2013本科毕业设计_热能与动力工程_设计说明书

2013届热能与动力工程专业毕业设计（论文）1毕业设计（论文）题 目 ZZ560轴流式水轮机结构设计专 业 热能与动力工程班 级 动09*班学 生 * *指导教师 *** 教授2013 年摘要葛洲坝电站是我国代表性的低水头大流量、径流式水电站，兼具发电、改善航道等综合效益。

本次设计主要是通过查阅相关设计手册，对葛洲坝电站型号为ZZ560-LH-1130的轴流转桨式水轮机结构进行设计，主要内容包括水轮机总体结构设计、导水机构及其传动系统设计，水轮机部分零部件，例如主轴，导叶等零件的设计。

通过使用CAD绘图，本次设计过程更加便捷，设计成果更加精确。

关键词：葛洲坝水电站，轴流式水轮机，转轮设计，结构设计，2013届热能与动力工程专业毕业设计（论文）ABSTRACTGezhouba Dam power plant is China's representative low head and largeDischarge,runoff hydropower stations,power generation,wita comprehensive benefits improve navigation etc.This design is mainly through access to relevant design manual,design of the Kaplan turbine structure of Gezhouba Dam power plant model for ZZ560-LH-1130,The main contents include design of water mechanism and its transmission system overall structure design of hydraulic turbine,guide,some parts of hydraulic turbine,such as the spindle,the design of guide vane and other parts.Using the CAD,the process of design is more convenient and the result is more accurate.KEY WORDS:GeZhouBa hydropower station,Kaplan turbine, station,runner,Structural design.32013届热能与动力工程专业毕业设计（论文）目录目录 (1)1 前言 (1)1.1 概述 (1)1.2 设计内容 (2)1.3 原始资料 (2)2 水轮机总体结构设计 (4)2.1 绘制轴面流道图 (4)2.2座环设计 (5)2.3蜗壳 (7)2.4尾水管 (7)2.5活动导叶及导水机构装置零件 (7)2.5.1 活动导叶翼型 (7)2.5.2 导叶结构系列尺寸和轴颈选择 (9)2.5.3 导叶的密封结构 (10)2.5.4 导叶轴颈密封 (12)2.5.5 导叶端面抗磨板 (13)2.5.6 导叶止推装置 (13)2.5.7 导叶套筒 (14)2.5.8 导叶轴套 (15)2.5.9 导叶臂 (18)2.5.10导水机构装配尺寸 (19)2.5.11导叶传动机构 (21)2.5.12 连接板 (21)2.5.13套筒 (23)2.5.14 叉头销 (23)2.5.15 叉头 (25)2.5.16 连接螺杆 (26)2.5.17 剪断销 (26)2.5.18 分半键 (27)2.5.19 端盖 (29)1。

热能与动力工程专业毕业设计1. 引言热能与动力工程是工程领域中的一个重要学科，研究能源转换与利用的原理和技术。

随着工业的发展和环保意识的增强，热能与动力工程专业的毕业设计也越来越受到重视。

本文将介绍一种可行的热能与动力工程专业毕业设计方案，以供同学们参考和借鉴。

2. 设计背景热能与动力工程专业的毕业设计旨在培养学生的实际能力和解决工程问题的能力。

在设计方案选择时，应结合实际情况和个人兴趣，确保设计的可行性和可操作性。

3. 毕业设计的目标本次毕业设计的目标是设计一个能够高效利用能源的机械系统，实现能源的转换和利用。

在设计过程中，需要考虑能源的来源和消耗，系统的效率和可靠性。

4. 设计方案本设计方案基于热能与动力工程专业的基本理论和技术，以实际工程问题为切入点，综合运用机械学、热学、流体力学等相关学科的知识与技术，设计一个可行的机械系统。

4.1 系统需求分析在设计之前，需要对系统的要求进行详细的分析。

包括能源的供给与转换、传输和利用的过程，系统的效率和可靠性要求等。

4.2 系统设计与优化根据系统需求分析的结果，进行系统的设计与优化。

包括选择合适的能源转换设备，确定系统的结构和参数，优化系统的效率和可靠性。

4.3 模拟与测试通过对系统的模拟和测试，验证设计方案的可行性和有效性。

根据测试结果，对设计方案进行调整和改进。

4.4 系统性能评估对系统的性能进行评估，包括能源转换效率、系统的可靠性和安全性。

根据评估结果，对设计方案进行总结和改进。

5. 计划与时间安排为了顺利完成毕业设计，需要制定详细的计划和时间安排。

根据设计的复杂程度和个人能力，合理安排时间，确保毕业设计的顺利进行。

6. 结论通过对热能与动力工程专业的毕业设计方案的介绍，可以看出，毕业设计是热能与动力工程专业学生的重要实践环节，对于培养学生的实际能力和解决工程问题的能力有着重要的意义。

