水力机械复习资料
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水力机械基本知识(混流式、轴流式、可逆式及水泵)一、水力机械简介液体通过水力机械其本身能量获得增加的称为水力工作机(各类型泵);液体通过水力机械其本身能量减少的称为水力原动机(各类型水轮机);液体通过水力机械其本身能量既无增加又无减少的称为液力传动机。
我们工作范围主要是各种水轮机、混流泵及水泵水轮机。
到目前为止我们国内水力发电机组常用机型有以下几种:混流式水轮机:应用水头范围从四十多、五十米水头左右到五百米左右,五十米到三、四百米水头段,我们的水平已经和国外先进水平相近,具有同等的竞争实力,但是在四百多到五百米左右水头段我们现在还没有好的转轮,还有待于我们进一步努力,开发出高水平的转轮。
轴流式水轮机:应用水头从十几米到四十多米左右,我们水平和国外相比还有很大差距,现在我们正在努力,根据我们最近几年研究发现,差距形成的原因不在水力设计而是在模型试验,模型加工方面,我们的间隙要比国外大很多,这是我们效率低的主要原因,之所以间隙大是我们的静压轴成摆动大,另外我们试验台为水不能加压,做周六试验时空化系数小,转轮可能局部发生空化影响效率。
贯流式水轮机:应用水头从几米到十几米,我们到现在已经研制了一套装置正在进行试验,还要摸索、积累经验。
冲击式水轮机:应用水头在五百米以上,最高已经达到一千多米,我们现在虽然做过几次模型试验但还没有真正自己开发的转轮,没有进行自主研发。
可逆式水泵水轮机:我们现在接触的都是混流式水泵水轮机,应用水头在一百米以上,与冲击式水轮机相似,也是做过几次模型试验,虽然尝试过自主开发,但效果不理想,现在通过打捆招标有所进步,已经开始自行设计研究。
混流泵:只针对哈三电厂冷却泵进行过改造效果很好。
核电站循环泵:还没有开展工作核潜艇循环泵:还没有开展工作在水力机械术语中经常用到如下参数:1、水头或扬程H:水力机械进、出口断面处介质单位机械能(每单位重量的介质(如水)的机械能e=p/γ+z+v2/(2g))之差。
填空题:1水利机械的分类:(按能量转换方式)(1)水力原动机:如水轮机。
(2)水力工作机如:水泵。
(3)可逆式水利机械:(水泵水能机)即可作水能机又可作水泵工作,用于二机组式抽水蓄能电站。
(4)水力传送装置:如水轮泵的齿轮,叶片的转动。
(5)水力推进器:如船舶螺旋桨。
2水轮机的特征水头1最大工作水头2最小工作水头3设计水头(计算水头)Hr4加权平均水头。
3反击式水轮机类型:按转轮区水流相对于主轴方向不同可分为混流式(水轮机水流径向流入、轴向流出转轮;适用水头范围为30-700m。
)轴流式(水流轴向流入流出转轮;根据浆叶是否可以转动可分为转桨式(工作水头3—80米)和定桨式(工作水头3—50米)两种。
)、斜流式(斜流式水轮机水流斜向进入斜向流出转轮;适用水头范围一般为4-120m。
)和贯流式。
4冲击式水轮机的类型:水斗式,斜击式,双击式。
5汽蚀的破坏作用:机械破坏,化学反应破坏,电解作用破坏。
6水轮机模型与原型之间主要是考虑的水流运动之间的相似,包括几何相似、运动相似和动力相似。
7水轮机的损失:水力沿程损失,漏水容积损失和机械摩擦损失。
8几何形状相似包括:(1) 过流通道的所有对应角相等;(2) 所有对应尺寸成比例;(3)相对糙度相同。
9混凝土蜗壳:断面呈梯形,特别适用于低H大Q的ZL水轮机。
1、Hmax≦40m,为节省钢材,蜗壳用钢筋混凝土浇筑,简称砼蜗壳。
2、当Hmax>40m,蜗壳内壁可用钢板衬砌,作为防渗与磨损的保护层,厚10-16mm。
金属蜗壳:适用于Hmax>40m时,其断面为圆形,多用于中高水头的HL水轮机。
铸钢蜗壳:适用于H>200m或D1>3m时。
10混流式水轮机的模型综合特性曲线包括:等开度线、等效率线、5%出力限制线、等汽蚀系数线。
11轴流转桨式水轮机的模型综合特性曲线包括:等开度线、等效率线、等汽蚀系数线、等叶片装置角Φ线。
12水泵的种类:叶片式水泵、容积式水泵、水锤泵、射流泵等。
第一章1、水轮机的工作参数有哪些?这些参数的含义?工作水头:水轮机进口断面和尾水管出口断面处单位重量水流的能量只差;流量:水流在单位时间内通过水轮机的体积;出力:水轮机的输出功率;效率:水轮机的出力与输入功率的比值;工作力矩和转速:用来客服发电机对主轴形成的阻力矩2、水轮机的主要类型:反击式、冲击式3、反击式水轮机包含哪些类型?混流式水轮机、轴流式~、斜流式~、贯流式~4、冲击式水轮机包含哪几种?水斗式水轮机、斜流式~、双击式~5、HL与ZZ在工作上的区别?HL利用导叶,ZZ利用导叶和叶片6、反击式水轮机的构造:蜗壳,导水机构,转轮,尾水管7、按水流顺序说出水轮机的构造:蜗壳,座环,活动导叶,转轮,尾水管8、HL式水轮机转轮的组成?