水輪機的特性曲線

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1、第5章水輪機的特性曲線第一節(jié)特性曲線的類型第二節(jié)水輪機模型綜合特性曲線繪制第三節(jié)水輪機運轉綜合特性曲線繪制第四節(jié)水輪機飛逸特性第五節(jié)水輪機的軸向水推力水輪機的內特性與外特性水輪機內特性水輪機內部流場：轉輪內部流速、壓力分布，邊界層內流動，空化位置及強度。水輪機外特性水輪機所表達的性能：效率、過流量、空蝕、振動等。關于水輪機性能的概括水輪機只有一個最優(yōu)工況，一般對應無撞擊進口和法向出口。偏離設計工況時，不管水頭變化還是負荷（導葉開度變化），水輪機效率都會降低。水輪機的性能與比轉速有密切關系。不同nS的水輪機，有不同的流量特性、效率特性與空

2、化特性不同?；炝魇?、定槳式水輪機葉片角度不能調整，工況變化的適應性差；轉槳式水輪機可與水頭、導葉開度雙協(xié)聯，有寬廣的高效區(qū)。水輪機的空化特性與水輪機的nS有關，同時與水輪機的工況有關，一般在最優(yōu)工況附近空化系數較小，大流量時空化系數大，小流量和低水頭時，由于偏離設計工況而產生脫流，空化往往也會很嚴重。固定葉片水輪機在部分負荷時存在一個振動區(qū)，是由于空腔空化所造成，振動區(qū)一般在40%～55%開度范圍。水輪機特性曲線的意義水輪機特性曲線與水輪機特性之間的關系水輪機特性曲線是水輪機的“心電圖”，它通過一些外在的現象以圖形方式表述了水輪機的特性

3、。當一個人心臟有問題時，可以從他的心電圖上反映出來。同樣，當一個水輪機有問題時，可以從它的特性曲線上反映出來。1）不同類型的水輪機，不同的水輪機，其特性曲線不同。2）水輪機不同工況下，水輪機的特性不同，其特性曲線不同。3）水輪機各種性能之間是有內在聯系的，水輪機特性曲線上的各種曲線，也有密切的內在聯系。4）水輪機特性曲線是進行水輪機選型設計，指導水輪機運行的重要工具。第一節(jié)水輪機特性曲線的類型特性曲線表達形式：線性特性曲線：表達水輪機某2個參數之間關系的曲線：例如：Q=f（ao）、Q11=f（n11）綜合特性曲線：表達水輪機多參數之間相

4、互關系的曲線：例如：特性曲線表達對象：模型特性曲線：表達模型水輪機特性的曲線，常以單位參數為變量。如：P11=f（Q11，n11）運轉特性曲線：表達原型水輪機運轉特性的曲線，以原型參數為變量。如：P=f（H，Q）一、水輪機線性特性曲線工作特性、轉速特性、水頭特性1、工作特性曲線：表示水輪機工作在固定的轉速n下的特性而繪制的曲線。在H、P、Q、中任何一個為自變量的特性曲線。有開度特性、出力特性，流量特性?？蛰dPQ空載空載a出力特性流量特性開度特性出力特性:1）開度增大流量增大、出力增大，接近最大出力時，曲線變陡。開度增大好多流量和出力才

5、增加一點2）空載開度下，出力為零，流量為空載流量。空載Q空載ao流量特性：1）開度增大，流量增大；2）小于空載流量時出力效率均為零?？蛰d流量Q開度特性：1）開度增大流量增大；曲線越大越緩2小于空載開度時效率出力均為零；3）開度最大時，出力不一定最大。出力最大效率不一定最大空載開度2.轉速特性曲線水輪機的導水葉開度和水頭H為某常數時，水輪機的流量Q、出力P及效率η與轉速n之間的關系。偏離最優(yōu)轉速時，出力、效率降低。根號H=nDQ=D方根號HP=D方H322.轉速特性曲線：各開度下均存在一個最優(yōu)轉速，小于或大于最優(yōu)轉速，出力與效率都會降

6、低。nn0501001502002503003503、水頭特性曲線流量隨著水頭的增高而增大出力隨著水頭的增高而增大出力效率為零水輪機在轉速n、導水葉開度為某常數時，其出力P、流量Q及效率η與水頭H之間的關系空載水頭二、水輪機模型綜合特性曲線水輪機模型綜合特性曲線的特點：1）通過模型試驗而獲得的水輪機特性（外特性）；2）綜合表示水輪機能量指標、空化性能等；3）以單位流量、單位轉速為坐標系的標準表達形式。在以n11、Q11為縱、橫坐標軸的直角坐標系中同時繪出等效率線、，等開度線以及等空化系數線，對于轉槳式水輪機還繪出等葉片轉角線，這些等值線

7、表示出了同系列水輪機的各種主要性能，故稱之為水輪機的主要綜合特性曲線。這種主要綜合特性曲線一般由模型實驗的方法獲得，因此，又稱之為模型綜合特性曲線。1.混流式水輪機模型綜合特性曲線由等效率曲線、等開度線、等空化系數線與出力限制線所構成。=141822240.20.250.3088%90%92%5%出力限制線n11Q11混流式水輪機模型綜合特性曲線由等效率曲線、等開度線、等空化系數線與出力限制線所構成。2、軸流轉槳式水輪機模型綜合特性曲線等葉片轉角線141822260.50.60.7等開度線n11Q11轉槳式水輪機模型特性曲線轉槳式水輪機

8、模型綜合特性曲線上標有等效率線、等開度線、等葉片轉角線、等空化系數線。由等線與等線可以找出導水開度與葉片轉角的最佳協(xié)聯方式。3、沖擊式水輪機模型綜合特性曲線沖擊式水輪機模型綜合特性曲線由等效率線（η＝常數