设计方案的选择和实施过程中，需要考虑实际问题和个人兴趣，保证设计方案的可行性和可操作性。

热能毕业设计集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#河北联合大学轻工学院COLLEGE OF LIGHT INDUSTRY, HEBEI UNITED UNIVERSITY毕业设计说明书设计题目：热轧板厂180t/h蓄热式步进加热炉设计学生姓名：学号：专业班级：热能与动力工程指导教师：201年月日摘要本设计题目是包钢热轧板厂180t/h蓄热式连续加热炉，在借鉴已有相关文献的基础上，对加热炉进行了设计和计算，主要包括初步设计和技术设计。

初步设计对加热炉的选型结构做出来初步的选择；技术设计对加热炉设计进行全面的热力计算并确定了加热炉的主要技术参数、结构形式加热炉重要辅助设备进行选择。

通过本次毕业设计，改善蓄热式燃烧技术，节约了燃料，提高炉子热效率，提高了产量及产品质量，同时减少了对环境的污染，达到了节能减排的目标。

由于本设计采用了先进的蓄热式高温空气燃烧技术，该技术拥有多方面的优势，尤其在节能降耗和环保方面取得了很大的成效，相信在国内会拥有广阔的发展前景。

关键词:加热炉；高炉煤气；蓄热式燃烧；高效节能ABSTRACTIn this paper, Baogang Hot MILL 180 t / h for Regenerative furnace requirements of a graduation project Reference has been in the literature on the basis of blast furnace gas to fuel the furnace design a comprehensive thermal calculation。

Including combustion, the heating time, the metal structure, masonry design, heat balance calculation. In the projector adumbrate the blast and the air at the same time,not only improve the thermal efficiency,but efficiedcly make use of the blast furnace on the selection process heating furnace, the heating time and load calculation of changes in how the changes in operating parameters were studied and discussed, the furnace important supplementary equipment selection, concluded that the design and the work of the next step Their ideas and this graduate design and improve regenerative combustion technology, to improve the thermal efficiency of the stove, the goal of improving product quality, while using the stove vaporization cooling system, reducing the water pipes and India to ensure heating quality.Because the design adopted the high temperature air combustion technology, it owned the various advantage, particularly at economized on energy to decline to consume and environmental protection to obtain the very big result，we believed that it will own vast development foreground in the domestic。

一、设计任务：设计一台KFR —32GW 分体壁挂式热泵型房间空调器。

名义制冷量W Q 32000=，名义制热量W Q 36001= 工质为R22。

二、设计目的：通过房间空调器的设计，综合应用所学的基础理论和专业知识，分析和解决问题，掌握家用空调器产品设计和开发的基本方法和技能，了解家用空调器的发展趋势，为今后更好的从事相关工作和学习打下良好基础。

三、设计步骤：1、设计工况和设计参数的确定2、制冷循环的热力计算3、压缩机的选择4、热泵循环热力计算5、冷凝器设计计算6、蒸发器设计计算7、毛细管的选择计算8、四通换向阀的选择9、风机及配用电机的选择 10、制冷剂充灌量的计算11、热泵空调器热力经济性指标核算 12、管路及辅助设备的选择 13、空调器电器控制系统设计四、设计成果：1、压缩机本设计选用西安庆安压缩机厂生产的空调用YZ-30全封闭滚动转子式压缩机。

参数如下：名义制冷量：3580W 电机输出功率为1100W 电源：50HZ-220V 额定电流：6.5A电机类型：属电容运转型（PSC ） 质量：13.8kg 。

其安装示意图如图3-1所示，其中标注的尺寸为H=286mm,M=237mm,L=237 mm,E=75mm,D=110.5mm。

图1 YZ系列空调用转子式压缩机安装示意图2、冷凝器本设计选用强迫对流空冷式冷凝器。

其结构示意图如图2所示。

参数如下：传热管:紫铜管，mmφmm5.010⨯翅片: 厚度mm.0，波纹型整张铝制套片15节距:mm2迎风面管心距mm=S251管簇排列采用正三角形叉排冷凝器长：500mm冷凝器宽：86.6mm冷凝器高：312.5mm空气流通方向上的管排数n:4迎风面上管排数N：12冷凝器传热系数：30.39W/m2.K图2 空冷式冷凝器主体结构示意图3、蒸发器本设计采用强制对流的直接蒸发式蒸发器。

