【正文】 rtr HD PP ?錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，再將各水頭下單位流量的和對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速值查出綜合效率特性曲線，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 ： 方案一： HL260/D74: 1D =， rn =375 min/r 1?? ， 2?? ， 3?? ， 4?? 在各水頭下，計(jì)算水輪機(jī)的吸出高度 sH ，見表 。 表 水輪機(jī)吸出高度 Hs iH （ m) ?H m ?rH m ?H m ?H m σ sH (m) 故 sH = mini}{ sH = 通過上面兩個(gè)方案的對比， 方案一比方案二的開挖量大，成本高。 確定水輪機(jī)的安裝高程 對立式機(jī)組： 02S bH? ? ? ? ?下裝 式中： —? 電站下游水位，已知： ? =； 18 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Hs—— 水輪機(jī)允許吸出高度， Hs=； b0—— 導(dǎo)葉高度。 計(jì)算得： ?裝 =。 計(jì)算得， Rn =。 計(jì)算得： tfPoc ? 。 繪制水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特 性曲線 在 min max~HH內(nèi)取 5 個(gè)水頭，并計(jì)算各個(gè)水頭對應(yīng)的模型單位轉(zhuǎn)速 11mn ，其計(jì)算公式為： 11 1 ( ) 1 1miinDnnH? ? ? 式中： Hi — Hmin~Hmax內(nèi)取的 5 個(gè)水頭，包括 m ax m in ,p j rH H H H， ， 及一個(gè)任意水頭； 139。n? =0。 繪制各水頭 H 下， ()fN?? 工作特性曲線 11()min 的水平線，取該水平線與各等效率線的交點(diǎn)，讀出各點(diǎn)對應(yīng)的 11,mQ? ，并將數(shù)據(jù)記入表 。在作等效率曲線時(shí)，其拐點(diǎn)也不易找到，此時(shí)都應(yīng)借助于 max ()fH? ? 輔助曲線。 H 1 = H 2 =65m H 3 =H 5 = 4 = 圖 各 H 下， ()fN?? 工作特性曲線 繪制各水頭 H 下， ()sH f N? 關(guān)系曲線 先根據(jù)表 的數(shù)據(jù)，繪制 11 ()Q f N? 輔助曲線，如圖 所示。 ( )Q f N? 輔助曲線 22 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 在 HL240/D41 轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線上，分別作 5 個(gè)水頭 iH 下 對應(yīng)的 11 ( )min const?線，讀出該線與線 const?? 的每個(gè)交點(diǎn)對應(yīng)的 ? ， 139。然后分別代入不同的 i? ， i?? ， iH ，計(jì)算出各個(gè) iH 對應(yīng)的 siH 。 表 等吸出高度曲線計(jì)算表 Hi Hi= Hi= n,1t=nD1/ iH n,1m=n,1tΔn,1 Δσ 吸出高度曲線的計(jì)算 σ Q39。1 P/kW σ+σ Hs /m 19000 18000 26200 23700 27020 24800 27400 25000 Hi Hi= Hi=65 n,1t=nD1/ iH n,1m=n,1tΔn,1 Δσ 吸出高度曲線的計(jì)算 σ Q39。1 P/kW σ+σ Hs /m 17600 15000 22200 20400 23400 21000 23800 Hi Hi= n,1t=nD1/ iH n,1m=n,1tΔn,1 Δσ 吸出高度曲線的計(jì)算 σ Q39。 圖 各 H 下，等吸出高度線 ()sH f N? 及等吸出高度線繪制 繪制水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線 (1)繪制等效率曲線 在圖 各 H 下， ()fN?? 工作特性曲線中分別令 i const?? ，這里 i? =， ， ，作 i? 的水平線，每條水平線與 5 個(gè)不同 H 下的 ()fN?? 曲線有多個(gè)交 點(diǎn)，分別記下這幾個(gè)交點(diǎn)對應(yīng)的 H 和 N，然后在水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線上描出對應(yīng)的多個(gè)（ ,iiHN），再把各點(diǎn)用光滑曲線連接起來，即得到真機(jī)的等效率曲線。 (3)繪制功率限制線 水輪機(jī)的功率 限制線由 2 部分組成。此 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 時(shí)，導(dǎo)葉開度已達(dá)最大，所以功率限制就是 5%功率儲備線。/s， ? 為該點(diǎn)對應(yīng)的 m? 與 ?? 之和，計(jì)算出 Pmin=，于是在 HN 坐標(biāo)圖上，得到 B 點(diǎn)。再根據(jù)前面算出的 rP ，找到點(diǎn) A，然后，通過 A 點(diǎn)作 maxH const? 線的垂線，即為發(fā)電機(jī)的功率限制線。 