【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 rH —— 設(shè)計(jì)水頭， rH =； 1n? —— 單位轉(zhuǎn)速修正值，取 1n? =0。 B 點(diǎn)在 39。1,mrn 水平線上，在其上查找點(diǎn) 39。1( , )mmQ? ，計(jì)算功率 39。1tN ，并作輔助曲線39。39。11()ttN f Q? ，即： 水輪機(jī)型號(hào)HL260/A244 轉(zhuǎn)輪直徑)(1cmD 效率修正值 Δη 單位參數(shù)修正值 39。139。1mnn? 39。1m? 是否修正 方案一 270 % % % 否 方案二 190 % % % 否 14 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 39。 39。 39。 39。1 1 , 1 , 19 .8 1 9 .8 1 ( ) ( )ti ti ti m i m iN Q Q Q? ? ?? ? ? ? ? ?， 而 39。1, 2 3/21tr rNN DH?，在輔助曲線上有一個(gè) 39。1trQ， 與之對(duì)應(yīng)，從而得到39。 39。 39。1 , 1 , 1m r t rQ Q Q? ? ?，將 39。1,mrQ 的值返回到模型綜合特性曲線圖上與 39。1,mrn 線相交于 B 點(diǎn)，即為真實(shí)工況點(diǎn)。各種方案計(jì)算結(jié)果如下： (1) HL260/A244 方案一：轉(zhuǎn)輪直徑 1D =270cm，轉(zhuǎn)速 n= min/r min/ 39。 ,1 rHnDnrtr???? KWHD NN rtr 39。 ,1 ???? 表 輔助曲線 1139。 ( 39。 )ttN f Q? 計(jì)算數(shù)據(jù)表 輔助曲線如圖 所示。 m? ??? ??? m m 1111?( 3m/S) 39。,1tN (KW) 15 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 輔助曲線 39。39。11()ttN f Q? 找出 B 點(diǎn)位置為 Q= 3m /S,? = (2)HL260/A244 方案二：轉(zhuǎn)輪直徑 1D =190cm，轉(zhuǎn)速 n=250 min/r 表 輔助曲線 1139。 ( 39。 )ttN f Q? 計(jì)算數(shù)據(jù)表 m i n/38 39。,1 rHnDn rtr ???? KWHD NN rtr 39。 ,1 ???? 輔助曲線如圖 所示。 m? ??? ??? m m 1111?( 3m/S) 39。,1tN (KW) 16 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 輔助曲線 39。39。11()ttN f Q? 找出的 B 點(diǎn)的位置為 Q= 3m /S,? = 工作范圍的檢查 最大水頭 maxH 下，對(duì)應(yīng)一個(gè) 39。1minn ；最小水頭下 minH 下，對(duì)應(yīng)一個(gè) 39。1maxn 。這 2 條直線之間應(yīng)包含主要綜合特性曲線的優(yōu)效率區(qū)；同時(shí)， B 點(diǎn)應(yīng)在最優(yōu)工況點(diǎn)的附近，則可認(rèn)為所選擇的 1D 和 n 是合理的、正確的，否則應(yīng)重新選擇 1D 和 n 的值。 模型機(jī)的單位轉(zhuǎn)速為： 39。39。111minDnnH? ? ? 式中： n— 額定轉(zhuǎn)速， r/min； 1D — 真機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑， m； 39。1—n? 單位轉(zhuǎn)速修正值； —i H 水頭，分別取 mHH i ax ?? 和 mHH i in ?? 。 下面分別求出各種方法下的 39。1minn 和 39。1maxn 大小，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 。 17 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 表 39。1minn 和 39。1maxn 大小 水輪機(jī)型號(hào) 轉(zhuǎn)輪直徑 1D （ cm） ( /min)nr轉(zhuǎn) 速 39。1min/min)nr 39。1max( /min)nr HL260/A244 270 190 250 300 各方案的工作范圍及真實(shí)工況點(diǎn) B 如下： 圖 各方案的工況范圍和真實(shí)工況點(diǎn) 18 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 根據(jù)運(yùn)行轉(zhuǎn)速區(qū)間圖可以看出轉(zhuǎn)輪型號(hào) HL260 裝機(jī)一臺(tái)在額 定轉(zhuǎn)速 和裝機(jī)二臺(tái)在額定轉(zhuǎn)速 250r/min 時(shí)最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速所包圍的區(qū)間包含了模型綜合特性曲線的最優(yōu)效率區(qū)，而轉(zhuǎn)輪型號(hào) HL260 裝機(jī)一臺(tái)在額定轉(zhuǎn)速為 機(jī)二臺(tái)在額定轉(zhuǎn)速 300r/min 時(shí)，最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速所包圍的區(qū)間偏離了模型綜合特性曲線的最優(yōu)效率區(qū)，所以排除轉(zhuǎn)輪型號(hào) HL260 裝機(jī)一臺(tái)額定轉(zhuǎn)速 二臺(tái)額定轉(zhuǎn)速 300r/min 方案。綜上各種方案的工作范圍和真實(shí)工況點(diǎn)的檢查，可以選擇出 HL260/A244 裝機(jī)一臺(tái)轉(zhuǎn)輪直徑 mmD 27001 ? ，轉(zhuǎn)速 n=輪直徑 mmD 19001 ? ，轉(zhuǎn)速 n=250r/min 兩種方案。 確定水輪機(jī)導(dǎo)葉的最大開(kāi)度 對(duì)于中小型機(jī)組：由于簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的需要，常常使得010 ，?D減少，使得模型與真機(jī)之間的幾何相似關(guān)系遭到破壞，此時(shí)不能利用幾何相似關(guān)系進(jìn)行導(dǎo)葉開(kāi)度的計(jì)算。