上冠,叶片,下环,止漏环,泄水锥9、水流从止漏环流走的瞬时称容积损失,对应容积效率用ηr表示10、HL式导水机构的工作原理?根据机组负荷变化调节水轮机的流量,以改变水轮机输出功率,并引导水流按必须的方向进入转轮,形成一定的速度矩11、HL式座环的位置及作用:位置:位于活动导叶外侧作用:重要的承重部件,荷载传到基墩后传给座环12、在轴流转浆式水轮机中叶片转角用φ表示13、水斗式水轮机的构造:喷灌,折流板,转轮,机壳,尾水槽14、折流板的作用?减小水锤压力15、反击式,冲击式水轮机的不同?反击式水轮机通过导叶调节流量,轴流转浆式还有叶片调节冲击式水轮机通过针阀调节流量16、导叶开度的概念?单位?相邻两导叶之剑可以通过的最大圆柱体直径,单位cm17、导叶高度用b0表示,导叶相对高度b0=b0/D18、各型水轮机的标称直径?混流式,转轮叶片进口边上最大直径斜流,轴流,贯流式,与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径冲击式,转轮与射流中心线线切处的节圆直径19、水轮机型号的表示及意义:Hl220-LJ-250 转轮型号为220的混流式水轮机,立轴,金属蜗壳转轮直径为250cm 2CJ20-W-120/2X10 转轮型号为20的水斗式水轮机,一根轴上装有2个转轮,卧轴,转轮直径为120cm,每个转轮具有2个喷嘴,射流直径为10cm20、混流式水轮机的进水设备室蜗壳,出事设备是尾水管21、冲击式水轮机反击式水轮机的区别?原理上:冲击式只利用动能,反击式利用动能又利用势能结构上:冲击式没有蜗壳,反击式有蜗壳调节流量,冲击式利用针阀调节流量,反击式利用导叶第二章1、(1)相对运动:水流质点沿叶片的运动。
水力机组辅助设备考试重点完全归纳总结第一章水轮机进水阀及其操作系统1.什么是主阀?作用?设置条件?主阀:在水轮机的过水系统中,装置在水轮机蜗壳前的阀门通称为进水阀(又称主阀)。
作用:(1)岔管引水的水电站,构成检修机组的安全工作条件。
(2)停机时,减少机组漏水量和缩短重新启动时间。
(3)防止飞逸事故的扩大。
设置条件:(1)当一根输水总管供给几台水轮机用水时,应在每台水轮机前设置进水阀。
(2)对水头大于120m的单元输水管,可以考虑设置输水管。
(3)对于最大水头小于120m,长度较短的单元输水管,一般装置快速闸门。
2.主阀的种类?球阀和蝶阀之间的区别?立卧轴蝶阀的特点?种类:蝶阀和球阀。
区别:(1)蝶阀优点:外形尺寸小,重量轻,结构简单,造价低,操作方便;缺点:影响水流流态,造成一定的水力损失。
(2)球阀优点:密封严密,漏水量少,不易磨损,全开时水力损失很小,操作规程力较小,有利于动水紧急事故关闭。
缺点:结构复杂,重量大,体积大,造价高。
特点:(1)空间上:立轴小于卧轴(厂房面积)(2)立轴蝶阀的下部轴承容易沉积泥沙,卧轴无此问题。
(3)立轴的操作机构在顶端,易于防潮;卧轴工作条件较差。
(4)立轴可分件吊装,卧轴需整体吊装。
(5)立轴需要一个强度很大的轴承支撑,卧轴无需。
3.旁通管(阀),空气阀,伸缩节的作用?旁通管(阀):制造静水开启条件。
主阀开启时减少力矩,消除在动水下的振动。
空气阀:关闭时向蝶阀后补气,防止钢管因产生真空而遭致破坏,开启前向阀后充水时排气。
伸缩节:便于安装及检修,温度变化时钢管有伸缩的余地。
4.主阀的操作方式?油源的取得?看懂系统图。
主阀操作方式:进水阀的操作系统,按操作力的不同,一般有手动操作、电动操作、液压操作三种类型。
低水头和小直径,检修用的阀门采用电动操作;事故用的阀门用液压通过配压阀,接力器操作;一些不要求远方操作的小型阀门,采用手动操作。
油源的取得:压力油源的取得方式,要根据电站特点慎重选择,可采用专门的油压装置供给数台蝶阀启闭之用。
水工知识七:水力机械
1.什么是水力机械?分为几类?
在液体的水和固体机械之间进行机械能转换的机械称为水力机械。
水力机械可分为水力原动机、水力工作机、可逆式水力机械、液力传动装置和水力推动器等五类。
前两类是大体的,而后三类是派生的。
2.水轮机有哪些工作参数?
水轮机的大体工作参数有水头、流量、转速、出力和效率。
水轮机水头是指水轮机入口断面与其出口断面的单位重量水流能量的差值,用H表示,单位为m。
水轮机流量是指单位时刻内通过水轮机过水断面的水流体积。
水轮机转速是指水轮机主轴每分钟旋转的次数。
水轮机出力是指水轮机轴端输出的功率。
水轮机效率是指水轮机出力与水流出力之比。
3. 水轮机有哪几种类型?
水轮机可分为还击式和冲击式两大类。
还击式水轮机包括混流式水轮机(HL)、轴流定桨式水轮机(ZD)、轴流转桨式水轮机(ZZ)、斜流式水轮机(XL)、贯流定奖式本轮机(GD)和贯流转桨式水轮机(GZ)六种型式。
冲击式水轮机包括水斗式(切击式)水轮机(CJ)、斜击式水轮机(XJ)和双击式水轮机(SJ)三种形式。
4.什么是还击式水轮机和冲击式水轮机?
