《水轮机结构分析与设计》课程上机指导书
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课程设计说明书设计题目:水轮机选型学生姓名:学号:班级:完成日期:指导教师(签字):44一、课程设计的目的和任务1、目的:通过水轮机的课程设计,将各种水轮机的性能参数整理并绘制成不同形式的曲线,它是与水轮机课程教学相辅助的一个理论学习的环节,也是课程教学中一个必不可少的环节。
通过水轮机课本章节的相关理论知识的学习后,再通过课程设计的环节以达到巩固和加强理论知识的目的,进一步培养学生独立思考、严谨工作的能力;此外,通过课程设计更进一步掌握造型、设计、参数等程序内容,提高了学生查阅资料和动手实践的能力。
2、课程设计的任务:通过所给的原始资料,根据要求明确水轮机的基本工作参数(包括水头H、流量Q、转速n、效率 、出力P、吸出高度H S、转轮直径D、水轮机型号、机组台数、装置方式等),整理并绘制成不同形式的曲线,即获得水轮机的特性曲线图。
二、电站基本参数(1)电站总装机容量: 900 MW(2)电站装机台数: 6台(3)电机容量: 150 MW(4)下游尾水位:▽80m(5)水轮机工作水头:最大工作水头(Hmax): 81.5m最小工作水头(Hmin): 45.5m设计工作水头(Hd): 63.5m加全平均工作水头(Hw): 57.8m(6) 机组运行特点:调峰(7)电站水质良好三、水轮机的简介水轮机是一种将河流中蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机,当水流流过水轮机时,通过主轴带动发电机,将旋转机械能转换成电能。
与发电机连接成的整体称为水轮发电机组,它是水电站的主要设备部分。
水电站是借助水工建筑物和机电设备将水能转换成为电能的企业,在未来,水能资源的开发和利用将成为资源开发利用的主导能源,所以,水轮机的设计开发对我国水能资源的开发起到很大的推进作用。
水轮机大致分为两大类:反击式水轮机和冲击式水轮机;反击式水轮机:转轮利用水流的压力能和动能做工的水轮机称为反击式水轮机。
其特征是:压力水流充满水轮机的整个流道,水流流经转轮叶片时,受叶片的作用面改变压力、流速的大小和方向,同时水流在转轮叶片正反面产生压力差,对转轮产生反作用力,形成旋转力矩使转轮旋转。
《流体机械原理(水轮机)》课程设计指导书适用专业:热能与动力工程课程代码: 8511910学时: 3周学分: 3编写单位:能源与环境学院编写人:曾永忠、王桃系(部)主任:分管院长:批准时间:年月日1课程设计的目的专业课程设计是热能与动力工程专业的一个重要实践环节。
学生通过这一环节的学习和锻炼,可进一步巩固和加深所学理论知识,掌握水轮机转轮叶片水力设计的原理、方法和步骤,并使分析和解决工程实际问题的能力得到培养和训练。
2课程设计组织形式在设计室由教师集中指导。
3课程设计步骤1、概述(转轮水力设计目的、意义;对现有型谱的分析;主要设计理论方法、特点及基本假设、设计理论的发展方向)2、选择设计参数(1)选择参考转轮、论证、选择设计参数m s n Q n ση,,,,1111等。
(2)确定轴面流道形状尺寸:论证选择0b 、1Z 、上冠、下环型线、下环锥角a……。
(3)绘制轴面流网及各条)(m m L f V =曲线。
至少绘出五条轴面流线,6组等势线;校核、调整轴面流网精度要求:%5~3%100)(<⨯∆∆iiσσδ;绘制并检查各条)(m m L f V =曲线的变化规律是否正确合理。
(4)轴面涡线绘制---叶片绘型①0=u ω的设计方法的基本假设及流动分析;②设计的理论基础是在叶片无限多、无限薄假设下,流线与翼型骨线形状完全一致,因而可分别在各计算流面上求出流体质点相对运动轨迹---即可求得各流面上的翼型骨线;按强度要求加厚成型,再将各流面翼型按一定规律组合成叶片。
