【導(dǎo)讀】西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書

　　

【正文】 x00m a x0 m a x0m a x00 ??? ??? aaa aaa y； 轉(zhuǎn)動導(dǎo)葉（傳動機構(gòu)隨之改變位置），讓相鄰導(dǎo) 葉間的開度 0a 等于上述計算出的開度值，量取角度β，λ，并填入表 中。 根據(jù)表 作出β =f( 0a ),λ =f( 0a )、 S=f( 0a )曲線及檢查光滑性，如圖 。 表 導(dǎo)葉運動關(guān)系值 導(dǎo)葉位置 全關(guān) 25% max0a 50% max0a 75% max0a y0a max0a mma/0 0 25 50 75 52 100 β/(176。 ) λ /(176。 ) S/mm 0 33 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 0 0 0( ) , ( ) , ( )f a f a s f a??? ? ? 曲 線及其光滑性檢查 確定大、小耳孔的相對位置及接力器行程 S 首先使導(dǎo)葉處于全關(guān)狀態(tài)，得到小耳孔中心全關(guān)位置點 A，使導(dǎo)葉處于 0maxa 時，得到小耳孔 中心最大可能開度的位置點 B， AB 的一半即是小耳孔的中間位置，將 A，B 兩點作射線與大耳孔圓 yD 的交點為 39。39。,AB，則 39。39。AB 的一半即是大耳孔的中間位置，大耳孔移動的弦長 39。39。AB 即是接力器行程 S。 確定限位塊的位置 限位塊在導(dǎo)水機構(gòu)中的作用是為了減少水力損失及提高水輪 機的抗空蝕能力，現(xiàn)在更多的是把它設(shè)計在非過流部件上，其位置的確定是在導(dǎo)葉最大可能開度 0ka 下外推一個適當(dāng)?shù)木嚯x△。對于大中型水輪機：△ =20~30mm。 ：△=0~10mm，本次設(shè)計取△ =20mm 。 導(dǎo)水機構(gòu)運動圖見圖 GSL03。 34 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 4 水輪機金屬蝸殼水力設(shè)計 蝸殼類型的選擇 蝸殼的功用是將水流均勻引入導(dǎo)水機構(gòu)并形成一定的速度環(huán)量。 蝸殼分為混凝土蝸殼和金屬蝸殼兩種類型。其型式的選擇主要是根據(jù)水電站的水頭進行的，最 大水頭在 40m 以內(nèi)的機組，通常采用混凝土蝸殼，這類蝸殼的斷面形狀呈“ T”或“τ”形，其包角為 135176。 ~ 270176。；當(dāng)水頭超過 40m時，一般選用鋼板焊接蝸殼，端面形狀有圓形及橢圓形兩種，包角一般為 345176。 ~ 360176。因為本次設(shè)計的最大水頭為： maxH =，所以采用金屬蝸殼。 金屬蝸殼斷面形狀為圓形，斷面面積及半徑隨著由進口到尾部流量的減少而減小 。本次設(shè)計中在 176。時，由于圓面積小到不能和座環(huán)蝶形邊連接，因此這部分斷面形狀由圓過渡到橢圓。 良好的蝸殼設(shè)計使蝸殼中水流流動損失最小，同時還要合理地選擇參數(shù)。 金屬蝸殼的水力設(shè)計計算 金屬蝸殼進行水力計算，就是在給定設(shè)計水頭 rH ，設(shè)計流量 rQ ，導(dǎo)水機構(gòu)高度 0b及座環(huán)尺寸的條件下，確定蝸殼各斷面的形狀和尺寸，并繪制出蝸殼的單線圖，列出蝸 殼斷面尺寸表，以便制造及作為蝸殼強度計算和水電站廠房設(shè)計的依據(jù)。 設(shè)計參數(shù) HL260/A244LJ190， 1D =， rH =38m， trQ = sm3 ， 0b =。 確定蝸殼包角及進口斷面平均流速 0C 取 0? =345176。，流速系數(shù) vK = ， 0C = rv HK = sm 。 35 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 根據(jù)座環(huán)結(jié)構(gòu)確定連接尺寸 ρ 圖 蝸殼與座環(huán)的連接結(jié)構(gòu)尺寸圖 由 1D 、 rH 查金 屬蝸殼座環(huán)尺寸系列表得： aD = m、 bD = m、 K = 、 R = m ar = aD / 2 = m br = bD / 2= m AR = ar + K = m 0b = ?0b 1D = m 0B = 0b + = m 1h = R (1cos? ) = m 01 21 Bhh ??= m 蝸殼進口斷面參數(shù)計算 000 360 CQ tr????? ?? ? = m 36 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 2200 hRa A ??? ? = m 000 ???aR = m 求蝸殼常數(shù) C 202000 ??? ?? aaC = 求臨界包角 S? = )( 22 AAA RhhRhRC ???????? = 176。 當(dāng) Si ??? 時按橢圓斷面公式計算 圖 橢圓斷面的計算圖 hhL ??? ? = m ( ????? CrC i Bii? LLrR Baii ))(( 2222 ????? ??? ii L 21 ?? ?? iBi ra ??? iii aR 1??? 37 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 ??? c o s)( 239。 iiii aa ??? 當(dāng) Si ??? 時按圓斷面公式計算 ρρ 圖 進口斷面及圓形斷面的計算 22 hCRCX iAii ????? 22 hX ii ??? iAi XRa ?? iii aR ??? 