将水流的位能、压能和动能转换成固体机械能的水轮机称为还击式水轮机。
将水流的动能转换成固体机械能的水轮机称为冲击式水轮机。
5.混流式水轮机的特点及适用范围?。
水力机械期末考试复习题一、基本概念1.(1)水力机械(2)水力原动机(3)水力工作机(4)水轮机(5)水轮机工作水头、毛水头、出力(6)反击式水轮机、混流式水轮机、轴流式水轮机、斜流式水轮机、贯流式水轮机(7)冲击式水轮机、水斗式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机(8)导叶开度、最大开度(结构、允许)、导叶相对高度(9)固定式导叶(10)活动式导叶( 11)冲击式水轮机的针阀、折流板2.(12)水流速度三角形(13)骨线(14)轴面(15)速度矩(16)速度环量(17)水轮机最优工况(18)无撞击进口工况、法向出口工况(19)尾水管动能恢复系数(20)空化(21) 汽蚀(空蚀)、超汽蚀(22)汽蚀系数(23)水轮机的理论吸出高度:是转轮叶片上压力最低点到下游水面的垂直高度。
3.(24)几何相似(25)运动相似(26)动力相似(27)单位参数(28)水轮机的比转速:同一轮系中的水轮机,当其水头H=1m、出力N=1kw时所具有的转速。
(29)飞逸转速、轴向力4.(30)装置汽蚀系数:当水轮机的吸出高为[H s]时,相应的汽蚀系数称为装置汽蚀系数(31)蜗壳进口断面、鼻端、蜗壳包角(32)尾水管5.(33)水轮机调节P108(34)调速器:进行水轮机调节的装置。
6.(35)单吸泵、双吸泵(36)单级泵、多级泵(37)允许吸上真空高度、汽蚀余量(38)水泵的比例率7.(39)纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站(40)四机分置式机组、二机可逆式机组二、问答题1.各种类型水轮机的标称直径是如何规定的?2.什么是水力机械?分为哪几类?水力机械可分为水力原动机、水力工作机、可逆式水力机械、水力传动装置和水力推进机械等五类。
前两类是基本的,而后三类是派生的。
3.水轮机有哪些工作参数?4.水轮机有哪几种类型?水轮机可分为反击式和冲击式两大类。
反击式水轮机包括混流式水轮机(HL)、轴流定桨式水轮机(ZD)、轴流转桨式水轮机(ZZ)、斜流式水轮机(XL)、贯流定桨式水轮机(GD)和贯流转桨式水轮机(GZ)六种型式。
一级造价《水利计量》第四章(机电及金属结构)要点整理第一节水力机械设备一、水轮机:转轮进出口压强是否相等1)混流式水轮机:运行可靠、结构简单、效率高,是目前世界各国广泛采用的水轮机型式之一。
适用水头范围一般为30~700m,单机出力可达1000MW以上,是各种型式水轮机能设计、制造出单机容量最大的机型。
2)轴流式水轮机①轴流转桨:适用水头范围一般为3~80m,适用于低水头水力发电工程,单机组容量一般为3~200MW。
②轴流定桨:叶片固定在转轮体上,不能在运行中改变;适用水头范围一般为3~50m,单机容量为2~50MW。
二、水轮机型号与类别:可逆式水轮机在型号后加“N”(1)XLN195-LJ-250:表示斜流水泵水轮机,转轮型号为195;立轴,金属蜗壳;转轮标称直径D1为250cm。
(2)GD600-WP-250:表示贯流定桨式水轮机,转轮型号为600;卧式,灯泡式引水;转轮标称直径D1为250cm。
(3)2CJ30-W-120/2×10:表示一根轴上有2个转轮的水斗式水轮机,转轮型号为30;卧式;转轮标称直径(节圆直径)为120cm,每个转轮有2个喷嘴,设计射流直径为10cm。
水轮机的主要过流部件1)引水机构(引水室):是水流进入水轮机所经过的第一个部件,通过它将水引向导水机构,然后进入转轮。
对反击式机组,其引水机构即蜗壳;冲击式为配水管。
2)导水机构(导水叶及其操作机构):引导来自引水机构的水流沿一定的方向进入转轮,当外界负荷变化时,调节进入转轮的流量;正常与事故停机时,关闭导水机构,截住水流。
3)转动机构(转轮):是水轮机的核心部件。
4)泄水机构(尾水管):归顺水流,主要作用回收动能。
水轮机主要部件安装工序1.埋设部分(1)尾水管安装。
潮湿部位使用不大于24V的设备和灯具;尾水管里衬内应使用不大于12V的照明设备和灯具。
(2)基础环。
(3)座环。
(4)凑合节安装(基础环与尾水管之间的连接)。
