【正文】 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。主軸重量取WS的近似計(jì)算，高水頭混流式水輪機(jī)可取WS=WR，中水頭混流式水輪機(jī)可WS=(+)WR，（較低水頭或大機(jī)組取小值）；對(duì)發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)同一軸的機(jī)組。表26水輪機(jī)軸向力系數(shù)K與水輪機(jī)型號(hào)的關(guān)系p4D1Hmax2（N）（22）混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量可按下式近似計(jì)算。對(duì)混流式水輪機(jī)有：Ft=180。根據(jù)混流式特點(diǎn)，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。水流經(jīng)過(guò)混流式轉(zhuǎn)輪時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力。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。階梯式止漏環(huán)也多用于水頭H200m的水電站[見(jiàn)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。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(jī)的高度，一般取10~15mm。使用水頭H200m的混流式水輪機(jī)，常采用梳齒式止漏環(huán)，它的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)和固定環(huán)的截面為梳齒狀，兩個(gè)環(huán)的截面形成交錯(cuò)配合，圖29(c)是這種型式的止漏裝置。在清水電站采用迷宮式止漏環(huán)較多。在含泥沙較多的電站采用間隙式止漏環(huán)。一般在整鑄轉(zhuǎn)輪上為考慮折卸方便，采用紅套固定。止漏環(huán)的固定方式有直接車制和紅套固定兩種。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。止漏裝置分為固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分，為防止水流向上和向下漏出，水輪機(jī)上一般裝有上、下兩道止漏環(huán)。里面空心，下面開(kāi)口，以便排除通過(guò)止漏環(huán)的漏水及橡膠導(dǎo)軸承的潤(rùn)滑水（有的轉(zhuǎn)輪將泄水控開(kāi)在泄水錐的外側(cè)），還作為主軸的中心補(bǔ)氣和有的轉(zhuǎn)輪的頂蓋補(bǔ)氣通道之用。其外形呈倒錐體。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。這是因?yàn)閍角加大后增加了轉(zhuǎn)輪出口附近的過(guò)水截面積，降低了流速而造成的。因而錐角a不宜過(guò)大，一般不應(yīng)大于13176。增至13176。增加到6176。因而轉(zhuǎn)輪需長(zhǎng)期在部分負(fù)荷下工作，則錐角a不宜太長(zhǎng)，以免平均的運(yùn)行效率下降。（1）下環(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。圖28 不同下環(huán)錐角轉(zhuǎn)輪的aQ11曲線1—α=3176。；2—α=6176。圖27和圖28繪出了具有不同下環(huán)錐角a的轉(zhuǎn)輪的汽蝕和能量特性的曲線。比轉(zhuǎn)速較高的混流式轉(zhuǎn)輪，下環(huán)通常采用具有錐角（圖25a）的直線形。由于葉片比較長(zhǎng)，葉片單位面積上的負(fù)荷就比較小，空化系數(shù)減少。低比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪下環(huán)呈曲線形，D2D1值小于1，進(jìn)口邊的高度和導(dǎo)葉的高度一樣。3．轉(zhuǎn)輪下環(huán)轉(zhuǎn)輪下環(huán)的作用是增加轉(zhuǎn)輪的強(qiáng)度和剛度并與上冠形成過(guò)流通道。在葉片長(zhǎng)度L不變的情況下，增加Z1意味增L加轉(zhuǎn)輪葉柵稠密度t，即增加葉片的總面積，從而降低單位面積葉片負(fù)荷，降低葉片正背L面壓差，這將改善汽蝕性能。圖26說(shuō)明了上述分析。因此當(dāng)水輪機(jī)應(yīng)用水頭提高時(shí)轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)亦相應(yīng)增加，但葉片的厚度在流道中又起排擠空間的作用，葉片數(shù)增加減小過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，致使轉(zhuǎn)輪的單位流量減小。葉片上端與上冠相連，下端與下環(huán)連成一個(gè)整體。葉片斷面形狀為翼形，轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)Z1的多少對(duì)水力性能和強(qiáng)度有顯著的影響，隨比轉(zhuǎn)速的不同葉片數(shù)Z1在9~21的范圍內(nèi)。當(dāng)然，無(wú)論采用哪一種上冠曲線，都應(yīng)當(dāng)使泄水錐部分與軸心線的交角不過(guò)大，以免引起水流劇烈的撞擊。不同上冠曲線轉(zhuǎn)輪的工作特性h=f(Q11)如圖25所示。試驗(yàn)證明，轉(zhuǎn)輪上冠曲線的傾斜角q越小單位流量越大。