為了使真機(jī)與模型機(jī) 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)水流運(yùn)動(dòng)相似，只有使模型機(jī)與真機(jī)的導(dǎo)葉出流角相等，即保證 t0m0 ?? ? 。 ??? kbgnQn h *60ta 039。139。10 ?? 式中： 0? —— 導(dǎo)葉出流角 K, ? —— 考慮導(dǎo)葉的擠壓、水流的粘性及環(huán)量損失等的影響系數(shù)。通常k=,對(duì)于最優(yōu)工況 ? =~，對(duì) 于限制工況 ? =~1。 39。139。1nQ —— 分別帶最優(yōu)工況和限制工況下的流量和轉(zhuǎn)速。可以得出最大開(kāi)度和最優(yōu)開(kāi)度下的出流角。 計(jì)算結(jié)果： ?? ? ?? ? 計(jì)算水輪機(jī)的設(shè)計(jì)流量 rQ 19 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) rQ 的計(jì)算式 HNtFr ?? 式中： FN —— 水輪機(jī)的軸功率， kw； rH —— 設(shè)計(jì)水頭， m； t?—— 設(shè)計(jì)工況點(diǎn) B 點(diǎn)的真機(jī)效率。 方案一計(jì)算得： rQ = sm/3 方案二計(jì)算得： rQ = sm/3 smqsmQZQ plv /56/ 3,3 ???? 式中： Z —— 機(jī)組臺(tái)數(shù)，本設(shè)計(jì)中方案一為一臺(tái)，方案二為兩臺(tái)。 plvq, —— 電站引用流量， plvq, =56 sm/3 。 所以，該設(shè)計(jì)流量滿足要求 。 確定水輪機(jī)的允許吸出高度 水輪機(jī)在不同工況下的空蝕系數(shù) σ是不同的。所以應(yīng)根據(jù)不同水頭的軸功率 即根據(jù)相應(yīng)的 39。139。1nQ 值，從綜合特性去線上查找相應(yīng)的空蝕參數(shù) σ，并按下式計(jì)算： HkH s ?????? 900/10 或 HH s ）（ ?? ?????? 900/10 式中： ▽ —— 水電站水輪機(jī)安裝海拔高度， m； σ —— 各水頭下的工況點(diǎn)的空蝕系數(shù)； Δσ—— 空蝕系數(shù)的修正值； ?k —— 空蝕安全系數(shù)。 空蝕系數(shù)修正值可通過(guò)手冊(cè)查找，而 在進(jìn)行各水頭的工況點(diǎn)的空蝕系數(shù)查找時(shí)， 20 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 需作輔助曲線 39。139。139。1 )( tttt fN ??? ，為此列表計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表 ，并得出各水頭下的輔助曲線。且在各水頭下，2/32139。1 it HD NN ?為已知，從輔助曲線上即可找到該水頭下的輔助曲線。且在各水頭 下付出額定功率的工況點(diǎn)，從而得到其空蝕系數(shù)。 列表計(jì)算時(shí)，包括了 mH ? ， mH 322 ? ， mHr 38? ， mH 454 ? ， mH ? 五個(gè)水頭。 方案一： mmD 27001 ? n= 表 各水頭下的輔助曲線 Hi mH ? mH 322 ? it HDnn 139。1 ? 39。139。1 tm nn ? m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN 1 1016 990 2 1107 1067 3 1169 1093 4 1225 1130 5 1290 1223 6 1322 1250 7 1353 1275 8 1380 1320 Hi mHr 38? mH 454 ? it HDnn 139。1 ? 39。139。1 tm nn ? m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN 1 940 858 2 982 890 21 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 續(xù)表 根據(jù)查出的數(shù)據(jù)，畫(huà)出 39。39。1t 1()tN f Q? 曲線，見(jiàn)圖 ： （ a） mH ? (b） mH 322 ? 3 1014 922 4 1048 985 5 1142 1047 6 1179 1103 7 1215 1143 8 1243 1184 Hi mH ? it HDnn 139。1 ? 39。139。1 tm nn ? m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN 1 741 2 803 3 870 4 932 5 1061 6 1123 7 1215 8 1308 22 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (c) mHr 38? (d) mH 454 ? (e) mH ? 圖 輔助曲線 39。39。1t 1()tN f Q? 各水頭下的 39。39。1t 1()tN f Q? 曲線，再根據(jù) 39。1ti 2 3/21 NiN DH?錯(cuò)誤 !未找到引用源。 值查出對(duì)應(yīng)的單位流量 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，再將各水頭下單位流量的和對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速值查 HL260/A244 綜合效率特性曲線，依次得出各空蝕系數(shù) ,空蝕系數(shù)修正值經(jīng)查《水輪機(jī)》取值為 ： 1?? ， 2?? ， 3?? ， 4?? ， 5?? 在各水頭下，計(jì)算水輪機(jī)的吸出高度 sH ，見(jiàn)表 。 表 水輪機(jī)吸出高度 sH iH （ m) mH ? mH 322 ? mHr 38? mH 454 ? mH ? σ sH (m) 23 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 則 sH = mini}{ sH = 方案二： mmD 19001 ? n=250r/min 表 各水頭下的輔助曲線 Hi mH ? mH 322 ? it HDnn 139。1 ? 84 39。139。1 tm nn ? 84 m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN 1 1030 970