水輪機選型word版(編輯修改稿)
2024-09-18 00:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 等吸出高度線給出了水輪機在其工作范圍內(nèi)，各運行工況下的最大允許吸出高度，以便進行方案比較，確定水輪機的安裝高程。二、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機運轉(zhuǎn)特性曲線有不同的轉(zhuǎn)角，所以進行效率修正時，應(yīng)按不同的轉(zhuǎn)角φ計算效率修正值。即在綜合特性曲線上的n139。水平線，選取與等φ線相交處的ηM和Q139。出力限制線的繪制。當(dāng)HHr時，水輪機出力受發(fā)電機額定出力的限制，為垂直線。當(dāng)HHr時，水輪機的出力受最大過水能力的限制，即導(dǎo)葉最大開度的限制。等吸出高曲線的繪制和混流式水輪機相同。第四節(jié) 水輪機蝸殼的形式及尺寸確定一、蝸殼的功用及型式 (一) 功用蝸殼是水輪機的進水部件，把水流以較小的水頭損失，均勻?qū)ΨQ地引向?qū)畽C構(gòu)，進入轉(zhuǎn)輪。設(shè)置在尾水管末端。(二) 型式混凝土蝸殼和鋼蝸殼。1. 混凝土蝸殼適用于低水頭大流量的水輪機。 H≦40m, 鋼筋混凝土澆筑，“T”形斷面。當(dāng)H40m時，可用鋼板襯砌防滲(H最大達80m)2. 金屬蝸殼當(dāng)H40m時采用金屬蝸殼。其斷面為圓形，適用于中高水頭的水輪機。鋼板焊接：H=40~200m，鋼板拼裝焊接。鑄鋼蝸殼：H200m時，鋼板太厚，不易焊接，與座環(huán)一起鑄造而成的鑄鋼蝸殼，其運輸困難。二、蝸殼的主要參數(shù) 金屬蝸殼：圓形結(jié)構(gòu)參數(shù)：座環(huán)外徑ra、內(nèi)徑、導(dǎo)葉高度b0、蝸殼斷面半徑P、蝸殼外緣半徑r?；炷廖仛ぃ骸癟”形。 (1) m=n時：稱為對稱型式 (2) mn：下伸式 (3) mn：上伸式 (4) n=0：平頂蝸殼中間斷面：蝸殼頂點、底角點的變化規(guī)律按直線或拋物線確定。 蝸殼中間斷面2. 蝸殼包角蝸殼末端(鼻端)到蝸殼進口斷面之間的中心角φ0(1) 金屬蝸殼：φ0=340176。~350176。,常取345176。(2) 混凝土蝸殼：φ0=180176。~270176。,一般取180176。，一大部分水流直接進入導(dǎo)葉，為非對稱入流，對轉(zhuǎn)輪不利）蝸殼進口平均流速：進口斷面流量：Qmax——水輪機的最大引用流量。Vc↑→Fc↓→hw↑； Vc↓→Fc↑→hw↓；任意斷面處的蝸殼流量 VC一般由Hr~VC曲線確定 金屬蝸殼流速系數(shù) 混凝土蝸殼進口斷面流速系數(shù)三、蝸殼的水力計算水力計算的目的確定蝸殼各中間斷面的尺寸，繪出蝸殼單線圖，為廠房設(shè)計提供依據(jù)。已知條件：Hr，Qmax，b0，Da，Db，φ0，VC水流在蝸殼中的運動規(guī)律水流進入蝸殼后，形成一種旋轉(zhuǎn)運動(環(huán)流)，之后進入導(dǎo)葉, 水流速度分解為Vr、Vu。進入座環(huán)時，按照均勻軸對稱入流的要求，=常數(shù)圓周流速Vu的變化規(guī)律，有兩種基本假定：(1) 速度矩Vur= C即假定蝸殼中的水流是一種軸對稱有勢流，忽略粘性及摩擦力，Vu會隨r的增加而減小。(2) 圓周流速Vu=C，即假定Vu=VC=C3. 蝸殼的水力計算按(Vu=VC=C)(1) 金屬蝸殼水力計算(i) 蝸殼進口斷面：斷面半徑：從軸心線到蝸殼外緣半徑：(ii) 中間斷面()由此可以繪出蝸殼平面圖單線圖。其步驟為：(i) 確定φ0和VC；(ii) 求Fc、ρmax、Rmax；(iii) 由φi確定Fi、ρi、Ri。(2) 混凝土蝸殼的水力計算(半解析法) (1) 按進口流速求進口斷面積；(2) 根據(jù)水電站具體情況選擇斷面型式，并確定斷面尺寸，使其F=Fc。(3) 選擇頂角與底角點的變化規(guī)律(直線或拋物線)，以虛線表示并畫出3…….等中間斷面。見圖。(4) 測算出各斷面的面積，繪出：F = f(R)關(guān)系曲線。(5) 按繪出F = f(φ)直線。(6) 根據(jù)φi確定Fi、Ri及斷面尺寸，繪出平面單線圖。 第五節(jié) 尾水管的型式及其主要尺寸一、尾水管型式直錐形——用于小型水輪機彎錐形——用于臥軸水輪機彎肘形——適用于大中型電站。彎肘型尾水管可以減小廠房開挖深度，水力性能好，大中型號水輪機多采用這種形式的尾水管。其組成包括：直錐段、肘管、出口擴散段。直錐形 彎錐形 彎肘型1. 進口直錐段進口直錐段是一個垂直的圓錐形擴散管，D3為直錐管進口直徑，θ為錐管單邊擴散角?；炝魇剑褐卞F管與基礎(chǔ)環(huán)相接，(轉(zhuǎn)輪出口直徑)， θ=7176。~9176。軸流式：與轉(zhuǎn)輪室里襯相連接，D3=，θ=8176。~10176。h3——直錐段高度，其長度增加將會導(dǎo)致開挖量增加。一般在直錐段加鋼板襯。2. 肘管90176。變斷面的彎管，進口為圓形斷面，出口為矩形斷面。F進/F出=曲率半徑R小——離心力大——壓力、流速分布不均勻—hw大。R=(~)D4為減小轉(zhuǎn)彎處的脫流及渦流損失，肘管出口收縮斷面，其高/寬=。出口擴散段矩形擴散管，出口寬度B5。B5很大時，加隔墩d5=(~)B5頂板仰角 α=10176。~13176。，底板水平。尾水管的總高度和總長度是影響尾水管性能的重要因素。H=h1+h2+h3+h4h1，h2由轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)確定。 h4為肘管高度，不易變動。H取決于h3(直錐段長度)。h3大→開挖加大，工程投資增大；L：機組中心到尾水管出口，L大→F出大→V出小→ηw大→hf大→廠房尺寸加大，一般L=( ～)D1。參考教材上的表。廠房設(shè)計中，由于地形、地質(zhì)條件，布置廠房的原因，在不影響尾水管能量指標(biāo)的前提下，對選出的尾水管尺寸可作局部變更。(1) 減小開挖，h不動，擴散段底板向上傾斜6176。~12176。(2) 大型反擊式水輪機，為減小廠房長度，尾水管不對稱布置(3) 地下電站：為使巖石穩(wěn)定，尾水管采用窄深斷面(4) 加長hL(目前國內(nèi)最長取到L=108D1)，但需要論證轉(zhuǎn)輪出口的真空度和機組的抬機可能性。第六章 水輪機選型設(shè)計由于各開發(fā)河段的水力資源和開發(fā)利用的情況不同，水電站的工作水頭和引用流量范圍也不同，為了使水電站經(jīng)濟安全和高
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