第3期：水轮机基本概述

第一节水轮机概述一、水轮机工作参数1、水轮机工作水头（1）水轮机槪念：水流付出的能量转换成旋转机械能的机器。

（2）水轮机工作水头：水轮机进口断面与出口断面水流单位能量之差。

公式H=Hst-Δh发电机水轮机ⅠⅠγZIⅡ∏ⅡⅡα1v122g1即：水轮机工作水头等于水电站净水头。

Hst---水电站毛水头，等于上下游水位差Δh----水头损失，引水管的沿程水力与局部水力损失（3）设计水头：水轮机发额定出力是的最小水头。

2、水轮机的功率和效率（1）水轮机的功率：单位时间内，水流对水轮机所做的功。

用N表示。

公式：N=9.81QHη其中：Q为水轮机流量η为水轮机效率，现在的水轮机效率可达90%以上，而模型效率可达95%。

（2）水轮机效率：水轮机把水轮机出力与水流出力之比，主要有三方面的效率损失：①容积效率：即一部分水量没有流经转轮做功，损失了。

如：主轴漏水，下迷宫环漏水等。

用ηq表示。

2②水流效率：转轮在旋转过程中，克服水的阻力所损失的功率，用ηd表示。

③机械效率：克服主轴与轴承之间的摩擦阻力所消耗的功率，用ηm表示。

则：水轮机的效率为η=ηq×ηd×ηm3、流量单位时间内流过转轮的水量，以Q表示，单位m³／s。

两种说法：①水轮机发额定出力时的最大流量②在设计´水头下，水轮机发额定出力时的流量。

4、水轮机的转速（1）定义：单位时间内水轮机旋转次数，以n表示。

n10´Hav公式n=──────D13其中：n10´为最优单元转速Hav 为加权平均水头，在某些情况下可取设计水头。

（2）水轮机额定转速按（1）式计算结果，取相近发电机同步转速为水´轮机额定转速，可大于计算结果。

同步转速按n=f×60／P计算。

其中f=50HZ，P为磁极对数。

（3）飞逸转速：水轮机发额定出力时，突然跳闸，而调速器又失灵，不能关／闭导水机构，以致转速快速上升，并达到某一最高值后稳定，这个空转的最高转速就是水轮机的飞逸转速。

第一篇水力机械水轮机+ 发电机：水轮发电机组功能：发电水泵+ 电动机：水泵抽水机组功能：输水水泵+ 水轮机：抽水蓄能机组。

功能：抽水蓄能水轮发电机组：水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。

第一章水轮机概述第一节水轮机的工作参数水轮发电机组装置原理图定义：反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。

由水能出力公式：N=9.81ηQH可知，基本参数：工作水头H、流量Q、出力N、效率η，工作力矩M、机组转速n。

一、水头(head)1. 毛水头(nominal productive head)H M =E U -E D =Z U - Z D2. 反击式水轮机的工作水头毛水头 - 水头损失=净水头 H G =E A - E B =H M - h I -A3. 冲击式水轮机的水头H G =Z U - Z Z - h I-A其中Z U 和Z Z 分别为上游和水轮机喷嘴处的水位。

4. 特征水头(characteristic head)表示水轮机的运行范围和运行工况的几个典型水头。

最大工作水头： H max =Z 正-Z 下min -h I-A 最小工作水头： H min =Z 死-Z 下max -h I-A设计水头(计算水头) H r ：水轮机发额定出力时的最小水头。

平均水头： H av =Z 上av -Z 下av 二、流量(m 3/s)(flow quantity)单位时间内通过水轮机的水量Q 。

Q 随H 、N 的变化：H 、N 一定时， Q 也一定；当H =H r 、N =N 额时，Q 为最大。

在H r 、n r 、N r 运行时，所需流量Q 最大，称为设计流量Q r 三、出力与效率(output and efficiency)1. 出力(水轮机的输出功率)N ： 指水轮机轴传给发电机轴的功率。