編寫 VB 程序計算蝸殼斷面尺 寸 計算程序如下： Private Sub Command1_Click() Dim D1!, Hr!, qvr!, b0_!, Kv!, ρ !, ф 0!, α !, Da!, Db!, K!, R!, C0!, h!, RA!, h1! Dim b0!, B!, ρ 0!, a0!, R0!, C!, ф s!, r1!, ф i!, Xi!, ρ i!, Ri!, L!, ρ 2i!, ρ 1i!, ai1!, raa!, rb! D1 = Hr = 38 38 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 qvr = b0_ = Kv = ф 0 = 345 Da = Db = K = R = α = 55 * / 180 C0 = Kv * Sqr(Hr) raa = Da / 2 rb = Db / 2 RA = raa + K b0 = b0_ * D1 B = b0 + h1 = R * (1 Cos(α )) h = h1 + B / 2 ρ 0 = Sqr((ф 0 * qvr) / (360 * * C0)) a0 = RA + Sqr(ρ 0 ^ 2 h ^ 2) R0 = a0 + ρ 0 C = ф 0 / (a0 Sqr(a0 ^ 2 ρ 0 ^ 2)) ф s = C * (RA + * h Sqr(RA ^ 2 + * RA * h h ^ 2)) r1 = RA h / Tan(α ) 已知參數(shù)及數(shù)值： D1=。 D1, Hr =。 Hr, qvr =。 qvr, b0_ =。 b0_。 Kv =。 Kv, ф 0 =。 ф 0 Da =。 Da, Db =。 Db, K =。 K, R =。 R, α =。 α , r1=。 r1, B=。 B 蝸殼進口斷面參數(shù)及蝸殼系數(shù)： C0=。 C0, ρ 0=。 ρ 0, a0=。 a0, R0=。 R0, C=。 C, ф s=。 ф s 與座環(huán)連接的蝸殼尺寸： ra=。 raa, rb=。 rb, RA=。 RA, h1=。 h1, h=。 h 蝸殼各斷面尺寸： For ф i = 345 To 15 Step 15 39 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 If ф i = ф s Then Xi = ф i / C + Sqr(2 * RA * ф i / C h ^ 2) ρ i = Sqr(Xi ^ 2 + h ^ 2) ai = RA + Xi Ri = ai + ρ i 圓斷面： ф i=。 ф i, ai=。 CInt(1000 * ai), ρ i=。 CInt(1000 * ρ i), Ri=。 CInt(1000 * Ri) Else L = h / Sin(α ) ρ i = (ф i / C) * (Sqr( + 2 * r1 / (ф i / C)) + ) ρ 2i = Sqr( * ( * ρ i ^ 2 + * (raa r1) ^ 2) + * L ^ 2) * L ρ 1i = L + * ρ 2i ai = r1 + * ρ 2i Ri = ai + ρ 1i ai1 = ai + (ρ 1i ρ 2i) * Cos(α ) 橢圓斷面： ф i=。 ф i, ai=。 CInt(1000 * ai), ai1=。 CInt(1000 * ai1), ρ 1i=。 CInt(1000 * ρ 1i), ρ 2i=。 CInt(1000 * ρ 2i), Ri=。 CInt(1000 * Ri) End If Next ф i End End Sub 蝸殼斷面尺寸如下： 40 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 表 圓形斷面尺寸表 序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ? 345 330 315 300 285 270 255 240 225 210 195 180 165 150 135 iR 4125 4056 3986 3914 3842 3767 3692 3614 3534 3453 3368 3281 3190 3095 2996 i? 1232 1198 1164 1130 1095 1059 1022 985 947 908 868 827 785 741 696 ia 2893 2857 2821 2785 2747 2709 2669 2629 2587 2544 2500 2454 2405 2354 2300 表 橢圓形斷面尺寸表 序號 16 17 18 19 20 21 22 23 ? 120 105 90 75 60 45 30 15 iR 2881 2755 2625 2490 2349 2199 2040 1867 1i? 666 642 616 589 561 532 500 466 2i? 626 543 458 369 276 178 78 40 ia 2214 2114 2021 1901 1787 1667 1539 1401 ,ia 2238 2170 2100 2027 1951 1871 1785 1692 繪蝸殼單線圖 根據(jù)蝸殼參數(shù)和斷面尺寸繪制蝸殼單線圖，見圖 GSL01。 5 尾水管單 線圖的繪制 尾水管概述 尾水管是水輪機過流通道的一部分。水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪，完成了能量交換后，將從轉(zhuǎn) 41 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 輪的出口邊流出轉(zhuǎn)輪。這時，水流被引入尾水管再流向下游。尾水管的功用是除了將水流引向下游外，還可以回收一部分水流能量，使轉(zhuǎn)輪能多發(fā)一些電能。也就是說，裝置了尾水管能夠使水輪機轉(zhuǎn)輪出口水流能量有所降低，增加了轉(zhuǎn)輪前后的能量差。尾水管的形狀對不同比轉(zhuǎn)速水輪機的性能存在不同程度的影響，尤其對高比轉(zhuǎn)速水輪機影響更為明顯。 尾水管的基本類型 尾水管主要有 3 種類型：直錐形、彎肘形和彎形尾水管。 (1)直錐形尾水管。當(dāng)尾水管的軸線為直線時，稱為直錐形尾水管。這是一種最簡單的擴散形尾水管。這種尾水管廣泛地使用在中小型水電站中（轉(zhuǎn)輪直徑在 D1＜~ ）。 (2)彎肘形尾水管。當(dāng)尾水管的中心線具有 90176?；蚪咏?90176。的轉(zhuǎn)彎時，則稱為彎肘形尾水管。它由三部分組成：進口錐管，肘管段及出口擴散管。進口錐管是一豎直的圓錐擴散管。