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《水輪機(jī)的相似原理及特性曲線》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://sdz.zjwchc.com/第三章水輪機(jī)的相似原理及特性曲線第一節(jié)水輪機(jī)的相似原理概述一、幾個(gè)基本概念1、水輪機(jī)特性水輪機(jī)在不同工況下運(yùn)行時(shí)，各運(yùn)行參數(shù)(H，Q，n，N，η，б)及這些參數(shù)之間的關(guān)系，稱水輪機(jī)的特性。由于水輪機(jī)水流條件復(fù)雜，研究水輪機(jī)的特性需要理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://jpkc.zjwchc.com/sdz2、模型試驗(yàn)原型：尺寸大，試驗(yàn)困難，不經(jīng)濟(jì)。模型：(D:250～460mm，H：2～6m)3、相似理論研究相似水輪機(jī)之間存在的相似規(guī)律，并確
2、立這些參數(shù)之間的換算關(guān)系的理論。浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://sdz.zjwchc.com/二、水輪機(jī)相似條件1、幾何相似：過(guò)流通道幾何形狀相似(1)過(guò)流通道的對(duì)應(yīng)角相等：βe1＝βe1M；βe2＝βe2M；Φ＝ΦM……(2)對(duì)應(yīng)尺寸成比例：D1/D1M＝b0/b0M＝a0/a0M＝…….(3)對(duì)應(yīng)部位的相對(duì)糙率相等：△/D1＝△M/D1M幾何相似的一套水輪機(jī)系列——輪系。同一輪系的水輪機(jī)才能建立運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://sdz.zjwchc.com/2、運(yùn)動(dòng)相似：(1)過(guò)流通道的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的
3、速度方向相同。(2)過(guò)流通道的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的速度大小對(duì)成比例，即速度三角形相似。同一輪系水輪機(jī)，保持運(yùn)動(dòng)相似的工作狀況——相似工況3、動(dòng)力相似(壓力、慣性力、重力、摩擦力等)同一輪系水輪機(jī)，水流對(duì)應(yīng)點(diǎn)所受的同名作用力方向相同、大小成比例。浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://sdz.zjwchc.com/第二節(jié)水輪機(jī)的相似率、單位參數(shù)和比轉(zhuǎn)速一、水輪機(jī)的相似定律相似定律：水輪機(jī)在相似工況下運(yùn)行時(shí)，各工作參數(shù)(H、n、N、η)之間的固定關(guān)系。建立模型與原型水輪機(jī)各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系。1、轉(zhuǎn)速相似律：即原型和模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。浙江水專國(guó)家
4、精品課程《水電站》http://jpkc.zjwchc.com/sdz2、流量相似律：幾何相似、相似工況下流量之間的關(guān)系。(a=aM)3、出力相似律即原型和模型水輪機(jī)出力之間的關(guān)系。均為固定值，QM可以測(cè)得，若η0M、ηsM、η0、ηj已知，可求出Q。浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://sdz.zjwchc.com/二、單位參數(shù)(在不同輪系之間進(jìn)行比較)將模型試驗(yàn)結(jié)果化成為D1M=1m，HM=1m標(biāo)準(zhǔn)情況下的參數(shù)—單位參數(shù)，分別用表示。假定：(實(shí)際上，原型效率大于模型效率，需修正)浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://jpkc
5、.zjwchc.com/sdz1、單位流量2、單位轉(zhuǎn)速3、單位出力浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://jpkc.zjwchc.com/sdz通常用Q1'，n1'表示水輪機(jī)的運(yùn)行工況。當(dāng)幾何相似，單位流量和單位轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)相等時(shí)，兩個(gè)水輪機(jī)工況相似。對(duì)同一輪系水輪機(jī)在不同的工況下單位參數(shù)分別為一常數(shù)(工況不同，單位參數(shù)不同)。單位參數(shù)由模型試驗(yàn)得出→原形水輪機(jī)的參數(shù)(相應(yīng)工況)。水輪機(jī)在最優(yōu)工況下的單位參數(shù)——最優(yōu)單位參數(shù)，用(Q'10,n'10,N'10)表示。浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://sdz.zjwchc.com/三
6、、水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速定義：同一輪系水輪機(jī)，當(dāng)其工作水頭H=1m，出力N=1kW時(shí)，所具有的轉(zhuǎn)速。是表示水輪機(jī)特征的一個(gè)綜合參數(shù)(與D1無(wú)關(guān))，能將水輪機(jī)的各個(gè)參數(shù)n、H、N之間的關(guān)系綜合反映出來(lái)，代表了水輪機(jī)的輪系特征。ns隨工況變化，一般按Hr、Ne、ne確定該水輪機(jī)輪系的特征參數(shù)。浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://jpkc.zjwchc.com/sdz水輪機(jī)牌號(hào)中的轉(zhuǎn)輪型號(hào)，即是比轉(zhuǎn)速。不同的輪系，有不同的比轉(zhuǎn)速。目前，各種類型的水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速的大致范圍為：貫流式：ns=600-1000軸流式：ns=200-850斜流式：ns=15
7、0-350混流式：ns=50-300水斗式：ns=10-35(單噴嘴)浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://jpkc.zjwchc.com/sdz不同比轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)輪形狀浙江水專國(guó)家精品課程《水電站》http://jpkc.zjwchc.com/sdz討論：相似水輪機(jī)，工況相似，ns相同。不同的ns，反映不同輪系水輪機(jī)特征。當(dāng)H一定時(shí)：ns↑→N↑→n↑。機(jī)組尺寸縮小，投資減少，因此提高比轉(zhuǎn)速可以降低造價(jià)。當(dāng)H和N一定時(shí)，ns越高，空蝕系數(shù)越大，需要增加廠房開挖。比轉(zhuǎn)速增加，單位流量增加，b0/D1增大，葉片數(shù)目減少。浙江水專國(guó)家精品課程
8、《水電站》http://sdz.zjwchc.com/第三節(jié)水輪機(jī)的效率換算與單位參數(shù)修正一、效率換算經(jīng)驗(yàn)公式前面的單位參數(shù)公式是假定在相似工況下，η=ηM，但實(shí)際上η>ηM(約