结构与蒸发器相近。

参数如下：传热管:紫铜管，mm mm 5.010⨯φ 翅片: 厚度，连续整体式铝套片节距:mm 8.1迎风面管心距mm S 251= 管簇排列采用正三角形叉排 蒸发器长：550mm 蒸发器宽：43.3mm 蒸发器高：237.5mm空气流通方向上的管排数n:2 迎风面上管排数N ：9 蒸发器分路数：3路蒸发器传热系数：44.41W/m 2.K 4、节流装置本设计选用毛细管作为节流装置。

一个有使命感的企业家,应该努力坚持走一条正途,这样我相信大家一定可以得到不同程度的成就.少为失败找理由多为成功找方法大多数人想要改革这个世界却不晓得即时从小事做起毕业设计（论文）题目轴流式水轮机结构设计及导叶应力分析专业热能与动力工程班级动094 班学生指导教师教授2013 年摘要本次设计主要是通过查阅相关设计手册对型号为ZZ600-LH-300的水轮机进行结构设计和对导叶进行应力应变分析并且对带裂纹的导叶进行了应力应变分析首先对水轮机总体结构作出设计其次完成了导水机构装配情况的设计及其传动系统设计另外结合电站的具体情况以及我国制造业发展现状还对水轮机部分零部件例如主轴导叶控制环导叶臂等零件作了设计通过使用CAD绘图本次设计过程更加便捷设计成果更加精确本次设计的应力应变分析是通过ANSYS平台软件进行的其中包括用NX.UG软件建模用ANSYS ICEM CFD软件对导叶流场进行网格划分用CFX软件进行流场数值计算用ANSYS软件进行模态分析和静力分析关键字：水轮机结构设计数值分析模态分析应力分析ABSTRACTAccording to consulting the design book and referring the built up station the present paper is to design the structure of Kaplan turbine ZZ600-LH-300 and make analysis of stress and strainfirstly make the design of the architectural structurethe guide vanes machanism assembly and the system of the way to drive the guide vanes.Besidesconsidering the situation of the power station and now the development of the manufactory at homewe have designed some of the parts in details such as the principal axisthe guide vanesthe discharged ringthe arms of the guide ing the CADthe process of design is more convenient and the result is more accurate.This design made analysis of stress and strain on the guide vane of the models through the ANSYS platform softwareincluding using NX.UG software modelingmeshing the flow field of the guide vane through ANSYS ICEM CFD softwareCFX software is used to numerical calculationmodal analysis and static analysis is done through ANSYS software.KEY WORDS: hydroturbinearchitectural designnumerical analysismodal analysisstress analysis目录1 前言 11.1 概述 11．