水力机械课程要点及复习思考题绪论:主要内容以及要了解和掌握要点:1、能源的种类;和其他类型的能源相比,水电的特点;我国水力资源的总量及水力发电在国民经济中所占的地位;我国水力资源的分布情况、开发程度以及规划利用前景;2、水力发电的生产流程以及和水电有关的主要技术参数和技术指标;水电站的基本类型;特点;主要建筑物及布置原则概述;第一章水力机械概述:主要内容以及要了解和掌握要点:1、水轮机的基本参数;水轮机的各种水头(设计水头,工作水头,最大和最小水头)及其含义;搞清水轮机的水头和水电站的水头不是一个概念;在设计水电站时如何协调两者之间的关系2、水轮机的主要类型及其构造;水轮机分为反击式和冲击式两大类原则,每一大类又可以分为几种不同的类型;常见和常用的水轮机类型都有那些各有什么特点;掌握常见水轮机如轴流式、混流式河水斗式水轮机的主要部件有那些,名称是什么,功用是什么,这些主要部件各处在水轮机的什么位置;3、水轮机的牌号极标称直径水轮机牌和的意义,作用,水轮机牌号的常规表示方法;目前水轮机牌号的使用现状;提出水轮机标称直径的目的;不同类型的水轮机标称直径的标注方法和具体位置;第二章水轮机的工作原理:主要内容以及要了解和掌握要点:1、水流在反击式水轮机转轮中的运动;水流在反击式水轮机转轮内运动的复杂性(恒定流和非恒定流);水流和转轮叶片作用的原理;水流做功原理;对水流或流场的描述方法(解析,数值,速度三角形);速度三角形中各速度示量的含义;2、水轮机的基本方程式推导水轮机基本方程三条假定的目的与意义;控制体的选择与研究对象;力矩的轴对称性,作用力和反作用力原理;水轮机基本方程的不同表现形式和物理意义;3、水轮机的效率及最优工况水轮机效率和能量损失的关系;水轮机能量损失的几种形式;不同损失产生的原因;无撞击进口和法向出口及最优工况条件;4、尾水管的工作原理动力真空和静力真空;尾水管回收能量的方式与原理;尾水管的作用;尾水管回收能量的程度;尾水管的水力损失系数和动能恢复系数;5、水轮机的空化与空蚀水轮机空化与空蚀的研究历史;水流空化的机理;空化压力和空化温度的关系;水轮机空蚀的机理;水轮机空蚀的破坏作用;水轮机空蚀的类型;水轮机空蚀的后果及表现形式;水轮机空蚀的预防或防护措施;6、水轮机的空蚀系数、吸出高及安装高程水轮机空蚀系数的来历;水轮机空蚀系数的意义;水轮机吸出高的来历;水轮机吸出高的确定;对不同水轮机吸出高的规定;对不同水轮机安装高程的规定与计算;第三章水轮机的相似原理及特性曲线:主要内容以及要了解和掌握要点:1、水轮机的相似原理概述相似概念及研究水轮机相似的目的;水轮机的相似条件;不同相似条件所对应的含义;相似的局限性和近似性;2、水轮机的相似率、单位参数和比转速流量相似率的含义;转速相似率的含义;出力相似率的含义;导出水轮机单位参数的目的与作用;导出水轮机比转速的目的与意义;3、水轮机的效率换算与单位参数修正水轮机效率换算的目的与意义;水轮机效率换算的依据与经验性;不同水轮机效率换算公式的适用条件;水轮机效率换算后再修正的原因;水轮机单位参数的修正;4、水轮机的主要综合特性曲线水轮机模型试验的目的;水轮机主要特性曲线的作用;常见类型水轮机综合特性曲线中所标示的内容;出力限制线的意义与作用;第四章水轮机选型:主要内容以及要了解和掌握要点:1、水轮机的标准系列采用标准系列的目的;水轮机型谱的来历与演变;水轮机的尺寸系列;水轮机转速和发电机转速的关系;发电机标准同步转速的确定;2、水轮机选择水轮机选型设计的基本内容;水轮机选型设计的基本要求;水轮机选型设计需要收集和整理的基本资料;确定电站装机台数、单机容量的原则和要考虑的相关因素;确定水轮机型号、主要参数的基本方法及其适用条件;不同水轮机主要参数之间的比较及最终方案确定的一般原则;3、水轮机运转特性曲线的绘制水轮机运转特性曲线的作用;水轮机运转特性曲线的绘制方法;水轮机的最优工作区域;水电站厂内优化运行的基本概念;4、水轮机蜗壳的型式及主要尺寸的确定水轮机基本型式;不同水轮机蜗壳的特点及适用场合;对蜗壳内水流运动规律的假定;蜗壳水力计算及轮廓尺寸确定的方法;蜗壳轮廓尺寸对水电站厂房尺寸的影响;5、尾水管的型式及主要尺寸的确定常见尾水管的型式及其特点;尾水管轮廓尺寸的确定;尾水管尺寸对水电站厂房尺寸的影响;尾水管尺寸可能变动的情况及对水轮机性能的影响;第五章水轮机调速器主要内容以及要了解和掌握要点:1、水轮机调节的基本概念水轮机调节的主要任务;水轮机调节的对象;目前调速器的附加功能;水轮机调速器应满足的特殊要求;2、调速器的类型及工作原理调速器的基本类型;水轮机调速器的发展趋势;微机调速器的优点;调速器的基本工作原理;调速器的工作稳定性及静、动特性曲线;有差调节和无差调节适用的场合;3、调速器的主要设备及选择调速器的主要设备及其功用;调速器的基本系列;调速设备选择的一般原则;水力机械课程复习思考题绪论部分:1、为什么说水力发电的可调节性比较好?2、根据你对水电和火点的认识,试讨论各自的特点和水电的优势?3、和其他发电形式相比水力发电有那些特点?4、水电站的基本类型有哪些?各有何特点?5、在什么情况下可以说水力发电具有可逆性?6、什么是水电站年利用小时?7、什么是水电站的装机容量?8、什么是水电站总投资?9、坝后式水电站特点是什么?10、引水式水电站特点是什么?11、河床式水电站特点是什么?12、混合式水电站特点是什么?13、抽水蓄能水电站特点是什么?14、试论述修建水力发电工程对生态的影响15、抽水蓄能水电站在电力系统中起什么作用16、从分布和开发利用的情况来看,我国的水力资源特点有哪些?17、水轮发电机组工作的灵活性主要表现在哪些方面?