因此,可将混流式转轮变厚度回转面上的环列叶栅问题按流线法求解。
③要求:叶片范围轴面流线长至少分为6小段,包括进、出口边分点在内至少有7个分点。
注意合理选取上冠流线的长度。
)a. 流面上水流质点的运动分析---叶片微分理论(水流质点运动的微分方程、流线方程)沿各流线数值积分:m m u l rV rV r ∆-⋅=∆2ωθ (对上冠流线)θω∆-⋅=∆r V r r V l u m m 22 (对其余流线)b.论证、选择)(m u l f r V =变化规律;c .列表进行上冠流线数值积分(对计算结果检查包角∑∆=i θθ的正确性)d .列表进行其余流线数值积分(所得各轴面涡线的间距应平滑有规律的变化,以保证叶片光滑性检查符合要求。
水轮机设计手册
水轮机是一种使用地表水或地下水力转移发电的设备,主要用于城市、工厂等地方的发电,也可以用于农村供水系统,是可再生能源发电装置之一。
水轮机的设计主要参考以下几点:
1、水位设计:水位是指水体静止时面上的水平面。
水位的设计主要根据水轮机设计容量以及抽水马达能力进行设计,水位设计必须保证水轮机的正常运行,同时也要考虑水位与环境的关系,以确保洪水情况下水轮机不受破坏。
2、水轮机转子设计:水轮机的核心部件是转子,它的设计就是汲水管的设计。
转子要进行荷载分析计算,从而确定水轮机可实现的峰谷值功率以及功率调节范围,并考虑到结构强度和磨损保护性能。
3、水轮机机壳设计:机壳是水轮机的外壳,它由机壳、密封和其它结构部件组成。
机壳的设计要考虑双重效应,结构的围护要能够确保水流不会受到阻碍,但也要考虑涡流和涡轮的系数,以保证水轮机的正常运行。
4、主轴设计:主轴是水轮机结构的核心部件,不仅要考虑轴承结构,还要考虑轴承转动惯量,密封结构以及密封件的损耗,以及轴承及密封控制系统。
5、自动控制系统:为了能够使水轮机正常运行,必须装设一个精度较高的自动控制系统,它能够根据需要的功率做出调整,以保证水轮机的效率恒定,使用寿命达到最高。
以上是水轮机设计的几点参考,要想设计出性能优良的水轮机,还需要把握设计的每一个细节,让水轮机不断完善改进,才能达到最佳状态。
水轮机课程设计
1.引言
水轮机是一种重要的水力发电设备,广泛应用于水电站和水能利用系统中。
本课程设计旨在帮助学生深入了解水轮机的工作原理、性能特点以及设计与选型过程。
2.学习目标
通过本课程设计,学生将达到以下目标:
理解水轮机的基本原理和工作方式;
掌握水轮机的性能参数和性能曲线的分析方法;
学会进行水轮机的选型和设计计算;
熟悉水轮机的运行与维护管理。
3.课程内容安排
第一章:水轮机概述
水轮机的定义和分类
水轮机的主要构成部分和工作原理
第二章:水轮机性能分析
水轮机的性能参数介绍
水轮机性能曲线的绘制与分析方法
第三章:水轮机选型与设计
水轮机的选型原则与方法
水轮机的设计计算步骤和方法
第四章:水轮机的运行与维护
水轮机的运行管理和性能监测
水轮机的维护与故障处理
4.教学方法
本课程设计将采用以下教学方法:
理论讲授:通过课堂讲解介绍水轮机的基本原理、性能分析方法和选型设计过程。
实践操作:学生将进行水轮机的选型和设计计算,并使用专业软件进行性能曲线的绘制和分析。
小组讨论:鼓励学生参与小组讨论,分享经验和解决问题。
5.考核方式
课程设计报告:学生需完成水轮机的选型和设计计算,并撰写课程设计报告。
学习笔记:学生需撰写学习笔记,记录课堂内容和思考。
6.参考资料
《水力发电工程手册》
《水轮机与泵类》(第四版),朱光勇主编
《水轮机》(第三版),王文明编著
以上是水轮机课程设计的一个简要安排,具体的教学内容和安排可以根据实际情况进行调整和补充。
希望对您有所帮助!。
水轮机及其辅助设备课程设计1. 简介本课程设计的主要目标是让学生深入了解水轮机及其辅助设备的结构、原理、使用、检修和维护,为将来从事水利工程建设、管理和科研工作打好基础。