2 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖的繪制 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的基本類型 按照水流在水輪機(jī)導(dǎo)葉中的流動(dòng)方向分為： (1)徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)：水流沿著垂直于水輪機(jī)軸線的平面徑向地流過導(dǎo)葉。其導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較簡單。此時(shí)由于導(dǎo)葉軸線均布在水輪機(jī)同心的圓錐面上，故又稱為圓錐式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。其導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不是平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，致使機(jī)構(gòu)較復(fù)雜。此時(shí)由于導(dǎo)葉軸線位于半徑方向上，故又稱圓盤式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)采用的是徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。 ② 協(xié)同引水室向轉(zhuǎn)輪均勻引水。 ④ 導(dǎo)葉在關(guān)閉位置時(shí)能 使 水輪機(jī) 停止轉(zhuǎn)動(dòng) ，并在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)防止 發(fā)生 飛逸。因此，水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系圖是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 非常 的。 ② 導(dǎo)葉的最大開度 0maxa 和最大可能開度 oka 要可靠，以保證水輪機(jī)有足夠的過流能力。 ④ 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中應(yīng)有安全保護(hù)裝置， 如 設(shè)置剪斷銷防止導(dǎo)葉被異物卡住而引起主要傳動(dòng)部件 的 破壞。 ⑥ 導(dǎo)葉應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖繪制的目的 水輪機(jī)在進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)時(shí)，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)部件（導(dǎo)葉、 連桿、拐臂、控制環(huán)、推拉桿、接力器等）所在位置與導(dǎo)葉開度 0a 之間的關(guān)系圖，稱為導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖。 ④ 確定控制環(huán)大耳孔、小耳孔的相對位置及相應(yīng)的推拉桿位置。限位塊一般位于底環(huán)上（為了減少水力損失及提高水輪機(jī)的抗空蝕能力，現(xiàn)在更多地把它設(shè)計(jì)在非過流部件上），其位置的確定是在導(dǎo)葉最大可能開度下推一個(gè)適當(dāng)?shù)木嚯x △ 。 ⑦ 確定固定導(dǎo)葉的布置位置。 本次設(shè)計(jì)采用正曲率導(dǎo)葉導(dǎo)葉相關(guān)尺寸見表 。 表 真機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配尺寸 確定了以上參數(shù)后，即可根據(jù)實(shí)際情況選取合適的比例，計(jì)算出對應(yīng)的各個(gè)參數(shù)值并繪制導(dǎo)葉斷面型線示意圖，見圖 。 α=9176。繪圖時(shí)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)葉，使開度達(dá)到指定的開度大小時(shí)，即為指定開度下的導(dǎo)葉開度下。%50。0 開度下的 HL240/D41 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖。將導(dǎo)葉置于全關(guān)狀態(tài)，此時(shí)要求 β=70176。 λ? 90176。否則可適當(dāng)調(diào)整拐臂與連桿的長度，在全關(guān)時(shí)，拐臂中心線與 D0 圓周切線夾角為 φ0=22176。 此次設(shè)計(jì)的導(dǎo)葉開度位置如下所示：（單位： mm） 231。110%50。 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 。) 75 59 44 36 28 26 λ/(176。39。39。39。 現(xiàn)在更多的是把限位塊設(shè)計(jì)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(gè)適當(dāng)?shù)木嚯x △ 。 水輪機(jī)： △ =0~10mm，本次設(shè)計(jì)取 △ =9mm。 3 水輪機(jī)金屬蝸殼水力設(shè)計(jì) 蝸殼類型的選擇 蝸殼的 作 用是將水流均勻引入導(dǎo)水機(jī)構(gòu) ， 并形成一定的速度環(huán)量。其型式的選擇主要是根據(jù)水電站的水頭進(jìn)行的，最 29 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 大水頭在 40m以內(nèi)的機(jī)組，通常采用金屬蝸殼，這類蝸殼的斷面形狀為圓形或橢圓形；當(dāng)直徑 D1 3m,通常采 用鋼板焊接金屬蝸殼，端面形狀有圓形及橢圓形兩種，包角一般為 345176。 