水輪機的畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 rH —— 設計水頭， rH =； 1n? —— 單位轉速修正值，取 1n? =0。 B 點在 39。1,mrn 水平線上，在其上查找點 39。1( , )mmQ? ，計算功率 39。1tN ，并作輔助曲線39。39。11()ttN f Q? ，即： 水輪機型號HL260/A244 轉輪直徑)(1cmD 效率修正值 Δη 單位參數修正值 39。139。1mnn? 39。1m? 是否修正 方案一 270 % % % 否 方案二 190 % % % 否 14 西華大學畢業設計說明書 39。 39。 39。 39。1 1 , 1 , 19 .8 1 9 .8 1 ( ) ( )ti ti ti m i m iN Q Q Q? ? ?? ? ? ? ? ?， 而 39。1, 2 3/21tr rNN DH?，在輔助曲線上有一個 39。1trQ， 與之對應，從而得到39。 39。 39。1 , 1 , 1m r t rQ Q Q? ? ?，將 39。1,mrQ 的值返回到模型綜合特性曲線圖上與 39。1,mrn 線相交于 B 點，即為真實工況點。各種方案計算結果如下： (1) HL260/A244 方案一：轉輪直徑 1D =270cm，轉速 n= min/r min/ 39。 ,1 rHnDnrtr???? KWHD NN rtr 39。 ,1 ???? 表 輔助曲線 1139。 ( 39。 )ttN f Q? 計算數據表 輔助曲線如圖 所示。 m? ??? ??? m m 1111?( 3m/S) 39。,1tN (KW) 15 西華大學畢業設計說明書 圖 輔助曲線 39。39。11()ttN f Q? 找出 B 點位置為 Q= 3m /S,? = (2)HL260/A244 方案二：轉輪直徑 1D =190cm，轉速 n=250 min/r 表 輔助曲線 1139。 ( 39。 )ttN f Q? 計算數據表 m i n/38 39。,1 rHnDn rtr ???? KWHD NN rtr 39。 ,1 ???? 輔助曲線如圖 所示。 m? ??? ??? m m 1111?( 3m/S) 39。,1tN (KW) 16 西華大學畢業設計說明書 圖 輔助曲線 39。39。11()ttN f Q? 找出的 B 點的位置為 Q= 3m /S,? = 工作范圍的檢查 最大水頭 maxH 下，對應一個 39。1minn ；最小水頭下 minH 下，對應一個 39。1maxn 。這 2 條直線之間應包含主要綜合特性曲線的優效率區；同時， B 點應在最優工況點的附近，則可認為所選擇的 1D 和 n 是合理的、正確的，否則應重新選擇 1D 和 n 的值。 模型機的單位轉速為： 39。39。111minDnnH? ? ? 式中： n— 額定轉速， r/min； 1D — 真機的轉輪直徑， m； 39。1—n? 單位轉速修正值； —i H 水頭，分別取 mHH i ax ?? 和 mHH i in ?? 。 下面分別求出各種方法下的 39。1minn 和 39。1maxn 大小，計算結果見表 。 17 西華大學畢業設計說明書 表 39。1minn 和 39。1maxn 大小 水輪機型號 轉輪直徑 1D （ cm） ( /min)nr轉 速 39。1min/min)nr 39。1max( /min)nr HL260/A244 270 190 250 300 各方案的工作范圍及真實工況點 B 如下： 圖 各方案的工況范圍和真實工況點 18 西華大學畢業設計說明書 根據運行轉速區間圖可以看出轉輪型號 HL260 裝機一臺在額 定轉速 和裝機二臺在額定轉速 250r/min 時最大轉速和最小轉速所包圍的區間包含了模型綜合特性曲線的最優效率區，而轉輪型號 HL260 裝機一臺在額定轉速為 機二臺在額定轉速 300r/min 時，最大轉速和最小轉速所包圍的區間偏離了模型綜合特性曲線的最優效率區，所以排除轉輪型號 HL260 裝機一臺額定轉速 二臺額定轉速 300r/min 方案。綜上各種方案的工作范圍和真實工況點的檢查，可以選擇出 HL260/A244 裝機一臺轉輪直徑 mmD 27001 ? ，轉速 n=輪直徑 mmD 19001 ? ，轉速 n=250r/min 兩種方案。 確定水輪機導葉的最大開度 對于中小型機組：由于簡化結構的需要，常常使得010 ，?D減少，使得模型與真機之間的幾何相似關系遭到破壞，此時不能利用幾何相似關系進行導葉開度的計算。為了使真機與模型機 導水機構水流運動相似，只有使模型機與真機的導葉出流角相等，即保證 t0m0 ?? ? 。 ??? kbgnQn h *60ta 039。139。10 ?? 式中： 0? —— 導葉出流角 K, ? —— 考慮導葉的擠壓、水流的粘性及環量損失等的影響系數。