本课程设计包括理论部分和实验部分,理论部分主要涉及水轮机的分类、组成结构、工作原理、性能参数以及辅助设备的作用、要求等;实验部分主要包括水轮机性能测试、检修和维护等。
2. 理论部分2.1 水轮机的分类按照机轴位置分类,水轮机分为水平式水轮机和直立式水轮机;按照叶轮转动类型分类,水轮机分为直角式水轮机、斜坡式水轮机和斜面式水轮机;按照叶轮叶数分类,水轮机分为单叶式、双叶式、三叶式等多种类型。
2.2 水轮机的组成结构水轮机主要由进水口、导叶、叶轮、出水口、轴承、轴和机壳等组成。
2.3 水轮机的工作原理水轮机通过水流驱动叶轮旋转,从而将水能转化为机械能,而水轮机的性能参数主要包括转速、效率、输出功率和背压等。
2.4 水轮机的辅助设备水轮机的辅助设备主要包括水轮机的冷却系统、油润滑系统、振动与噪声控制、水力控制和自动监测装置等。
2.5 水轮机的性能参数和检测方法水轮机的性能参数主要包括工作效率、输出功率、转速等,而对于水轮机的检测,主要包括性能试验和振动及噪声测试等。
3. 实验部分3.1 实验设备本次实验主要采用试验型水轮机以及相关辅助设备。
3.2 实验内容实验内容主要包括水轮机的性能测试、检修和维护等。
3.2.1 水轮机性能测试水轮机性能测试主要包括静态试验和动态试验两种方式。
静态试验是检验水轮机的静止性能和各有用参数的测定,而动态试验主要是检验水轮机在不同运行条件下的性能。
3.2.2 水轮机的检修和维护水轮机的检修和维护主要包括清洗、检查、保养以及维修等。
其中,除了定期的清洗和检查外,维修工作是非常重要的,不仅关系到水轮机的正常工作,也关系到水利工程的安全。
4. 结论通过本课程的学习和实验,可以让学生更好地了解水轮机的基本原理、工作过程、性能参数和辅助设备等,为今后从事水利工程工作打下坚实的基础,也为在水力发电、水利工程建设、管理和科研工作等领域取得更大的成就提供了宝贵的经验和知识。
水轮机课程设计纸一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握水轮机的基本原理、结构和应用,提高学生对水利工程的认知水平。
具体来说,知识目标包括:1.了解水轮机的历史发展及其在水利工程中的应用。
2.掌握水轮机的工作原理、主要结构和部件功能。
3.理解水轮机的工作特性及其影响因素。
技能目标则要求学生能够:1.分析水轮机的工作过程,判断水轮机的工作状态。
2.学会使用相关工具和仪器,对水轮机进行简单的维护和检修。
情感态度价值观目标则主要包括:1.培养学生对水利工程的兴趣,提高学生对水轮机的认识。
2.培养学生珍惜水资源,关注环境保护的意识。
3.培养学生团结协作、勇于探索的精神风貌。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括水轮机的基本原理、结构和应用。
具体安排如下:1.导言:介绍水轮机的历史发展及其在水利工程中的应用,激发学生的学习兴趣。
2.水轮机的工作原理:讲解水轮机的工作原理,让学生了解水轮机是如何将水能转化为机械能的。
3.水轮机的结构:介绍水轮机的主要结构和部件功能,如转轮、导叶、主轴等。
4.水轮机的工作特性:分析水轮机的工作特性及其影响因素,如水流速度、水头等。
5.水轮机的应用:讲解水轮机在水利工程中的应用,如水电站、灌溉等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法等。
具体安排如下:1.讲授法:讲解水轮机的基本原理、结构和应用,使学生掌握基础知识。
2.讨论法:学生分组讨论水轮机的工作过程和应用场景,提高学生的思考能力。
3.案例分析法:分析实际案例,让学生了解水轮机在水利工程中的重要作用。