2 设计内容 21.3 原始资料 22 水轮机总体结构设计 32.1绘制轴面流道图 32.2 座环设计 52.3活动导叶及导水机构装置零件72.3.1 活动导叶翼型72.3.2 导叶结构系列尺寸和轴颈选择8 2.3.3 导叶的密封结构92.3.4 导叶轴颈密封102.3.5 导叶套筒122.3.6 导叶轴套132.3.7 导叶臂152.3.8 导水机构装配尺寸172.3.9 导叶传动机构182.3.10 连接板192.3.11 套筒 202.3.12叉头销202.3.13 叉头 222.3.14 连接螺杆 232.3.15 剪断销242.3.16分半键252.3.17端盖262.4 控制环272.5 主轴及其附属部分282.5.1 主轴直径计算282.5.2主轴结构设计292.5.3 水导轴承302.5.4主轴密封332.6 操作油管332.7 转轮部分342.7.1 叶片342.7.2 转轮体352.7.3 叶片操作机构与接力器362.7.4 泄油阀372.7.5 叶片密封装置372.8 底环382.9 顶盖和支持盖392.10 真空破坏阀 392.11 导水机构传动系统总设计 402.11.1 确定导叶开度 403 应力分析433.1 导叶模型建立433.2 导叶周边流道模型建立433.2.1 单周期流道网格划分443.3 CFX数值计算453.3.1 边界条件451.定常流动计算边界条件452.进口边界条件463.出口边界条件464.固壁面边界条件463.4 定常流动计算结果分析463.5 导叶的模态分析与静力分析483.5.1 约束施加483.5.2荷载施加493.5.3模态分析493.5.4 静力分析513.6 带裂纹缺陷的导叶的导叶分析523.6.1 带裂纹导叶的模型523.6.2 带裂纹导叶有限元网格划分523.6.3 模态分析结果533.6.4 静力分析结果543.6.5 结论554 总结56致谢 57参考文献 581 前言1.1 概述能源作为经济发展的物质基础在我国社会主义现代化建设中起着决定性作用为保证国民经济的可持续发展能持续供应的能源就必须得到保证随着我国经济的快速发展能源需求逐年上升这样以煤炭为主的能源结构不仅在很大程度上限制了经济的快速发展同时也引发了能源安全以及环境污染等重大问题基于以上问题的考虑水能作为安全、可靠、清洁的可持续能源越来越受到人们的重视我国拥有世界上最为丰富的水能资源但水能的开发率较低为了满足人民日渐增长的电力需求和化石能源的有限性之间的矛盾积极开发水电已经成为我国的当务之急近年来水轮发电机组的容量、尺寸及转速不断提高水轮机尺寸越来越大而叶片厚度越来越小其固有频率大大降低水轮机各过流部件在运行过程中受到各种不平衡力的作用工作环境非常复杂各种水力不平衡力和激振源的相互藕合使过流部件产生振动近年来投产的容易引起由于导叶与转轮动静干扰或叶道涡等影响产生的水压脉动共振成为叶片产生裂纹的主要根源水轮机过流部件的刚强度、振动特性与疲劳破坏是设计、运行部门等所关注的问题随着有限元方法的日益成熟在水轮机过流部件的刚强度分析中的应用逐渐普及对于叶片的振动问题是涉及到固体力学、振动力学、水力学、计算流体力学、材料力学等多学科的综合性课题其包含的知识内容极为广泛因此在工程实际中对转轮叶片的刚强度分析显得越来越重要尤其对于分析水轮机叶片裂纹的事故并防止其发生具有重要作用目前工程中在轴流式转轮的刚强度分析中大多利用现代的计算机技术采用ANSYS有限元分析计算方法对该水轮机叶片在最大水头下的强度进行分析计算1.2 设计内容一、绘制水轮机转轮1.按给定水轮机型号和转轮直径等参数确定水轮机转轮流道的主要特征尺寸绘制转轮流道图2.应用CAD软件绘制导叶单线图导叶布置图3.导叶最优开度下实体造型4.划分网格并计算进行流场分析；二、应力应变分析1.正常导叶和带裂纹导叶有限元网格划分2.正常导叶和带裂纹导叶固有频率分析3.正常导叶和带裂纹导叶静力分析三、外文翻译1.3 原始资料本次毕业设计基本参数如下：水轮机型号ZZ600-LH-300出力（kw）2500设计水头（m）6.2额定转速（r/min）125最大水头（m）7.8设计流量（m3/s）51.5最小水头（m）42 水轮机总体结构设计2.1绘制轴面流道图查阅《水轮机设计手册》得型号为ZZ600-LH-300的水轮机模型流道尺寸和转轮室尺寸分别如图2-1 图2-2所示根据比例换算所得真机的流道尺寸和转轮室尺寸如表2-1表2-2所示：图2-1 ZZ600流道尺寸表2-1 流道尺寸参数符号真机数值（mm）参数符号真机数（mm）D13000R22832Z14d2876D03765d3876Z020d4832.5b01464h1717dB999h2276R1708h3324轴流式水轮机转轮室是水轮机过流通道的一部分转轮室的外形和选用的转轮型号有关本水电站转轮型号为ZZ600其转轮室结构如下图所示图2-2 ZZ600转轮室尺寸表2-2 ZZ600转轮室尺寸参数符号模型数值mm真机数值mmR150150R2100300R35001500R43851155R（球）5001500h1209627h2154462H555165h481243D29731919D39812943α8°8°在电站运行时由于水流的压力脉动在转轮室上作用有很大的周期性载荷为加强转轮室的刚度并改善转轮室与混凝土的结合在转轮室四周有环向和竖向的加强筋并用千斤顶和拉紧杆将转轮室牢牢固定在二期混凝土中2.2 