直線型上冠具有較好的工藝性，但其效率特別是在負(fù) 荷超過(guò)最優(yōu)工況時(shí)低于曲線型上冠。在上冠法蘭的外圍開(kāi)有幾個(gè)減壓孔，在其外側(cè)面裝有減壓裝置。圖24 混流式轉(zhuǎn)輪示意圖1— 壓裝置；6—止漏環(huán)；3—上冠；4—葉片；5—泄水錐；7—下環(huán)1．轉(zhuǎn)輪上冠轉(zhuǎn)輪上冠的作用除了支承葉片外，還與下環(huán)構(gòu)成過(guò)流通道。圖23表示不同比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機(jī)軸面投影，一般來(lái)說(shuō)水輪機(jī)適應(yīng)水頭愈高，它的比數(shù)愈小，不同比轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)輪其形狀是不同的。一般說(shuō)來(lái)，水頭愈高轉(zhuǎn)輪葉片高度減小，長(zhǎng)度增加，水流在轉(zhuǎn)輪中愈趨于幅向流動(dòng)?；炝魇剿啓C(jī)適用水頭范圍極廣。由于工作水頭不高，強(qiáng)度，剛度也能滿足要求。低水頭下工作的水輪機(jī)可以具有較大的過(guò)流量，盡管水輪機(jī)氣蝕系數(shù)大一些，仍舊可以得到合理的安裝高程。對(duì)于不同的水頭，水輪機(jī)的形狀是不同的，有軸流式，混流式和沖擊式等幾大類水輪機(jī)。轉(zhuǎn)輪也直接決定水輪機(jī)過(guò)流能力、水力效率、空蝕性能和工況穩(wěn)定性等工作性能。圖22為混流式水輪機(jī)水平剖面圖，座環(huán)的固定導(dǎo)葉數(shù)量通常為導(dǎo)葉數(shù)一半。當(dāng)水經(jīng)過(guò)密封環(huán)空間時(shí)，受到突然擴(kuò)大和縮小的局部水力阻擋，產(chǎn)生水力損失，從而減小流速，使通過(guò)縫隙的流量減小。因此，水輪機(jī)工作時(shí)有部分水流經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)與不轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間的間隙無(wú)益地漏掉，從而使水輪機(jī)效率降低。轉(zhuǎn)輪密封19a，19b是安置在轉(zhuǎn)輪上冠和下環(huán)上的多槽環(huán)。轉(zhuǎn)輪上冠與主軸8的下法蘭連接。一般混流式水輪機(jī)有14~19個(gè)葉片。水流通過(guò)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。在高水頭的水輪機(jī)中，有時(shí)采用專門的管狀密封裝置，在關(guān)機(jī)時(shí)其內(nèi)腔充以壓縮空氣，能使端面完全密封。導(dǎo)葉和水輪機(jī)頂蓋4及底環(huán)3之間的間隙及相鄰導(dǎo)葉在關(guān)機(jī)時(shí)的接合面都會(huì)有漏水現(xiàn)象。此外，隨著水頭增高，相同功率下水輪機(jī)的過(guò)流量減小，這樣有可能減小流道的過(guò)流載面。導(dǎo)葉的開(kāi)度0（從導(dǎo)葉出口邊端到相鄰導(dǎo)葉背部的最短距離）的改變是通過(guò)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的兩個(gè)接力器16和控制環(huán)連接的推拉桿15傳動(dòng)控制環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。頂蓋用螺釘6與座環(huán)的上環(huán)連接。導(dǎo)葉軸頸用襯套（鋼或尼龍材料）支承在底環(huán)3和固定于頂蓋4的套筒5上。水輪機(jī)的進(jìn)水部件是具有鋼板里襯的蝸殼，座環(huán)支柱也稱固定導(dǎo)葉1，在轉(zhuǎn)輪四周布置著導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)葉2。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便，運(yùn)行可靠，且有較高的效率和較低的空蝕系數(shù)。其中混流式水輪機(jī)給我給了我很深地印象，也許是它特有的渦輪性外殼，可以想象，這樣的一臺(tái)水輪機(jī)安放在水電站里恰像一只巨大的蝸牛潛伏在水壩上。第一篇：電氣自動(dòng)化實(shí)習(xí)報(bào)告總結(jié)（范文）實(shí)習(xí)專題報(bào)告電氣工程及其自動(dòng)化本次實(shí)習(xí)，先后參觀了哈爾濱阿城繼電廠、哈爾濱熱電廠、哈爾濱電機(jī)廠。在哈爾濱電機(jī)廠我認(rèn)識(shí)到了水輪機(jī)的有混流式、貫流式、軸流式、水斗式和斜流式等幾類。本報(bào)告是對(duì)混流式進(jìn)行具體的分析——一、概述混流式水輪機(jī)是反擊式水輪機(jī)的一種，其應(yīng)用水頭范圍很廣，從20~700m水頭均可使用?，F(xiàn)以圖21所示的混流式水輪機(jī)為例來(lái)介紹這種水輪機(jī)結(jié)構(gòu)。座環(huán)支柱具有堅(jiān)固的上環(huán)a和下環(huán)b，蝸殼和上下環(huán)焊接在一起。底環(huán)固定于座環(huán)的下環(huán)上面。導(dǎo)水的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由安置在導(dǎo)水葉上軸頸的轉(zhuǎn)臂12，連桿13和控制環(huán)14組成。