水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量)为：QH QH N w 81.9==γ 水轮机的输出功率：ηηQH N N w 81.9== 2. 效率：η=N /N w ，一般η=80%~95% 四、工作力矩和转速水轮机的出力可以用旋转机械运动公式来表达QH nMM N ηπϖ81.9602=== 式中 M ——主轴力矩； ω——水轮机旋转角速度，n ——转速，n =3000/p ；p ——发电机磁极对。

水轮发电机的工作原理一、水轮发电机概述水轮发电机是一种利用水能转换为电能的设备，它主要由水轮机和发电机两部分组成。

水轮机是将水的动能转化为机械能，而发电机则将这种机械能转化为电能。

二、水轮发电机的结构1. 水轮机水轮机主要由进口管道、导叶、叶片、转子、出口管道等部分组成。

进口管道将水引入导叶，通过导叶的调节使得流入叶片的水流方向和速度都得到了优化，然后流入叶片中。

在叶片中，由于其形状和角度的设计，使得流经其上面的水流动起来，并且给予了它们方向性和速度。

这些运动的水通过转子，在运动过程中传递了一部分动能给转子，从而让它开始旋转。

2. 发电机发电机主要由定子和旋子两部分组成。

定子是安装在外壳内不动的部分，而旋子则是安装在转子上并随着其旋转而产生相对运动的部分。

当旋子绕定子旋转时，它会产生磁场变化，并在定子上感应出电势差，从而产生电流。

三、水轮发电机的工作原理1. 水能转换为机械能当水流经过水轮机的叶片时，由于叶片的形状和角度的设计，使得水流动起来，并且给予了它们方向性和速度。

这些运动的水通过转子，在运动过程中传递了一部分动能给转子，从而让它开始旋转。

2. 机械能转换为电能当旋子绕定子旋转时，它会产生磁场变化，并在定子上感应出电势差，从而产生电流。

这个过程是利用了法拉第电磁感应定律。

根据这个定律，一个导体在磁场中运动时会感应出电势差。

由于发电机中有大量的导体（即线圈），所以当旋子绕定子旋转时，就会在定子上感应出很多个方向不同、大小不同的电势差。

这些电势差通过连接在定子上的导线传输到外部负载中（如灯泡、电机等），从而实现了将机械能转换为电能。

四、水轮发电机的优点1. 环保节能水轮发电机是一种环保节能的设备，因为它利用的是水能，而水能是一种可再生能源，不会对环境造成污染。

2. 长寿命水轮发电机由于没有燃烧过程，所以它的部件不容易受到腐蚀和磨损。

这使得它的使用寿命相对较长。

3. 可靠性高由于水轮发电机的结构相对简单，所以其故障率比较低，并且维护起来也比较方便。

水轮机水泵及辅助设备水轮机概述水轮机是一种利用水能产生机械功的装置，是水力发电的核心设备之一。

它将水的流动能量转化为旋转能量，进而驱动发电机发电。

水轮机的工作原理是通过水流的冲击力和能量转换实现旋转，常见的水轮机类型包括垂直轴水轮机和水平轴水轮机。

水轮机水泵水轮机水泵是水轮机系统中的关键设备，主要用于将水从水库或水源引入水轮机。

水泵的作用是将水提升到一定高度，以满足水轮机正常运转所需的水头压力。

水泵分类水泵可以根据其工作原理和结构形式进行分类。

常见的水泵类型有离心泵、容积泵、混流泵和轴流泵。

•离心泵是利用离心力将水推向出口的泵，适用于大流量低扬程的工况。

•容积泵是通过变换泵腔体积实现输送水的泵，适用于高压高流量的工况。

•混流泵是结合容积泵和离心泵特点的泵，适用于中等流量中等扬程的工况。

•轴流泵是将水沿轴线方向推流的泵，适用于大流量高扬程的工况。

水泵性能参数衡量水泵性能的主要参数包括扬程、流量和效率。