座环设计座环是反击式水轮机的基础部件之一除了承受水压力作用外还承受整个机组和机组段混凝土重量因此要有足够的强度和刚度其基本结构是由上环、下环和固定导叶组成由于本水电站水头较低小于40m故而选择与混凝土蜗壳连接的座环考虑到电站的基本资料现对制造质量提出如下要求：1)此座环所选材料为 ZG30采用铸造结构；2)考虑到其强度要求钢板厚度选取为75mm；2)所有过流表面打磨光滑至表面粗糙度为3.2；3)固定导叶进口端节距误差不超过0.0015Da；4)顶盖与底环把合面平行度误差不超过0.025 毫米/米；5)分瓣结构的合缝面粗糙度为6.3合缝面间隙一般不超过0.05 毫米局部允许有0.15～0.3 毫米凹陷部分（深度小于接合缝的1/3 长度不超过接合缝总长的1/5）但不允许有突起座环的尺寸和转轮型号、直径有关其固定导叶的形状又取决于水力和强度计算所以座环尺寸变化的因素较多不可能完全统一参考《水轮机设计手册》104 页表6-14 选出座环基本尺寸再根据电站实际情况稍作改动设计如下图2-3表2-3所示：表2.3 水轮机座环尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）Db5150H1=b0+10-251475Da4500R200k75其中参数符号对应图2-3 水轮机座环（αγ根据蜗壳而定）图2-3 水轮机座环2.3活动导叶及导水机构装置零件2.3.1 活动导叶翼型水轮机导水机构的作用主要是形成和改变进入转轮水流的环量保证水轮机具有良好的水力特性调节流量以改变机组出力正常与事故停机时封住水流停止机组转动圆柱式导水机构的导叶叶形通常有对称形和非对称形（正曲率）两种标准叶形由于对称形导叶一般用于具有不完全包角的高比转速轴流式水轮机中故本设计中采用对称形的叶形参考《水轮机设计手册》中137 页表8-5再根据本水轮机的具体情况得对称形导叶叶形的断面参数如下表：表2-4 导叶翼型参数参数符号数值(mm)参数符号数值(mm)D13000k5.8D03765r44.4Z020L665a56.7322.5b69.1L2342.5c71.8d0138.7d69.1m57.1e62.5其符号所代表的意义见图 2-4:图2-4 导叶翼型图2.3.2 导叶结构系列尺寸和轴颈选择导叶轴颈可按转轮直径 D1使用水头H1（指最高水头）导叶的相对高度b0/D1从《水轮机设计手册》中146 页表8-10 初选轴颈db选得db =115mm再根据db=115mm 从设计手册中表8-9 查得导叶结构的其它尺寸如下表：表2-5 导叶尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db115hA95da95hB140d1125hc200105h120d2110h2110dm30h345d3M24h412d432h56d5109H 参考617其中参数符号所代表下图2-5中符号图2-5 导叶结构尺寸导叶的材料为ZG20MnSi整铸为保证导叶转动灵活导叶上、中、下三个轴颈要同心径向摆度不大于中轴颈公差的一半导叶体端面与不垂直度允许误差不超过0.15/1000导叶过流表面型线要正确制造中应用样板检查2.3.3 导叶的密封结构导叶关闭后导叶体的立面应该有很好的密封由于本机组属于低水头的机组因此采用圆橡皮条直接镶入鸽尾槽内封水这种结构制造简单但只适用于40 米水头以下的机组因为水头太高会把圆橡皮条冲掉从《水轮机设计手册》上148 页表8-12 查得圆橡皮条和鸽尾槽的尺寸如下表：（由于导叶体可在中间加焊数段钢筋使橡皮条分段固定）表2-6 圆橡皮条和鸽尾槽的尺寸参数符号数值（mm）a9b9.5c2其中参数符号对应下图2-6中符号：图2-6 导叶密封2.3.4 导叶轴颈密封导叶中轴颈密封多数装在导叶套筒的下端目前不少机组中已改用"L"型密封实践证明封水性能很好结构简单"L"型密封圈与导叶中轴颈之间靠水压贴紧封水因此轴套和套筒上开有排水孔形成压差密封圈与顶盖配合端面则靠压紧封水所以套筒与顶盖端面配合尺寸应保证橡胶有一定的压缩量密封圈的材料采用中硬耐油橡胶模压成型其尺寸大小如下表2-7：表2-7 中轴颈密封参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db115h18d120δ14110δ24d2155R20.5R51.5其中参数符号意义对应图2-7：图2-7 中轴颈密封导叶下轴颈的密封主要是防止泥沙进入发生轴颈磨损下轴颈密封一般采用"O"型橡皮圈密封结构其尺寸大小如下表2-8：表2-8 下轴颈密封参数符号数值（mm）db115D95d7.5其中参数符号意义对应图2-8：图2-8 