【正文】 環(huán)錐角a加大則曲線h=f(Q11)和h=f(N11)均右移，a角越大，曲線右移越多。此時最高效率移向較大流量區(qū)域，而在小于最優(yōu)工況的低負荷區(qū)效率下降。因而轉(zhuǎn)輪需長期在部分負荷下工作，則錐角a不宜太長，以免平均的運行效率下降。（2）下環(huán)錐角a由3176。增加到6176。時，%，而其出力可增加2%左右，當a角由6176。增至13176。時，雖然Q11和N11增加更多，但效率開始下降。因而錐角a不宜過大，一般不應(yīng)大于13176。（3）從圖28中可看出，a角的增加能使汽蝕系數(shù)下降，改善汽蝕性能。這是因為a角加大后增加了轉(zhuǎn)輪出口附近的過水截面積，降低了流速而造成的。根據(jù)實踐在表22和表23中給出了D2D1，錐角a角與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系。采用這些數(shù)據(jù)是有利的，但隨著生廠技術(shù)的發(fā)展，這些關(guān)系是可以變化的。表22轉(zhuǎn)輪進出口直徑的關(guān)系表23轉(zhuǎn)輪下環(huán)錐角4．泄水錐泄水錐的作用是引導經(jīng)葉片流道流出的水流迅速而順暢的向下渲泄，防止水流相互撞擊，以減少水力損失，提高水輪機效率。其外形呈倒錐體。它的結(jié)構(gòu)型式有鑄造和鋼板焊接兩種。里面空心，下面開口，以便排除通過止漏環(huán)的漏水及橡膠導軸承的潤滑水（有的轉(zhuǎn)輪將泄水控開在泄水錐的外側(cè)），還作為主軸的中心補氣和有的轉(zhuǎn)輪的頂蓋補氣通道之用。5．止漏裝置止漏裝置的作用是用來減小轉(zhuǎn)動部分與固定部分之間的漏水損失。止漏裝置分為固定部分和轉(zhuǎn)動部分，為防止水流向上和向下漏出，水輪機上一般裝有上、下兩道止漏環(huán)。上止漏環(huán)固定部分裝在頂蓋上，其轉(zhuǎn)動部分裝在上冠上，下止漏環(huán)的固定部分一般裝在底環(huán)上，轉(zhuǎn)動部分裝在轉(zhuǎn)輪的下環(huán)上。目前廣泛采用的止漏環(huán)結(jié)構(gòu)型式有間隙式，迷宮式，梳齒式和階梯式四種，如圖29所示。圖29 止漏裝置型式(a)間隙式；(b)迷宮式；(c)梳齒式；(d)階梯式迷宮（1）止漏環(huán)的材料和固定方式止漏環(huán)的材料一般采用ZG30或A3鋼板，泥沙較多的電站采用不銹鋼。止漏環(huán)的固定方式有直接車制和紅套固定兩種。對一些水質(zhì)干凈，轉(zhuǎn)輪尺寸較小的轉(zhuǎn)輪，可以直接在上冠和下環(huán)上車制迷宮環(huán)。一般在整鑄轉(zhuǎn)輪上為考慮折卸方便，采用紅套固定。（2）止漏環(huán)型式的選擇 使用水頭H200m，型譜內(nèi)所列各型號混流式轉(zhuǎn)輪一般都采用間隙式或迷宮式止漏環(huán)，它止漏效果差，但其與轉(zhuǎn)輪的同心度高，制造、安裝方便，抗磨損性能較好。在含泥沙較多的電站采用間隙式止漏環(huán)。迷宮式止漏環(huán)，與轉(zhuǎn)輪的同心度高，制造、安裝較方便。在清水電站采用迷宮式止漏環(huán)較多。如圖29(b)所示迷宮式止漏環(huán)，當水從間隙中流過時，由于局部阻力加大，使壓力降低，當水流到達溝槽部位時又突然擴大，進入下一個間隙時又突然收縮，這種反復擴大、收縮的結(jié)果減低了水流壓力，使漏水量大大減少。使用水頭H200m的混流式水輪機，常采用梳齒式止漏環(huán)，它的轉(zhuǎn)動環(huán)和固定環(huán)的截面為梳齒狀，兩個環(huán)的截面形成交錯配合，圖29(c)是這種型式的止漏裝置。當水流經(jīng)過梳齒時，轉(zhuǎn)了許多直角彎，增加了水流阻力，使漏水量減少。