第一章水轮机概述1、说出ZD600—LH—600中各字母和数字的含义2、说出HL240—LJ—550中各字母和数字的含义3、说出ZZ560—LH—1130中各字母和数字的含义4、分析在实际应用中通过调整水轮机的那些工作参数才能有效调节水轮机的出力? 调整其他工作参数为什么不现实?5、什么是水轮机的工作水头?6、按水流通过水轮机的过流顺序说出反击式水轮机的主要过流部件并简述其功用.7、反击式水轮机和冲击式水轮的分类原则是什么?8、举出几个常用水轮机的名称.9、导水机构的主要作用是什么?10、尾水管的主要功用是什么?11、反击式水轮机和冲击式水轮机的分类特点是什么?其主要类型各有哪些?12、在选择水轮机时,水电站的水头范围和水轮机的水头范围如何协调?13、水轮机的主要过流部件有哪些?其主要功用是什么?14、根据N=γHQη分析改变水轮机出力调整哪个参数比较合适?15、水轮机的最大水头和最小水头受什么因素限制?16、反击式水轮机和冲击式水轮机在工作时水流和转轮相互作用有什么不同?17、反击式水轮机的主要过流部件有那些?其主要功用是什么?18、在水轮机选择时如何考虑水电站水头范围和水轮机水头范围的协调问题?19、常用的反击式水轮机有哪几种?至少说出两种机型的过流特征20、水电站的最大、最小毛水头通常该如何确定?21、在选择水轮机时,水轮机的水头范围和水电站的水头范围是个什么样的关系?22、混流式水轮机的标称直径指的是转轮那个部位的直径?23、轴流式水轮机的标称直径指的是转轮那个部位的直径?24、对于不同类型的电站,设计水头的大致范围如何确定?25、飞逸转速是指什么而言?第二章水轮机的工作原理1、水轮机的最优工况条件是什么?2、水轮机的尾水管为什么能够回收能量?3、水轮机速度三角形中各是什么速度?为什么要引入速度三角形?4、为什么水轮机在最优工况工作时效率较高?5、简述水轮机基本方程式的物理意义.6、在水轮机中为什么会发生空化和空蚀?7、水轮机的安装高程是指水轮机那个地方的高程?8、说出水轮机转轮中流体质点运动的速度三角形里各速度的名称..9、水轮机的损失有那几种?10、水轮机空蚀的类型有那几种?11、水轮机的空蚀防护可从那几个方面入手?12、水轮机的安装高程是指什么而言?13、简述水轮机尾水管通过什么原理回收水流的能量?14、水轮机吸出高H s的上下起算点如何确定?15、水轮机在工作过程中影响效率的损失有哪些?各是由什么引起的?16、在水轮机中发生空化和空蚀的原因是什么?17、水轮机发生空蚀会引起什么样的后果?18、速度三角形中各是什么速度?分量Vm和Vu各表示什么含义?19、水轮机速度三角形中各是什么速度?为什么要引入速度三角形?20、尾水管中动力真空和静力真空是如何形成的?21、通常对水轮机空蚀的减轻和防护措施有那些?22、在确定水轮机吸出高时如何考虑下游尾水位高程?23、水轮机的最优工况条件是什么?24、水轮机空蚀的类型有哪几种?各是由什么原因引起的?25、对于混流式水轮机,吸出高的上下起算点如何确定?26、推导水轮机基本方程的三条基本假定什是么?为什么要这样假定27、引起水轮机效率降低的原因有哪些?最主要的是什么?28、尾水管中动力真空和静力真空是如何形成的?29、尾水管的恢复性能和什么有关?30、简述你对水流空化机理的认识?31、水轮机空蚀的破坏作用大致可分为几个方面?32、对于水轮机的不同工况空蚀系数是不是一个确定的值?为什么?33、证明题:证明尾水管能通过形成静力真空和动力真空回收能量34、证明题:说出推导水轮机基本方程的假设条件并推导出水轮机的基本方程第三章水轮机的相似原理及特性曲线1、你对导出水轮机单位转速和单位流量意义的认识.2、为什么在混流式水轮机的主要综合特性曲线中要有出力限制线?3、同一个系列的水轮机是指什么而言的?4、简述你对导出水轮机单位转速和单位流量意义的认识.5、什么是运动相似?6、什么是几何相似?7、什么是动力相似?8、原型水轮机和模型水轮机之间为什么要进行效率换算?9、水轮机的相似条件有哪些?具体是指什么而言?10、为什么不能认为水轮机模型和原型在工况相似时效率相等?11、为什么在混流式水轮机的主要综合特性曲线中要标出出力限制线?12、不同比转速的水轮机之间的差异主要是什么?13、在水轮机模型和原型之间参数换算中,单位参数其什么作用?14、水轮机工况相似是指什么而言15、为什么混流式水轮机的设计工况点要选在5%(或3%)出力限制线上(或附近)?16、水轮机的相似条件那些可以满足那些不能完全满足?17、水轮机的工况相似要满足什么样的条件?18、混流式水轮机的主要综合特性曲线都由哪些曲线组成?19、轴流转桨式水轮机的主要综合特性曲线都由那些曲线组成?20、为什么在轴流转桨式水轮机的主要综合特性曲线中不画出出力限制线?