邊半高h(yuǎn)=(bo+)/2蝸殼分節(jié)角度15固定導(dǎo)葉蝶形邊K取值固定導(dǎo)葉外圓半徑Ra=座環(huán)外圓半徑進(jìn)口斷面流量進(jìn)口斷面流速進(jìn)口斷面面積進(jìn)口斷面外徑 55176。錐角頂點(diǎn)半徑 ra=Rohctg55進(jìn)口斷面中心距 進(jìn)口斷面外徑 =+S=h/cos55cos551/sin55ctg552ctg55tg55圓斷面半徑ρS 時(shí)斷面形狀改為橢圓形176176。小于此角度換成橢圓橢圓斷面長(zhǎng)半徑中心距a1=Ra+*ρ橢圓斷面橢圓短徑橢圓面積當(dāng)量A=πρi2+d2tg55橢圓斷面長(zhǎng)徑橢圓斷面短半徑中心距橢圓斷面外徑 金屬蝸殼計(jì)算 單位：米斷面號(hào)φiφi/C2R0φi/C2R0φi/Ch2(2R0φi/Ch2)^XiXi2圓形ρi圓形ai外徑Ri1345 2330 3315
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