通常k=,對于最優工況 ? =~，對 于限制工況 ? =~1。 39。139。1nQ —— 分別帶最優工況和限制工況下的流量和轉速。可以得出最大開度和最優開度下的出流角。 計算結果： ?? ? ?? ? 計算水輪機的設計流量 rQ 19 西華大學畢業設計說明書 rQ 的計算式 HNtFr ?? 式中： FN —— 水輪機的軸功率， kw； rH —— 設計水頭， m； t?—— 設計工況點 B 點的真機效率。 方案一計算得： rQ = sm/3 方案二計算得： rQ = sm/3 smqsmQZQ plv /56/ 3,3 ???? 式中： Z —— 機組臺數，本設計中方案一為一臺，方案二為兩臺。 plvq, —— 電站引用流量， plvq, =56 sm/3 。 所以，該設計流量滿足要求 。 確定水輪機的允許吸出高度 水輪機在不同工況下的空蝕系數 σ是不同的。所以應根據不同水頭的軸功率 即根據相應的 39。139。1nQ 值，從綜合特性去線上查找相應的空蝕參數 σ，并按下式計算： HkH s ?????? 900/10 或 HH s ）（ ?? ?????? 900/10 式中： ▽ —— 水電站水輪機安裝海拔高度， m； σ —— 各水頭下的工況點的空蝕系數； Δσ—— 空蝕系數的修正值； ?k —— 空蝕安全系數。 空蝕系數修正值可通過手冊查找，而 在進行各水頭的工況點的空蝕系數查找時， 20 西華大學畢業設計說明書 需作輔助曲線 39。139。139。1 )( tttt fN ??? ，為此列表計算，結果見表 ，并得出各水頭下的輔助曲線。且在各水頭下，2/32139。1 it HD NN ?為已知，從輔助曲線上即可找到該水頭下的輔助曲線。且在各水頭 下付出額定功率的工況點，從而得到其空蝕系數。 列表計算時，包括了 mH ? ， mH 322 ? ， mHr 38? ， mH 454 ? ， mH ? 五個水頭。 方案一： mmD 27001 ? n= 表 各水頭下的輔助曲線 Hi mH ? mH 322 ? it HDnn 139。1 ? 39。139。1 tm nn ? m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN 1 1016 990 2 1107 1067 3 1169 1093 4 1225 1130 5 1290 1223 6 1322 1250 7 1353 1275 8 1380 1320 Hi mHr 38? mH 454 ? it HDnn 139。1 ? 39。139。1 tm nn ? m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN 1 940 858 2 982 890 21 西華大學畢業設計說明書 續表 根據查出的數據，畫出 39。39。1t 1()tN f Q? 曲線，見圖 ： （ a） mH ? (b） mH 322 ? 3 1014 922 4 1048 985 5 1142 1047 6 1179 1103 7 1215 1143 8 1243 1184 Hi mH ? it HDnn 139。1 ? 39。139。1 tm nn ? m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN 1 741 2 803 3 870 4 932 5 1061 6 1123 7 1215 8 1308 22 西華大學畢業設計說明書 (c) mHr 38? (d) mH 454 ? (e) mH ? 圖 輔助曲線 39。39。1t 1()tN f Q? 各水頭下的 39。39。1t 1()tN f Q? 曲線，再根據 39。1ti 2 3/21 NiN DH?錯誤 !未找到引用源。 值查出對應的單位流量 錯誤 !未找到引用源。 ，再將各水頭下單位流量的和對應的單位轉速值查 HL260/A244 綜合效率特性曲線，依次得出各空蝕系數 ,空蝕系數修正值經查《水輪機》取值為 ： 1?? ， 2?? ， 3?? ， 4?? ， 5?? 在各水頭下，計算水輪機的吸出高度 sH ，見表 。 表 水輪機吸出高度 sH iH （ m) mH ? mH 322 ? mHr 38? mH 454 ? mH ? σ sH (m) 23 西華大學畢業設計說明書 則 sH = mini}{ sH = 方案二： mmD 19001 ? n=250r/min 表 各水頭下的輔助曲線 Hi mH ? mH 322 ? it HDnn 139。1 ? 84 39。139。1 tm nn ? 84 m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN m? t? )/L39。1 SQt（ )Kw39。1（ tN 1 1030 970