第四章水轮机选型:1、制订水轮机标准系列的意义是什么?2、为什么水轮机的额定转速不能随意取值?3、水轮机选型设计的基本工作内容是什么?4、水轮机选型设计的基本要求由那些?5、水轮机选型设计时需要收集和整理的基本资料包括那些?6、确定水电站机组台数和单机容量时要考虑那些因素?7、确定水轮机型号和基本参数的基本方法有哪些?8、不同的水轮机型号和参数确定方法各适用于什么情况?9、在做混流式水轮机选型设计时为什么要将设计工况点定在出力限制线附近?10、为什么要将水轮机的模型主要综合特性曲线转换为运转特性曲线?11、水轮机的运转特性曲线有哪些基本曲线组成?12、常用的水轮机蜗壳形式有哪两种?各适用于什么场合?13、用简化方法确定蜗壳的轮廓尺寸适用于什么样的情况?14、在什么样的情况下可以变动水轮机尾水管的原有尺寸?15、金属蜗壳和混凝土蜗壳各有何特点?16、在什么样的情况下可以变动水轮机尾水管的原有尺寸?通常改变的方式有哪些?17、对于不同类型的电站,设计水头和加权平均水头的大致关系是什么?18、在设计水电站时水轮机的尾水管是否可以缩短?为什么?19、为什么水轮机的转速要用标准系列的转速?20、水轮机的尾水管是否能够加长,对水轮机的性能会产生什么样的影响?21、水轮机的额定转速能否随意取值?和什么有关?22、试说出不同的水轮机型号和参数确定方法各适用于什么情况?23、常用的水轮机蜗壳形式有哪两种?各适用于什么场合?24、如果尾水管的宽度过宽导致机组段宽度过宽,应采取什么措施?25、为什么水轮机的额定转速不能随意取值?26、常用的水轮机蜗壳形式有哪两种?各有何特点、适用于什么场合?27、金属蜗壳和混凝土蜗壳各有何特点28、用简化方法确定蜗壳的轮廓尺寸适用于什么样的情况?那种假定最接近实际?29、标准弯肘型尾水管水平段的长度是否能加长和缩短?为什么?第五章水轮机调速器1、水轮机调节的主要任务是什么?2、什么是有差调节?3、什么是无差调节?4、有差调节适用于什么情况?5、无差调节适用于什么情况?6、有差调节和无差调节各有何特点?7、一般调速器的附加功能都有哪些?8、水轮机调速设备的主要部件有哪些?9、调速器的主要类型有哪些?。
水轮机总复习第一章、绪论一、 基本概念1、 水轮机的概念:将水流机械能转换为固体旋转机械能的水力机械称为水轮机。
2、 水力原动机与水力工作机:利用水能做功的水力机械; 把其他能量转变为水能的水力机械,如水泵。
3、 水轮机工作水头:定义:水轮机的工作水头是水轮机进口与出口处单位重量水流的能量差值。
水电站的毛水头:考虑上下游的流速。
水电站的静水头:上下游水位差。
水电站的净水头:定义上等于毛水头-引水损失;计算时采用静水头-引水损失。
另外,明确进出口断面的含义。
4、 水轮机的型式:冲击与反击;种类:7种,11种。
5、 冲击与反击的定义,区别:水能利用方式、结构、水流系统压力变化、进水方式等。
6、 水轮机的基本结构:过流部件及作用,反击与冲击的区别,那些是必须部件,如冲击式的喷嘴,反击式的尾水管等。
7、 水轮机的工作参数的定义:流量、出力、效率、转速。
8、 水轮机牌号的表示:反击式、水斗式、双击式、斜击式的表示方法,各部分的意义。
特别注意冲击式的表示。
9、 水轮机标称直径D 1的定义(各类型水轮机) 10、水轮机过流部件的名称、作用。
二、 基本公式1、水头定义式、水头计算式、水轮机功率及效率计算式。
三、 基本计算1. 水轮机功率的计算:P=9.81QH η(KW) 2. 水头的计算:()g V P Z Z g V P Z g V P Z H 2222111212222221111αγαγαγ++-=⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎭⎫ ⎝⎛++=3、水轮机效率计算:QHPg QH kW g 81.9/%81.9)Pr(ηη==第二章 水轮机工作原理一、基本概念1、转轮中的流动:复合运动:绝对运动=相对运动+牵连运动;U W V ρρρ+=2、轴面、流面的概念:轴面上的流动,轴面速度Vm 及其分量;旋转流面上的流动,相对速度W 及其分量Wm,Wu 。
3、速度三角形:三条边(u ,w,v )其他分量(Vm,Vu );4、水轮机工况,最优工况,非最优工况,无撞击进口、法向出口。
第一章1、水轮机的工作参数有哪些?这些参数的含义?工作水头:水轮机进口断面和尾水管出口断面处单位重量水流的能量只差;流量:水流在单位时间内通过水轮机的体积;出力:水轮机的输出功率;效率:水轮机的出力与输入功率的比值;工作力矩和转速:用来客服发电机对主轴形成的阻力矩2、水轮机的主要类型:反击式、冲击式3、反击式水轮机包含哪些类型?混流式水轮机、轴流式~、斜流式~、贯流式~4、冲击式水轮机包含哪几种?水斗式水轮机、斜流式~、双击式~5、HL与ZZ在工作上的区别?HL利用导叶,ZZ利用导叶和叶片6、反击式水轮机的构造:蜗壳,导水机构,转轮,尾水管7、按水流顺序说出水轮机的构造:蜗壳,座环,活动导叶,转轮,尾水管8、HL式水轮机转轮的组成?