a圖21 HL200LJ550水輪機(jī)剖面圖（高度單位：m，尺寸單位：mm）1—固定導(dǎo)葉；2—導(dǎo)葉；3—底環(huán)；4—頂蓋；5—套筒；6—螺釘；7—主軸法蘭；8—主軸；9—上冠；10—下環(huán)；11—葉片；12—轉(zhuǎn)臂；13—連桿；14—控制環(huán)；15—推拉桿；16—接力器；17—導(dǎo)軸承；18—泄水錐；19a,19b—上，下迷宮環(huán)；a—坐環(huán)上環(huán)；b—坐環(huán)下環(huán)；20—連接螺栓由于混流式水輪機(jī)應(yīng)用水頭較高，導(dǎo)葉承受的彎曲載荷大，因此導(dǎo)葉的相對(duì)高度b0與軸流式水輪機(jī)比較起來(lái)做得短一些，以減小跨度。b0一般隨水頭增加而減小。一般采用橡膠的或金屬制成的密封件，可使導(dǎo)水機(jī)構(gòu)關(guān)閉時(shí)的漏水量最小。轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)將水流能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的核心部件。轉(zhuǎn)輪由上冠9，下環(huán)10和葉片11組成。葉片、上冠和下環(huán)組成堅(jiān)固的整體鋼性結(jié)構(gòu)。泄水錐18與上冠連接，用于消除水流旋蝸。水輪機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)輪前后的水流個(gè)別為高壓與低壓，轉(zhuǎn)輪后常形成真空。密封環(huán)就是為了減少流量漏損。減壓孔聯(lián)通轉(zhuǎn)輪上腔和轉(zhuǎn)輪下面的低壓區(qū)，從而減小由推力軸承承受的軸向推力，當(dāng)有減壓孔（圖21上的20）時(shí)，轉(zhuǎn)輪上冠必須設(shè)置密封裝置。圖22 混流式水輪機(jī)水平剖面圖二、轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪是各種型式水輪機(jī)將水能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的核心部件。因此轉(zhuǎn)輪各部分應(yīng)滿足水力設(shè)計(jì)的型線要求，有足夠的強(qiáng)度和剛度，制造的轉(zhuǎn)輪應(yīng)具備有抗空蝕損壞，耐泥沙磨損的性能。劃分這幾大類水輪機(jī)的根本原因是通過(guò)轉(zhuǎn)輪的過(guò)流量和轉(zhuǎn)輪的強(qiáng)度及剛度等因素。軸流式水輪機(jī)過(guò)流量大，轉(zhuǎn)輪葉片承懸臂梁狀。當(dāng)水頭增加，由于氣蝕及強(qiáng)度條件不夠，軸流式水輪機(jī)不適應(yīng)了，轉(zhuǎn)輪就應(yīng)該做成有上冠和下環(huán)的形狀。由于水頭和流量的不同，其轉(zhuǎn)輪形狀也各不相同。隨著工作水頭降低，轉(zhuǎn)輪葉片變短，高度增加，水流愈趨于軸流方向。圖23 不同比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機(jī)軸面投影不管什么形狀的混流式水輪機(jī)，其轉(zhuǎn)輪基本上由上冠、下環(huán)、葉片、上下止漏裝置，泄水錐和減壓裝置組成，圖24是混流式轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)示意圖。上冠形似圓錐體，其上部中間為上冠法蘭，此法蘭的上面與主軸相連，其下面固定泄水錐，在上冠上固定有均勻分布的葉片。上冠流線可以做成直線形和曲線形兩種，如圖25所示。此外采用曲線型上冠可增加轉(zhuǎn)輪流道在出口附近的過(guò)水?dāng)嗝娣e，因而使水輪機(jī)的單位流量增加。當(dāng)然不能過(guò)小，否則會(huì)破壞整個(gè)流道的光滑性。由此可見(jiàn)，傾斜度小的上冠曲線應(yīng)得到更廣泛的應(yīng)用。圖25 轉(zhuǎn)輪上冠曲線形狀2．轉(zhuǎn)輪葉片葉片的作用是直接將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。表21繪出了葉片數(shù)與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系，這是實(shí)踐統(tǒng)計(jì)資料，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。在其它尺寸（如葉片厚度，葉型長(zhǎng)度）不變的條件下，增加葉片數(shù)目會(huì)增加轉(zhuǎn)輪的強(qiáng)度和鋼度。試驗(yàn)表明，葉片數(shù)的改變不僅改變最優(yōu)工況時(shí)的單位流量Q11，同時(shí)也改變出力限制線的位置。表21混流式轉(zhuǎn)輪的葉片數(shù)與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖26 葉片數(shù)不同時(shí)的n=f(Q11)曲線葉片數(shù)對(duì)汽蝕性能的影響沒(méi)有一定規(guī)律。但因混流式轉(zhuǎn)輪葉柵的t本來(lái)就較大，所以因Z1增加使汽蝕得到的改善并不顯著，同時(shí)Z1增加，必然引起葉片對(duì)流道的排擠增加，流道中流速增加，又使得空化性能變壞，因此葉片數(shù)增加對(duì)汽蝕性能的影響要看哪個(gè)因素起主要作用而定。下環(huán)形狀及轉(zhuǎn)輪出口直徑D2（見(jiàn)圖23）對(duì)轉(zhuǎn)輪出口附近的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e影響很大，因而它影響轉(zhuǎn)輪的過(guò)水能力及汽蝕性能。這樣的轉(zhuǎn)輪單位過(guò)流量必然很小，強(qiáng)度和剛度有充分保證。