梳齒式止漏環(huán)的間隙為d=1~2mm，平面間隙d1=d+h,h為允許抬機的高度，一般取10~15mm。其缺點是止漏環(huán)與轉(zhuǎn)輪的同心度不易保證，間隙測量困難，安裝不便，它一般與間隙式止漏環(huán)配合使用。階梯式止漏環(huán)也多用于水頭H200m的水電站[見圖29(d)]，其止漏效果好，因它具有迷宮式及梳齒式止漏環(huán)的作用。另外，這種止漏環(huán)與轉(zhuǎn)輪的同心度好，安裝測量比較方便。6．減壓裝置減壓裝置的作用是減小轉(zhuǎn)輪上的軸向水推力。其形狀為環(huán)形減壓板，分別裝在頂蓋下面和上冠的上方。水流經(jīng)過混流式轉(zhuǎn)輪時會產(chǎn)生軸向力。設(shè)計水輪機時，除了要知道水輪機轉(zhuǎn)輪和主軸的重量外，還要知道軸向水推力。根據(jù)混流式特點，總的軸向水推力為：FE=F1+F2+F3+F4(N)式中F1——轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)水流作用產(chǎn)生的推力；（21）F2——作用于轉(zhuǎn)輪上冠因水壓力產(chǎn)生的水推力； F3——作用于下環(huán)因水壓力產(chǎn)生的推力；F4——浮力。在實際設(shè)計中，往往用經(jīng)驗公式來計算作用于轉(zhuǎn)輪的軸向推力。對混流式水輪機有：Ft=180。103K式中系數(shù)K與水輪機型號有關(guān)，其值可參考表26。表26水輪機軸向力系數(shù)K與水輪機型號的關(guān)系p4D1Hmax2（N）（22）混流式水輪機轉(zhuǎn)輪重量可按下式近似計算。3WR=[+(10D1)]D1（t）（23）分瓣結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪重量按（23）結(jié)果增加10%。主軸重量取WS的近似計算，高水頭混流式水輪機可取WS=WR，中水頭混流式水輪機可WS=(+)WR，（較低水頭或大機組取小值）；對發(fā)電機與水輪機同一軸的機組?；炝魇娇扇水輪機總的軸向推力： W=(+)WR(N)(24)在高水頭混流式水輪機中，為了降低機組推力軸承的負荷，在結(jié)構(gòu)上主要采用減小作用在上冠外面軸向水推力的措施。常用的減壓裝置結(jié)構(gòu)形式有兩種，如圖211所示，圖(a)為引水板和泄水孔的減壓方式；圖(b)為頂蓋排水管的轉(zhuǎn)輪泄水孔的減壓方式。圖211(a)型式中，上下環(huán)形引水板分別裝在頂蓋下方和上冠的上面，當漏水進入頂蓋引水板與上冠引水板之間的間隙c時，由于轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)受離心力的作用，漏水被逸至頂蓋引水板上，經(jīng)泄水孔排至尾水管。此型式的減壓效果與引水板面積、間隙E和的大小及泄水孔的直徑d有關(guān)。一般認為引水板和泄水孔面積越大，間隙E和c越小，減壓效果越顯著。泄水孔最好開成順水流方向傾斜b=20176。~30176。在圖211(b)型式中，頂蓋和尾水管內(nèi)有數(shù)條排水管相連，使上冠上面的漏水一部分經(jīng)排水管泄至尾水管，另一部分經(jīng)轉(zhuǎn)輪上的泄水孔排入尾水管。自轉(zhuǎn)輪泄水孔排入尾水管的漏水有的直接排至尾水管，見圖211(b)所示；有的經(jīng)泄水錐內(nèi)腔排入尾水管，見圖211(c)所示。經(jīng)轉(zhuǎn)輪上的泄水孔排入尾水管，使轉(zhuǎn)輪上面的壓力降低，從而減輕作用在轉(zhuǎn)輪上的軸向力推力。但如圖211(b)所示的方式可能在泄水錐的過流表面上產(chǎn)生空蝕損壞和磨損。