上冠,叶片,下环,止漏环,泄水锥9、水流从止漏环流走的瞬时称容积损失,对应容积效率用ηr表示10、HL式导水机构的工作原理?根据机组负荷变化调节水轮机的流量,以改变水轮机输出功率,并引导水流按必须的方向进入转轮,形成一定的速度矩11、HL式座环的位置及作用:位置:位于活动导叶外侧作用:重要的承重部件,荷载传到基墩后传给座环12、在轴流转浆式水轮机中叶片转角用φ表示13、水斗式水轮机的构造:喷灌,折流板,转轮,机壳,尾水槽14、折流板的作用?减小水锤压力15、反击式,冲击式水轮机的不同?反击式水轮机通过导叶调节流量,轴流转浆式还有叶片调节冲击式水轮机通过针阀调节流量16、导叶开度的概念?单位?相邻两导叶之剑可以通过的最大圆柱体直径,单位cm17、导叶高度用b0表示,导叶相对高度b0=b0/D18、各型水轮机的标称直径?混流式,转轮叶片进口边上最大直径斜流,轴流,贯流式,与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径冲击式,转轮与射流中心线线切处的节圆直径19、水轮机型号的表示及意义:Hl220-LJ-250 转轮型号为220的混流式水轮机,立轴,金属蜗壳转轮直径为250cm 2CJ20-W-120/2X10 转轮型号为20的水斗式水轮机,一根轴上装有2个转轮,卧轴,转轮直径为120cm,每个转轮具有2个喷嘴,射流直径为10cm20、混流式水轮机的进水设备室蜗壳,出事设备是尾水管21、冲击式水轮机反击式水轮机的区别?原理上:冲击式只利用动能,反击式利用动能又利用势能结构上:冲击式没有蜗壳,反击式有蜗壳调节流量,冲击式利用针阀调节流量,反击式利用导叶第二章1、(1)相对运动:水流质点沿叶片的运动。
(相对速度W)(2)牵连运动:水流质点随转轮的旋转运动。
(圆周速度U)(3)绝对运动:水流质点相对于大地的运动。
(绝对速度V)2、画速度三角形α:绝对速度的方向角β:相对速度的方向角V = U + W3、水轮机工作的外力有哪些?对应哪些力矩?答:(1)转轮叶片的作用力→对水流产生作用力矩M。
(外力矩)(2)转轮外的水流在转轮进出口处的水压力→不产生力矩。
(3)上冠,下环内表面对水流的压力→不产生作用力矩。
(4)重力→不产生作用力矩(5)摩擦力→不产生作用力矩。
4、水轮机工作的基本方程式的含义?5、水轮机效率的组成部分?对应哪几个损失?答:(1)水轮机的水力损失→水力效率ηs(最主要损失)(2)~~~~~~~容积~~ ~ →容积效率ηr(3)~~~~~~~机械~~~~→机械效率ηj水轮机的总效率η = ηs ηr ηj5、水轮机的最优工况:水轮机效率最高的工况骨线:叶片翼线断面的中心线。
叶片安放角βe:叶片翼形断面的骨线与圆周切线的夹角。
βe1表示:转轮叶片进口断面的安放角。
6、反击式水轮机的最优工况?β 1 =βer α2 = 90o 的工况7、冲击式水轮机最优工况的条件?答:当水头H 为常数时,水轮机水力效率最大的条件为:(1)1 + cosβ2最大,则β 2 = 0 即需要水斗内表满的转角位180o (2)若β2为某一固定角U(V0—U) = UV0—U2为最大时,则d/dU (UV0—U2)= 0 V0—2U = 0 即U = 0.5V09、水轮机尾水管的作用? 答:(1)汇集转轮出口处的水流,并引导水流排至下游。
(2)当 Hs> 0 时,以静力真空的方式使水轮机完全利用了这一高度所具有的势能。
(3)以动力真空的方式使水轮机回收并利用了转轮出口处大部分动能。
10、尾水管动能恢复系数的概念、含义?答:概念:尾水管内所形成的动力真空值与转轮出口动能的~~~~ 含义:11、水轮机汽蚀的类型:翼形汽蚀、空腔汽蚀、间隙汽蚀、局部汽蚀。
12、如何衡量汽蚀程度?汽蚀是如何产生的?答:汽蚀指数K :单位时间内叶片背面(凸面)单位面积上的平均侵蚀深度。
产生:13、汽蚀系数的概念?(用σ表示,σ越大越容易发生汽蚀) 概念:动力真空值与工作水头的比值。
14、吸出高Hs 的概念?转轮叶片上压力最低点与下游水面之间的垂直高度。
15、H s 的确定?答:(1)立轴抽流式水轮机:叶片轴线到下游水面的垂直高度。
(2)立轴混流式:导叶下部底环平面到下游水面的垂直高度。
(3)卧轴轴流式、贯流式:从叶片出口最高点到下游水面的垂直高度。
16、H s 的计算?H s = 10.0 - ▽/ 900 -(σ+ △σ)H (▽可取下游平均水位高程) 当引入安全系数k 时H s = 10.0 - ▽/ 900 - k σH 一般可取k = 1.1 -- 1.217、计算立轴混流式水轮机安装高程Za = ▽w + Hs + bo/2 (bo :导叶高度 ▽w = 水电站设计尾水位) 18、水斗式水轮机中的能量损失:喷嘴损失、水斗损失、容积损失、机械损失。