實(shí)踐表明，對(duì)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)輪，D2D1=~。錐角a越大出水截面積越大，可提高過(guò)流能力和改善汽蝕性能，但a越大會(huì)引起脫流，使水力損失增大效率下降。nS=60~120的低比圖27 不同下環(huán)錐角轉(zhuǎn)輪的Q11和N11h曲線1—α=3176。；3—α=13176。；2—α=6176。此時(shí)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(fù)荷區(qū)效率下降。（2）下環(huán)錐角a由3176。時(shí)，%，而其出力可增加2%左右，當(dāng)a角由6176。時(shí)，雖然Q11和N11增加更多，但效率開(kāi)始下降。（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。根據(jù)實(shí)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。表22轉(zhuǎn)輪進(jìn)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(dǎo)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(jī)效率。它的結(jié)構(gòu)型式有鑄造和鋼板焊接兩種。5．止漏裝置止漏裝置的作用是用來(lái)減小轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分之間的漏水損失。上止漏環(huán)固定部分裝在頂蓋上，其轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)部分裝在轉(zhuǎn)輪的下環(huán)上。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。對(duì)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)。（2）止漏環(huán)型式的選擇 使用水頭H200m，型譜內(nèi)所列各型號(hào)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。迷宮式止漏環(huán)，與轉(zhuǎn)輪的同心度高，制造、安裝較方便。如圖29(b)所示迷宮式止漏環(huán)，當(dāng)水從間隙中流過(guò)時(shí)，由于局部阻力加大，使壓力降低，當(dāng)水流到達(dá)溝槽部位時(shí)又突然擴(kuò)大，進(jìn)入下一個(gè)間隙時(shí)又突然收縮，這種反復(fù)擴(kuò)大、收縮的結(jié)果減低了水流壓力，使漏水量大大減少。當(dāng)水流經(jīng)過(guò)梳齒時(shí)，轉(zhuǎn)了許多直角彎，增加了水流阻力，使漏水量減少。其缺點(diǎn)是止漏環(huán)與轉(zhuǎn)輪的同心度不易保證，間隙測(cè)量困難，安裝不便，它一般與間隙式止漏環(huán)配合使用。另外，這種止漏環(huán)與轉(zhuǎn)輪的同心度好，安裝測(cè)量比較方便。其形狀為環(huán)形減壓板，分別裝在頂蓋下面和上冠的上方。設(shè)計(jì)水輪機(jī)時(shí)，除了要知道水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和主軸的重量外，還要知道軸向水推力。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，往往用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算作用于轉(zhuǎn)輪的軸向推力。103K式中系數(shù)K與水輪機(jī)型號(hào)有關(guān)，其值可參考表26。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%?；炝魇娇扇水輪機(jī)總的軸向推力： W=(+)WR(N)(24)在高水頭混流式水輪機(jī)中，為了降低機(jī)組推力軸承的負(fù)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。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(dāng)漏水進(jìn)入頂蓋引水板與上冠引水板之間的間隙c時(shí)，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。一般認(rèn)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。~30176。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(jiàn)圖211(b)所示；有的經(jīng)泄水錐內(nèi)腔排入尾水管，見(jiàn)圖211(c)所示。但如圖211(b)所示的方式可能在泄水錐的過(guò)流表面上產(chǎn)生空蝕損壞和磨損。Fa=Ft+180?；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。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。有些采用普通碳鋼的轉(zhuǎn)輪，在其容易空蝕和磨損的過(guò)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。缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生鑄造缺陷，鑄造質(zhì)量不易保證，尤其當(dāng)轉(zhuǎn)輪尺寸大時(shí)，需要鑄造