水輪機選型計算(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 σ=()2軸流式:σ=+()3m軸向水推力計算混流式:F=KD2 2Hmax軸流式:F=K(D12dh2)HmaxKN飛逸轉速計算nR=n11Rr/min沖擊式水輪機基本參數計算轉輪直徑計算Zp：轉輪數Zo：噴嘴數φ；流速系數,史振聲版《水輪機》~,精確3位數D1/do=10~20時，原型效率與模型差別不大do：噴嘴射流直徑, m；沖擊式最優單位轉速一般取n11=37~41。vo：噴嘴出口射流平均速度 m/s；單位轉速n1’=；沖擊式水輪機其它參數確定：1. 水斗直徑db=2. 噴嘴口直徑dn=3. 噴針最大行程 Sn=沖擊式模型單位飛逸轉速,一般取n11R=70；單位流量Q11可表示為射流直徑計算 或m水斗數計算m噴嘴直徑計算m轉速計算r/min流量計算m3/s圓周速度系數K圓周速度u；飛逸轉速計算nR=n11Rr/min比轉速計算水輪機效率修正 混流式和定槳式水輪機效率修正: 轉槳式水輪機效率修正：式中： ηmax—模型最高效率。 DM、DT—模型、真機轉輪直徑,m； Hm、H—模型機試驗水頭、真機水頭，m。對于混流式和定槳式水輪機，η=ηM+△η；對于轉槳水輪機：轉槳式水輪機輪葉轉角不同時，最高效率也不一樣，為簡化計算,各個轉角取等修正值△η。,選取符合條件的模型曲線,按單位流量大的模型為優先計算,得出水輪機型號、直徑、轉速、效率等進行對比。采用Excel表格進行簡單的計算、比較、確定直徑等工作非常方便，對減少工作的時間，提高工作效率有一定的幫助。水輪機選型參數計算過程，若采用手工計算,非常繁復、費時費力、工作效率較低。在此通過Excel中的公式編輯進行選型計算,填入相應已知參數：水頭、發電機出力、發電機預估效率等,即可快速得出計算結果,較手工計算更為方便。在手上無水輪機選型電算軟件的情況下，能比較好的提高工作效率；同時對于編制、整理、查找模型曲線數據有一定幫助(此表格根據水利網“不惑駒水輪機選型”稍做修改)。在水輪機選型中注意如下幾點：(1).~；(2).選擇模型最優點單位轉速及“最優點單位轉速177。(5~10)”做為試算的單位轉速范圍；(3).通過計算比較,找出在符合條件的模型曲線中額定轉速較高、轉輪直徑較小、效率較高的水輪機模型曲線做為最優選；(4)將不符合水頭段的模型曲線型號剃除。(5).考慮按標準直徑系列選擇轉輪直徑；考慮已制造的相同型號、相近轉輪直徑的借用。水輪機選型算例如下：已知Nf=4000KW，ηf=。水頭分別為:100米，96米，93米，90米；進行選型計算。、蝸殼、尾水管尺寸、調速器及油壓裝置的選擇。(1)水輪機重量計算不包括調速器、油壓裝置和其他附近屬設備的水輪機重量近似按下面經驗公式計算:G=KD1aHb (噸) 式中: K、b—與水頭有關的系數。 a—與直徑D1有關的系數。轉槳式混流式水頭8030~200200直徑~~~~10abKM=HmaxD13Qi39。帶蝸殼混流機Gs=KD1aHb金屬蝸殼重量Gw=M/()d輪轂比Qi’單位流量轉槳式轉輪重量GZZ=混流式轉輪重量GHL=(+(10D1))D13(2)蝸殼外形計算金屬蝸殼采用鋼板焊接，蝸殼斷面為圓形，當蝸殼尾部用圓斷面不能和座環蝶形邊相連接時，采用橢圓形斷面，蝸殼的包角一般為345度。混凝土蝸殼常用于低水頭、大流量機組，為了縮小廠房尺寸，一般采用較小的包角φ176。，包角通常為?176。=180~270176。,其中180176。包角較常用。連接蝸殼的座環有兩種：一種是帶蝶形邊座環；一種是無蝶形邊座環。采用帶蝶形邊座環時，其錐角為55度。根據《水輪機設計手冊》中蝸殼水利計算公式，及《水輪機》中的座環尺寸設計值初定。蝸殼的分節數見下表：轉輪直徑D1(米)金屬蝸殼分節數各節角度混凝土蝸殼包角與水頭關系≤22015水頭H蝸殼包角2~20~2313~1525135~225~23~2810~1425~40225~270~28~357~13一般情況下最小包角為180176。混凝土蝸殼設計時角度可按下表范圍選擇：m≤nmnn=0蝸殼橫向總寬B值γ=20~35176。γ=10~20176。γ=10~15176。?≤180? =200~225? 225δ=20~30176。一般取30176。δ=0B=Rb+B=Rb+按具體條件定 蝸殼如設有支墩，則支墩出水邊至機組中心線的距離應保持L。(1) 金屬蝸殼計算示例已知某混流式水輪機的參數如下:設計水頭Hr=127m。設計流量Qr=。水輪機轉輪直徑D1=。水輪機蝸殼平面尺寸。根據水輪機工作水頭Hr=127m,選擇φ176。=345176。的金屬蝸殼。查河海大學 劉大愷《水輪機》第三版，金屬蝸殼設計,固定導葉外切圓直徑Da=~；固定導葉內切圓直徑Db=~。Da、Db座環進口和出口處直徑與水輪機轉輪尺寸D1的比值,當D1。根據 史振聲主編的《水輪機》列表求解金屬蝸殼斷面： 金屬蝸殼簡單計算 單位：米進口包角φ176。345流量Q水頭H127流速系數K(查蝸殼進口流速系數與水頭關系曲線2)蝶形邊半高h=(bo+)/2蝸殼分節角度15固定導葉蝶形邊K取值固定導葉外圓半徑Ra=座環外圓半徑進口斷面流量進口斷面流速進口斷面面積進口斷面外徑 55176。錐角頂點半徑 ra=Rohctg55進口斷面中心距 進口斷面外徑 =+S=h/cos55cos551/sin55ctg552ctg55tg55圓斷面半徑ρS 時斷面形狀改為橢圓形176176。小于此角度換成橢圓橢圓斷面長半徑中心距a1=Ra+*ρ橢圓斷面橢圓短徑橢圓面積當量A=πρi2+d2tg55橢圓斷面長徑橢圓斷面短半徑中心距橢圓斷面外徑 金屬蝸殼計算 單位：米斷面號φiφi/C2R0φi/C2R0φi/Ch2(2R0φi/Ch2)^XiXi2圓形ρi圓形ai外徑Ri1345 2330 3315