19、水斗式水轮机安装高程确定方法?(1)立轴水斗式:喷嘴射流中心线的高程 Za = ▽w + hp (2)卧轴水斗式:主轴中心线的高程 Za = ▽w + hp + P1/2 (hp 为排水高度)第三章1.、如果两个水轮机保持相似,有哪几个相似条件?其概念?其表达式?①几何相似:指两个水轮机过流通道几何形状的所有对应角相等,所有对应尺寸成比例11122.10,,............De e Me e MMMDMMb a DabDββββϕϕ======②运动相似:指同一轮系的水轮机,水流在过流通道中对应点的速度方向相同,速度大小成比例11121122111112,,.........MMMMMMMv u w u vuwuββαααα=======③动力相似:指同一轮系水轮机,水在过流部分对应点上的作用方向相同,力的大小成比例。
2.、水轮机的相似率有:流量相似率、转速相似率、出力相似率3.、单位参数概念:将模型试验成果化引为11,1MM m m DH ==标准情况下的参数。
有哪几个:单位流量'1Q;单位转速'1n;单位出力'1N4.、比转速(概念):同一轮系的水轮机,当工作水头H=1m,出力N=1KW 时所具有的转速5.、水轮机先来换算的途径?单位参数的修正方法?6.、水轮机的模型试验可直接测出哪些参数?计算取得哪些参数? 测得:水头MH、流量MQ、转速Mn、功率MN计算得:7.、水轮机的飞逸转速(概念):水轮机空转的最大转速fn8.、反击式水轮机的轴向力有哪几部分? 转轮的轴向水推力sP、转轮重量NG、主轴重量LG9.、水轮机的参数有哪些?①机构参数:转轮直径1D导叶高度ob导叶开度oa叶片转角ϕ②工作参数:水头H 、流量Q 、转速n 、吸出高SH③综合参数:单位流量1Q单位转速1n 轴功率N 效率 η 汽蚀系数σ10.、汽蚀系数会随着比转速的增高而增高,对高比转速的水轮机,为了减小转轮出口流速,以降低汽蚀系数,则相应的使水轮机转轮的进、出口直径比21DD增大[对HL 式],轮毂比1B d D减小[对ZL 式]第五章1、水轮机的选择方法:a 根据水轮机的系列型谱 b 采用套用机组2、水轮机主要参数的选择:(1)水轮机转轮直径D1的确定(2)转速的计算计算值按一般原则选择最接近的同步转速nr,一般取大(3)工作范围的验算:求出水轮机参数D1,n后,在模型综合特性曲线上会出相似的工作范围,检验是否包括高效率区,已验证D1,n的合理性。
D(5)安装高程计算3、水轮机工作范围的验算:4、水轮机的工作特性曲线针对原型水轮机5、水轮机的运转特性曲线包含等效率线,百分之五出力限制线,等吸出高度线6、蜗壳的类型(形状):金属蜗壳(圆形,椭圆)混凝土蜗壳(梯形)7、蜗壳的包角:从鼻端到蜗壳进口断面之间的中心角8、尾水管的类型:直锥形,弯锥形,弯肘形9、尾水管尺寸变更的类型:a尾水管扩散段向上倾斜b尾水管肘管偏移c尾水管出口采用窄而深的断面d尾水管直锥段加高10、尾水管高度是指由导叶底环平面到尾水管地板之间的垂直高度,长度是指机组中心线到尾水闸门的长度第五章1、水轮机调节的任务:迅速改变机组出力使之适应外界负荷的变化,以保证机组转速即供电频率恢复或保持在允许范围内,并在机组之间进行负荷分配达到经济合理的运行。
2、机组调节的途径是:3、水轮机调速系统的组成:调速柜,接力器,油压装置一、名词解释1水轮机的吸出高度:转轮叶片上压力最低点到下游水面的垂直高度2水轮机的最有工况:当水轮机同时满足的工况下工作时,则水流在转轮进口无撞击损失、出口无涡流损失,此时水轮机的效率最高3水轮机的比转速:同一轮系中的水轮机,当其工作水头,出力时,所具有的转速4水轮机的设计水头:上游设计水头—下游设计水头—沿程水头损失—局部水头损失二、填空1反击式水轮机主要类型按水头由高到低排列是:混流式、斜流式、轴流式、贯流式冲击式水轮机的主要类型:水斗式、斜击式2进入水轮机的水流在由输入功率转变为轴功率的过程中存在着各种损失,这些损失主要有:机械损失、容积损失、水力损失;其中主要损失是:水力损失3衡量尾水管性能的标志是看它对(势能落差和转轮出口动能)的利用程度,以(动能恢复系数)来表示4按水流流经混流式水轮机的顺序,其过流部件的名称依次是:蜗壳、座环、导叶、转轮、尾水管。
5水轮机其实的种类主要有:翼型汽蚀、间隙汽蚀、空腔汽蚀、局部汽蚀6贯流式水轮机根据发电机装置方式不同分为:全贯式、灯泡式、轴伸式、竖井式7轴流转桨式水轮机的蜗壳形式常采用:混凝土蜗壳,混流式水轮机的蜗壳形式常采用:金属蜗壳8水轮机的相似条件包括:几何相似、运动相似、动力相似三、简答1、水轮机选择的主要内容及步骤主要内容:选择水轮机发电机组的台数和单机容量;选择水轮机的幸好级装置方式;确定水轮机转轮的直径和转速;确定水轮机的吸出高度及安装高程;绘制水轮机的运转特性曲线;确定蜗壳及尾水位的型式及主要尺寸;选择调速器及油压装置;选择水轮发电机的型号并估算其各部尺寸和有关数据步骤:机组台数与机电设备制造的关系;机组台数与水电站投资的关系;机组台数与水电站运行效率的关系;机组台数与水电站运行维护工作的关系混凝土蜗壳的断面形式有哪些?是绘出包角为180的混凝土蜗壳平面单线图。