•扬程是指水泵将水提升的高度差，通常以米或千米来表示。

•流量是指水泵单位时间内输送的水量，通常以升/秒或立方米/小时来表示。

•效率是指水泵将输入能量转化为有用能量的比例，通常以百分比来表示。

水轮机水泵的选择应根据水轮机的安装位置、水头、流量等因素综合考虑，以确保水泵能够满足水轮机的运行需求。

辅助设备水轮机系统还需要一些辅助设备来保障其正常运行和维护。

水泵控制系统水泵控制系统是用于控制水泵的自动化系统，包括水泵启停控制、调速控制和保护控制等功能。

通过水泵控制系统，可以根据实际需要实现水泵的自动运行和远程监控。

进口调节阀进口调节阀用于调节水泵进口的水流量和水压，以保持水轮机系统的平稳运行。

进口调节阀通常根据水轮机的负荷情况自动调节水流量，确保系统能够以最佳工况运行。

出口闸门出口闸门用于调节水轮机出口的水流量和水头，以满足电网对电力的需求。

出口闸门的开关操作可以通过水轮机控制系统进行远程控制。

冷却系统水轮机在运行过程中会产生热量，为了保证设备的安全稳定运行，需要采用冷却系统对水轮机进行冷却。

第一章概述1．基本概念（1）什么叫水轮机？答：将水能转变为旋转机械能的水力原动机叫做水轮机。

（2）冲击式水轮机与反击式水轮机的区别。

答：工作原理方面：利用水流的势能与动能做功的水轮机为反击式水轮机；利用水流的动能做功的水轮机为冲击式水轮机。

流动特征方面：反击式水轮机转轮流道有压、封闭、全周进水；冲击式水轮机转轮流道无压、开放、部分进水。

结构特征方面也显著不同。

如转轮的差别，有无喷嘴、尾水管。

（3）反击式水轮机的过流部件及其作用引水室：作用是引水流进入导水机构。

导水机构：作用是调节水轮机过流量，并使水流能按一定方向进入转轮。

转轮：将水流能量转换为固体旋转机械能量的部件。

尾水管：作用是将水流排下下游，并回收转轮出口的剩余动能。

（4）冲击式水轮机的主要部件喷嘴：水轮机自由射流的形成装置。

喷针：与喷嘴共同完成流量控制（以行程变化喷嘴控制喷嘴出口过流面积）。

转轮：由轮盘和轮盘外周均匀排列的水斗构成的组件，转换水流能量为固体旋转机械能。

折向器：自由射流流程内部件，可遮断射流，以防止转轮飞逸。

（5）我国关于水轮机标准直径的定义混流式：转轮叶片进水边上最大直径。

浆叶式（轴流式、斜流式、贯流式）：浆叶转动轴线与转轮室相交处直径。

冲击式：射流中心线与转轮相切处节圆直径。

（6）水轮机工作参数工作水头H ：水轮机的进口和出口处单位重量水流的能量差值。

流量Q ：单位时间内通过水轮机的水流体积。

转速n ：水轮机转轮单位时间内旋转的次数。

出力P ：水轮机轴端输出的功率。

效率η：水轮机的输入与输出功率之比。

2．基本计算（1）水电站的毛水头g H ：du g Z Z H －=其中：u Z ，d Z 分别为电站上、下游水位高度。

（2）水电站的工作水头H ：理论表达式：)2()2(2211g v p Z g v p Z H ∏∏∏∏I I ++-++=αγαγ式中参量见装置示意图。

测量与计算：因为如示意图所示，I -I 断面为距出口断面一定距离的下游断面γαγap Z g v p Z +≈++I ∏∏∏∏22，工作水头测量计算可如下进行。

小型水轮机基本技术条件一、小型水轮机的概述小型水轮机是指功率在数千瓦以下的水轮机，主要用于小型水电站和农村家庭自发电等场合。

小型水轮机具有体积小、重量轻、成本低等优点，是一种非常实用的清洁能源设备。

二、小型水轮机的基本技术条件1.适应流量范围：小型水轮机应能适应不同的流量范围，以满足不同场合下的使用需求。