金屬蝸殼斷面形狀為圓形，斷面面積及半徑隨著由進(jìn)口到尾部流量的減少而減小。良好的蝸殼設(shè)計(jì)使蝸殼中水流流動(dòng)損失最小，同時(shí)還要合理地選擇參數(shù)。 金屬蝸殼的水力設(shè)計(jì)計(jì)算 金屬蝸殼進(jìn)行水力計(jì)算，就是在 給定設(shè)計(jì)水頭 rH ，設(shè)計(jì)流量 rQ ，導(dǎo)水機(jī)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(qiáng)度計(jì)算和水電站廠房設(shè)計(jì)的依據(jù)。/s， 0b =。流速系數(shù) vK = ， 0C = rv HK =。 當(dāng) Si ??? 時(shí)按橢圓斷面公式計(jì)算 圖 橢圓斷面的計(jì)算圖 hhL ??? ? = m 31 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 ( ????? CrC i Bii? LLrR Baii ))(( 2222 ????? ??? ii L 21 ?? ?? iBi ra ??? iii aR 1??? ??? c o s)( 239。 ) 1 345 2 330 3 315 4 300 5 285 6 270 7 255 8 240 9 225 10 210 11 195 12 180 13 165 14 150 15 135 16 120 斷面號 (176。 4 尾水管單線圖的繪制 尾水管概述 尾水管是水輪機(jī)過流部件的一部分。尾水管的作用是將水流引向下游外，還可以回收一部分水流 能量，使水輪機(jī)能多發(fā)一些電。尾水管的形狀對不同比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)的性能存在不同程度的影響，尤其對高比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)影響更為明顯。 (1)直錐形尾水管。這是一種最簡單的擴(kuò)散形尾水管。 (2)彎肘形尾水管?；蚪咏?90176。它由三部分組成：進(jìn)口錐管，肘管段及出口擴(kuò)散管。肘管是一個(gè) 90176。出口擴(kuò)散管是一個(gè)水平放置的斷面為矩形的擴(kuò)散管。因此，盡管彎肘形尾水管的水力損失大些，水力性能不如直錐形尾水管，但由于挖深較小，大型水輪機(jī)仍全部采用彎肘形尾水管。 本次設(shè)計(jì)采用的就是彎肘形尾水管。 34 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 本設(shè)計(jì)按 HL240/D41 水輪機(jī)尾水管流道尺寸相似換算繪制出了尾水管單線圖，見圖SLP04?；炝魇剿啓C(jī)的結(jié)構(gòu)，由于布置方式、單機(jī)容量、應(yīng)用水頭的不同，會有不同程度的差異。位于水輪機(jī)中心的是轉(zhuǎn)輪及與其直接相連的水輪機(jī)主軸，在轉(zhuǎn)輪四周布置著導(dǎo)水部件的導(dǎo)葉，導(dǎo)葉與其上面的控制機(jī)構(gòu)相連結(jié)。導(dǎo)葉的上軸頸裝在頂蓋內(nèi)，頂蓋被安裝在座環(huán)的上環(huán)上，它將轉(zhuǎn)輪蓋住。主軸由上法蘭，軸身和下部法蘭三部分組成。根據(jù)生產(chǎn)條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，也可以采用鑄造法蘭、鍛造軸身并用環(huán)形電渣焊接的主軸，也可以采用鋼板卷焊的大型薄壁軸軸身結(jié)構(gòu)。 主軸兩端的法蘭應(yīng)盡可能的小，以免增加法蘭根部的彎曲應(yīng)力，同時(shí)減少鍛造的困難。為便于安裝 時(shí)對準(zhǔn)中心，法蘭兩端車有凸凹止口，止口的配合間隙不超過 ~ ；止口與軸頸要同心；法蘭端面與軸線要垂直，不允許有凸起；法蘭端面的不平度不能大于 。 主軸外徑尺寸可根據(jù)機(jī)組的扭矩初選。 計(jì)算得： M=??610Nm。即： D0=415mm,Dp =430mm。 水輪機(jī)金屬蝸殼的設(shè)計(jì) 蝸殼分為混凝土蝸殼和金屬蝸殼兩種類型。金屬蝸殼按其制造方法有焊接和鑄造兩種結(jié)構(gòu)型式。 本次設(shè)計(jì)采用的是 金屬 焊接蝸殼。 混流式轉(zhuǎn)輪的組成 混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪基本上都是由上冠、葉片、下環(huán)、止漏環(huán)、泄水錐和減壓裝置等組成。上冠 中間部分為上冠法蘭，與主軸相連。在上冠法蘭外圍開有幾個(gè)減壓孔，其目的在于將轉(zhuǎn)輪前后的水連成通路，從而減小作用在轉(zhuǎn)輪上的軸向水推力。 (2)轉(zhuǎn)輪葉片 葉片是組成轉(zhuǎn)輪最 重 要的部分，是直接將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的部件。葉片自上而下呈扭曲狀，其斷面形狀為翼型。葉片的材料多采用低合金鋼和不銹鋼，如 ZG20MnSi、 ZG1Cr1 ZG0Cr13Ni6等。 (3)轉(zhuǎn)輪的下環(huán) 下環(huán)位于葉片下端，將葉片連成整體，增加轉(zhuǎn)輪的強(qiáng)度和剛度，與上冠形成過流通道，在下環(huán)的輪緣上，安裝有下部轉(zhuǎn)動(dòng)止漏環(huán)。本次設(shè)計(jì)采用的是 ZG20MnSi。為防止水流向上和向下漏出，每一個(gè)水輪機(jī)都裝有上、下兩