4.实验法:安排课后实验,让学生亲自动手操作,加深对水轮机结构和工作原理的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课将选用以下教学资源:1.教材:《水利工程导论》等有关水轮机的章节。
2.参考书:提供有关水轮机的历史发展、结构原理等方面的资料。
3.多媒体资料:制作课件、视频等,形象生动地展示水轮机的工作原理和应用场景。
水轮机原理与运行课程设计一、课程背景和目的水轮机是一种水力发电设备,具有广泛的应用领域。
随着我国经济的发展和政府对清洁能源的倡导,水力发电在我国已经成为一个非常重要的能源来源。
因此,深入学习水轮机原理和运行,具有重要的实践意义和科学价值。
本课程旨在通过讲授水轮机的原理和运行原理,让学生了解水轮机的工作过程和运行技术,为学生进入相关行业提供良好的基础知识和实践技能。
二、课程教学与实践内容2.1 基础知识1.水轮机基础原理介绍。
2.水轮机各部分的工作原理介绍。
3.水轮机的分类和特点。
2.2 系统分析1.水轮机系统结构。
2.水轮机系统参数测量技术。
3.水轮机系统运行调试技术。
4.模拟和仿真技术。
2.3 实验操作1.水轮机实验操作技能。
2.水轮机系统性能测试实验。
3.水轮机故障排除实验。
三、教学方法在本课程中,将为学生提供一系列的教学方法,以提高学生的学习效率,包括理论课程讲解、实验室实践、案例分析、问题求解、实践操作等。
四、考核方式学生将通过期末考试和实验报告来评估其课程学习和实践成果。
期末考试占总成绩的50%,实验报告占总成绩的50%。
五、课程时间本课程将分为两个学期。
第一学期主要介绍水轮机的基础知识和系统分析,第二学期将重点讲解实验操作和仿真实践。
六、教材教材主要为《水力发电工程》、《水轮机设计和运行》等相关教材。
七、实验器材1.水轮机实验台。
2.流量计、压力计等测量仪器。
3.计算机和仿真软件。
八、授课团队本课程的授课团队由水利工程、电气工程、机械工程等相关专业的优秀教师和行业专家组成,旨在为学生提供专业的教学服务和良好的学习环境。
水轮机及其辅助设备课程设计1. 课程背景水能利用是一项重要的可再生能源利用方式之一,而水轮机则是其中最早被应用的一种装置。
本课程旨在对水轮机及其辅助设备进行深入了解,包括其原理,分类,工作流程和主要构成部分,以及发电厂常用的辅助设备,如调速系统、水力发电站控制系统等,为学生奠定水力发电学科的基础。
2. 课程目标通过本课程的学习,学生应该掌握以下内容: - 水轮机的基本工作原理和分类 - 水轮机常见的布置形式和构成部分 - 常用的水力发电厂辅助设备及其作用 - 水力发电站的控制系统组成和原理 - 水轮机的效率计算方法及其应用3. 课程计划第一周•课程介绍•水轮机的概述:历史、作用、发展和应用现状第二周•水力资源和水轮机的性能参数:流量、水头和效率•水轮机分类及其专业术语:反推式、混流式、斜流式等第三周•具体的水轮机设计及其运行特点:容积、跌差、压力、尾水等•水轮机的主要构成部分:转子、导叶、固定叶片、轴、轴承等第四周•水力发电运行常用的辅助设备:调速系统、GOU运行模式、水力发电站控制系统•水力发电站的控制系统组成及其原理:水电站集控、远程监控和故障处理等第五周•水轮机效率的计算方法及其应用:绝热效率、机械效率、水利效率和总效率•水轮机的计算方法和参数的测定:静态水力试验、动态试验和模型试验第六周•课程总结和考试4. 考核方式•期末考试(70%):包括填空、判断、选择和简答题等•作业(20%):包括设计、计算题和文献阅读等•出勤率和课堂表现(10%)5. 参考资料•能源与资源高校工程实践教育系列教材水利水电工程系列:水轮机及辅助设备•中国水力发电技术标准:针对水轮机运行和维护的技术规范以上是本课程的详细内容和安排,希望能够对学生在未来的学术和职业道路上有所帮助。