下轴颈"O"型密封导叶中轴颈处虽有密封装置但因导叶是转动的不可避免会有少量漏水其排除方法主要是通过自流排水或水泵排水将漏水排出对于轴流式水轮机导水机构套筒处得漏水由排水管集中到顶盖下部的轴承支架内连同主轴密封处的漏水由水泵抽水至电站集水井2.3.5 导叶套筒导叶套筒是固定活动导叶上中轴套的部件采用HT21-40铸铁铸造套筒结构与主轴材质、密封结构和顶盖的高度有关分段套筒虽有质量小便于加工容易调整装配等优点但由于受到机组尺寸的限制本次设计仍选择传统的整体圆筒形结构套筒的尺寸大小如下表2-9：表2-9 导叶套筒参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db115d726d1320d86d2195h210d3120h135d4130h2115d5135h353d6280Z6H 参考其中参数符号对应下图2-9中符号：图2-9 导叶套筒为满足于导叶臂的装配要求最终取H=430mm2.3.6 导叶轴套导叶轴套目前已广泛采用具有自润滑功能的工程塑料代替这样不仅简化了结构而且节省了大量的有色金属降低成本该设计中导叶套筒采用尼龙1010其吸水性小尺寸较为稳定通过离心熔铸成型适合在水轮机导叶、连杆等部位应用a）上轴套尺寸系列如表2-10 所示：表2-10 上轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dc105h37d1105h16d2120h212d3119.6δ′1d4表中参数符号意义见图2-10：图2-10 上轴套b）中轴套尺寸系列如表2-11 所示：表2-11 中轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db115h115d1115h125d2130h26d3129.6d56d4135δ′0.8表中参数符号意义见图2-11：图2-11 中轴套c）下轴套尺寸系列如表2-12 所示：表2-12 下轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）da95hd195h16d2110δ′0.8d3109.6表中参数符号意义见图2-12：图2-12 下轴套2.3.7 导叶臂根据叉头传动机构装配尺寸从《水轮机设计手册》上165 页的表8-23查出导叶臂及其销孔尺寸如下表2-132-14：表2-13 导叶臂参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db115H154Dc105DL181D1144de42D21488d2120R120dm35Df11d3M16T0.2d422其中参数符号意义对应图2-13(左) :表2-14导叶臂销孔尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dcn40DC11R65h40B140h155其中参数符号意义对应图2-13 ：图2-13 导叶臂2.3.8 导水机构装配尺寸导水机构大部分零件应做到标准化、系列化在《水轮机设计手册》上132页查表8-1可得出按转轮系列尺寸编制的导水机构装配系列下表2-15是本水电站对应的导水机构装配尺寸：表2-15 导水机构装配尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值(mm)D13000Dc2400Z020LH500D03765lp250ψ30°lc410其中参数符号意义对应图2-14图2-14导水机构装配2.3.9 导叶传动机构鉴于叉头传动机构受力情况好所以本水电站采用叉头传动机构其主要是由导叶臂、连接板、叉头、叉头销、连接螺杆、螺帽、分瓣键、剪断销、轴套、端盖和补偿环等组成参照《水轮机设计手册》164页表8-25可得出本次设计的导叶传动机构装配尺寸如表2-16所示：表2-16 导叶传动机构装配尺寸参数符号数值(mm)参数符号数值(mm)接力器直径dc410d268D3/jdZ020h45d1M48×4h160dn60D/dc导叶中轴颈db115dcn45D4/dc4分瓣键直径dm35D/gc2.3.10 连接板根据叉头传动机构装配尺寸从《水轮机设计手册》上167 页的表8-29到表8-30查出连接板尺寸如下表2-17：表2-17 连接板尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）D1165DR250R1100h40K0.02h155Dcn40D4l20D258D3l1=l262d1150c1d2M24其中参数符号意义对应图2-15：图2-15 连接板2.3.11 套筒根据连接板D2=100从《水轮机设计手册》上168 页的表8-33查出轴套尺寸如下表2-18：表2-18 轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dn70Dh78d278jdh18d183c2.5其中参数符号意义对应图图2-16：图2-16 轴套2.3.12叉头销根据套筒dn=70D从《水轮机设计手册》上170页的表8-36查出剪断销尺寸如下表2-19：表2-19 叉头销尺寸参数符号数值（mm）参数符号dn70dch210d70gbD59d165gbb3.5d269R1.5d362c3h88d03h130r1.5H143其中参数符号意义对应图2-17：图2-17 叉头销2.3.13 叉头根据连接板dn=70从《水轮机设计手册》上167 页的表8-31查出叉头尺寸如下表2-20：表2-20 叉头尺寸数值（mm）参数符号数值（mm）d1M56×4L150d270DL195d365DR62d4100r12H140r16h90c12h125S20其中参数符号意义对应图2-18：图2-18叉头2.3.14 连接螺杆根据连接板d1=M56从《水轮机设计手册》上168 页的表8-32查出叉头尺寸如下表2-21：表2-21 连接螺杆尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1M56×4b24d260b18d350r2S50c3l135其中参数符号意义对应图2-19：图2-19 连接螺杆2.3.15 剪断销根据连接板Dcn=80mm从《水轮机设计手册》上170页的表8-35查出剪断销尺寸如下表2-22：表2-22 剪断销尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）Dcn40dc4r1d20h14.5d2h210d345h40d440l38b4L90b13其中参数符号意义对应图2-20：图2-20剪断销2.3.16分半键根据上轴直径dc =230mm从《水轮机设计手册》上169 页的表8-34查出分半键尺寸如下表2-23：表2-23 分半键尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dc105b16.4dm35K4L110c134b118.6l1140h210l2110h325h5h46其中参数符号意义对应图2-21：图2-21 分半键2.3.17端盖根据轴颈db=250mm从《水轮机设计手册》上171页的表8-37查出端盖尺寸如下表2-24：表2-24 端盖尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db115h124d1195R52.5d2106Φ1M20d345Φ21826Φ338d5135d665h32其中参数符号意义对应图2-22：2-22 端盖2.4 控制环控制环是传递接力器作用力并通过传动机构转动导叶的环形部件在本次设计中采用A3铸造根据水轮机转轮直径查《水轮机设计手册》第185页图8-34及其表8-52到表8-54得出控制环尺寸如下：表2-26 控制环尺寸（总体）参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）DC2400Dy2550Z020S25R12其中参数符号意义对应图2-23：图2-23 控制环（总体）2.5 主轴及其附属部分2.5.1 主轴直径计算主轴的外径尺寸可以根据机组的扭力矩初选扭力矩按以下公式计算：式中： N--代表主轴传递的功率（千瓦）n--代表主轴转速（转/分）由原始资料：N=8.8MW=8.8×KW n=187.5r/min所以根据《水轮机设计手册》上 319 页图12-12 扭力矩与主轴外径的关系曲线查得D<200（mm）主轴内孔直径按《水轮机设计手册》320 页上的公式12-2 计算：式中：D--主轴外径（厘米）N--主轴传递的功率（千瓦）n--主轴转速（转/分）τmax--最大许用应力（公斤/厘米2）初选主轴的材料为 ZG20MnSi其中τmax=550 （公斤/厘米）所以根据主轴内孔直径公式计算得：但为了保证主轴有足够的刚强度可将主轴内径按标准直径系列取为400mm2.5.2主轴结构设计主轴是水轮机的关键部件之一用来传递水轮机转轮产生的转矩（功率）使发电机旋转产生电能同时承受轴向水推力及转动部分的重量它的毛坯采用 ZG20MnSi 整锻由于本机组是大型的轴流式水轮机在主轴内装有操作油管所以主轴必须要有中心孔同时这样的空心轴不但减轻了主轴的质量提高轴的刚度和强度而且还能消除轴心部分组织疏松等缺陷便于检查主轴与转轮的连接结构在设计中采用转轮上盖与主轴法兰合一的结构主轴一端与发电机相连另一端与转轮相连查《水轮机设计手册》上312页的表12-3 得轴的尺寸如下表2-29：表2-29 