而圖211(c)所示的方式又有可能影響補氣的效果。Fa=Ft+180。103(WR+WS)圖211 減壓裝置由于混流式水輪機的轉(zhuǎn)輪應(yīng)用水頭和尺寸大小不同，它們的構(gòu)造型式，制作材料及加工方法均不同?；炝魇睫D(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)型式主要是指上冠，葉片和下環(huán)三部分的構(gòu)造型式，基本上分為整鑄轉(zhuǎn)輪，鑄焊轉(zhuǎn)輪，組合轉(zhuǎn)輪三種。(1)整鑄轉(zhuǎn)輪整鑄轉(zhuǎn)輪是指上冠，葉片和下環(huán)整體鑄造而成的轉(zhuǎn)輪，如圖212所示就是整體轉(zhuǎn)輪，這種結(jié)構(gòu)在中小型機組中廣泛采用。低水頭的中小型混流式轉(zhuǎn)輪材料采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵HT20～40或球墨鑄鐵整鑄；高水頭的中小型轉(zhuǎn)輪和低水頭的大型轉(zhuǎn)輪，則采用ZG30整鑄。對高水頭的水輪機轉(zhuǎn)輪，為提高其強度和抗空蝕損壞，耐泥沙磨損的性能，采用了不銹鋼材料。有些采用普通碳鋼的轉(zhuǎn)輪，在其容易空蝕和磨損的過流部位，例如在葉片表面和下環(huán)內(nèi)側(cè)，堆焊抗空蝕耐磨損的材料。圖212 整鑄轉(zhuǎn)輪整鑄轉(zhuǎn)輪當尺寸不大時，它的生產(chǎn)周期短，成本較低，且有足夠的強度，所以廣泛采用。缺點是容易產(chǎn)生鑄造缺陷，鑄造質(zhì)量不易保證，尤其當轉(zhuǎn)輪尺寸大時，需要鑄造設(shè)備的能力也大。(2)鑄焊轉(zhuǎn)輪在混流式轉(zhuǎn)輪制造中，目前廣泛采用焊接結(jié)構(gòu)。如圖213所示就是其中的一種結(jié)構(gòu)形式。轉(zhuǎn)輪的上冠、葉片和下環(huán)三部分單獨鑄造后，經(jīng)過一定的生產(chǎn)工藝流程，焊接而成。這圖213 鑄焊轉(zhuǎn)輪1—上冠；2—葉片；3—下環(huán)；4—焊縫種焊接結(jié)構(gòu)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效果，可對不同部位采用不同的鋼種，例如對上冠和下環(huán)采用普通鑄鋼而葉片采用不銹鋼，這樣做既提供了轉(zhuǎn)輪的抗空蝕能力，又節(jié)省了鎳鉻等金屬。鑄焊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)輪，由于鑄件小，形狀較簡單，容易保證鑄造質(zhì)量，同時降低了對鑄造能力的要求。但鑄焊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)輪焊接工作量大，對焊接工藝要求高，要確保每條焊縫的質(zhì)量，避免和消除焊接溫度應(yīng)力等。大型混流式轉(zhuǎn)輪除采用手工焊外，還采用葉片與上冠電渣焊、下環(huán)與葉片手工焊的結(jié)構(gòu)型式。目前已成功地制成了葉片與上冠、下環(huán)全部采用管極熔嘴全電渣焊的大型轉(zhuǎn)輪。（3）組合轉(zhuǎn)輪，因受鐵路運輸?shù)南拗疲蛞蜩T造能力不足，必須把轉(zhuǎn)輪分半制作，運到現(xiàn)場再組合成整體。根據(jù)轉(zhuǎn)輪各部分的組合連接方式不同，也分幾種型式。我國主要采用上冠螺栓連接、下環(huán)焊接結(jié)構(gòu)，在上冠連接處有軸向和徑向的定位銷，如圖214所示。圖214 組合轉(zhuǎn)輪1—組合螺栓；2—組合定位螺栓；3定位銷；4—下部分剖面；5—上部分剖面；6—臨時組合發(fā)蘭；7—下環(huán)分瓣面