2.适应扬程范围：小型水轮机应能适应不同的扬程范围，以满足不同场合下的使用需求。

3.高效率：小型水轮机应具有高效率，以提高能源利用效率和经济性。

4.稳定性：小型水轮机应具有良好的稳定性，以确保设备长期稳定运行。

5.可靠性：小型水轮机应具有良好的可靠性，以确保设备长期稳定运行，并减少维护费用和停机时间。

6.安全性：小型水轮机应具有良好的安全性，以确保运行过程中不会对人员和环境造成危害。

7.耐久性：小型水轮机应具有良好的耐久性，以确保设备长期稳定运行，并减少更换设备的频率和成本。

8.易于维护：小型水轮机应易于维护，以降低维护费用和停机时间。

三、小型水轮机的结构小型水轮机主要由以下部分组成：1.水轮：水轮是小型水轮机的核心部件，负责将水能转化为机械能。

2.发电机：发电机是将转动的机械能转化为电能的设备。

3.调速器：调速器用于控制水流量和转速，以保证设备长期稳定运行。

4.冷却系统：冷却系统用于降低设备温度，以提高设备效率和延长使用寿命。

5.控制系统：控制系统用于监测和控制设备运行状态，保证安全可靠地运行。

四、小型水轮机的选型在选购小型水轮机时，需要考虑以下因素：1.场地条件：根据场地流量和扬程等条件选择适当的小型水轮机。

2.功率需求：根据实际需求选择适当功率的小型水轮机。

3.经济性：根据设备价格、维护费用和使用寿命等因素选择经济实用的小型水轮机。

4.品质保证：选择具有良好品质保证和售后服务的小型水轮机品牌。

五、小型水轮机的安装和维护1.安装前需进行场地调查，确定场地条件和设备选型。

2.安装时需按照生产厂家提供的安装说明进行操作，并确保设备安装牢固可靠。

水轮机结构介绍范文水轮机是一种利用水能转化为机械能的装置，广泛应用于水力发电、水泵等领域。

它的结构主要包括水轮机框架、转轮、导叶、水桨、轴承等部分。

水轮机框架是整个水轮机的基础支撑结构，主要由底座和横梁构成。

底座一般采用铸铁或焊接钢板制成，具有足够的强度和稳定性。

横梁用来连接底座和转轮，承受转轮产生的水力力矩。

转轮是水轮机的核心部分，负责将水的动能转换为机械能。

转轮通常由一系列叶片组成，叶片的形状和数量会影响水流的流速和压力。

叶片材质一般为铸铁、钢板或水泥等。

叶片形状有直角梯形、希顿梯形、半圆形等，根据水轮机的设计需要进行选择。

导叶是调节水轮机的出口水流方向和流量的装置。

它通常由一些可调节的片状元件组成，可以通过调整导叶的角度来改变水轮机的运行状态。

导叶的材质一般为钢板或铸铁，它具有耐磨、耐蚀和耐高温等特性。

导叶装置通常安装在转轮周围，可以控制水流进入转轮的角度和速度。

水轮机的水桨是指用来控制水流进入转轮的部分。

根据水桨的位置和形状的不同，水轮机可以分为前导叶式、内导叶式和后导叶式三种。

水桨的主要材料为钢板或铝合金，具有较好的强度和耐腐蚀性能。

水桨的数量和位置也会对水轮机的性能和效率产生影响。

轴承是连接转轮和轴的装置，主要用于支撑和定位转轮的旋转。

轴承一般采用滚动轴承或滑动轴承，分为振动轴承和支座轴承两种。

振动轴承一般用于小型水轮机，支座轴承适用于大型水轮机。

水轮机还包括止回阀、调速器、冷却系统等辅助装置。

止回阀用于防止水流逆流，保证水轮机的正常运行。

调速器用于调整水轮机的转速，使其适应不同的工况要求。

冷却系统用于降低水轮机的温度，保证其正常运行。

总的来说，水轮机的结构包括框架、转轮、导叶、水桨和轴承等部分。

这些部件相互协作，将水的动能转换为机械能，实现了水能的有效利用。

水轮机的设计和选择需要考虑到各个部分的特性和要求，以提高水轮机的效率和功率输出。