主轴尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）D400d2102R35DФ725h100R16Db580h1115R2375Dp415l45R35D2717l145f2D3410l28Z20d360m1.5C12d′360C115db68d170其符号所代表的意义如下图2-24所示:图2-24 主轴（其中上边为水轮机端下边为发电机端）2.5.3 水导轴承水轮机导轴承型式很多目前比较常用的有水润滑的橡胶轴承;稀油润滑有转动油盘、斜油槽自循环的筒式轴承和稀油润滑油浸式分块瓦轴承其它型式轴承如稀油润滑毕托管上油方式轴承在中、小型机组中虽有采用但近期已被斜油槽自循环的筒式轴承所代替干油润滑轴承国内运用不多查《水轮机设计手册》345页本次设计中采用稀油润滑分块瓦式轴承主要是因为以下原因：稀油润滑分块瓦式轴承虽然有密封在轴承下部转轮悬臂大成本高平面布置尺寸大等缺点但鉴于其受力均匀轴瓦研刮、调整方便运行安全可靠在大中型机组中应用较多其结构如图2-25：:图2-25 稀油润滑分块瓦式水导轴承本次设计中Nr=2500kWn=125r/min再参照国内部分运行机组的结构参数其尺寸对应下表2-31：表2-31 水导轴承参数符号数值参数符号数值N（千瓦）2500瓦宽B（毫米）250n（转/分）125瓦数10轴颈直径（毫米）610B/L0.8轴颈直径De（毫米）738轴瓦单边间隙（毫米）0.25瓦高L（毫米）666使用部位水导考虑本次设计中其他部件的布置情况针对以上数值作出了一定的变动具体参照总装图中的尺寸另外对于稀油润滑分块瓦式轴承本次设计选择将轴领作为主轴轴身上的附加物之后与轴身焊成一体轴领采用与主轴同样材质的铸件或者锻件粗加工后焊于轴身上并经退火处理消除焊接应力退火前主轴内孔灌以铸铁铁屑或者黄砂两端封闭以减少内孔氧化轴颈下部开有成一定角度或径向的通油孔当主轴旋转时此孔起着油泵的作用将经过冷却器冷却后的润滑油输送到轴瓦面及轴承体空腔内工作后的热油经轴承体上部油孔和顶部流向冷却器形成油循环轴领下部通油孔数目在24~32范围内孔直径取30mm挡油箱以上的轴领处开有数个通气孔以平衡轴领内外侧压力防止油和油雾外溢轴领处的结构如下图2-26：图2-26轴颈处结构本次设计中油盆选择用A3钢板焊接并在制造过程中进行煤油渗漏试验分块轴瓦采用ZG30、滑动面浇注ChSnSb11-6锡基轴承合金垫板采用30Cr并有以下制造要求：本体铸成整圈分割成若干块合金浇注前挂纯锡不许脱壳瓦面粗糙度为8瓦背面支顶垫板与背面贴紧不许有间隙垫片热处理HRC35~40支顶螺丝材料为锻钢35热处理HRC40细牙螺纹与螺帽选配分块瓦轴承体材料为ZG30支顶螺丝孔中心线与轴心线垂直轴承体法兰面与分块瓦承托面平行误差不超过0.03~0.05毫米2.5.4主轴密封主轴部分的密封装置分两种一种是机组正常运行中橡胶轴承压力水箱的密封稀油轴承下部防止机组漏水的主轴密封这一种密封的结构形式很多如盘根、垫料式密封单层或双层橡胶密封径向式端面碳精块（尼龙块）密封水泵密封等等本次设计中采用的是水压式端面密封这种密封方式检修维护方便结构简单工作寿命长其结构见图2-30另一种是机组停机检修轴承和轴承下部主轴密封时防止尾水往机坑内泄漏的检修密封这种密封的结构形式有空气围带式、机械操作式或抬机密封等多种在本次设计中采用的是空气围带式密封采用的压缩空气压力是4～7 公斤/厘米2其所采用的围带的剖面尺寸见下图2-27：图2-27水压式主轴密封2.6 操作油管转桨式水轮机转轮的接力器操作油管装于主轴中心孔内通常操作油管用两根无缝钢管组成内外两个压力油腔上部接至受油器下部与转轮接力器的活塞杆连接操作油管的外油腔与转轮接力器活塞上部油腔联通内腔则与活塞下部油腔联通本次设计中操作油管被分为数段用法兰连接这主要是考虑到电站布置主轴和接力器结构的变化为满足动作灵活加工、装卸方便根据《水轮机设计手册》中的要求参照已有电站资料本水电站操作油管水轮机段得结构如图2-28所示：图2-28 操作油管示意图2.7 转轮部分2.7.1 叶片叶片由本体和枢轴构成叶片本体与枢轴的连接方式有两种一种是用分别整体铸造；一种是采用分开铸造加工后用螺钉或销钉等机械零件组合由于本机组属于大型机组所以叶片和枢轴采用分别铸造然后用螺钉连接叶片材料为ZG20SiMn由于该材料抗汽蚀性能差因此根据电站的运行条件在表面堆焊不锈钢层以提高转轮的抗汽蚀性能叶片枢轴支承在转轮体上采用滑动轴承结构轴承衬为青铜2.7.2 转轮体转轮体外表面是过流通道的一部分其内部则装有全部叶片和操作机构上部与主轴联接下部接泄水锥形状较为复杂在本次设计中转轮体采用ZG20MnSi 整铸而成转轮体外圆采用球形结构球形轮毂能使叶片和转轮体表面配合良好在各种叶片转角下它们之间的间隙可以很小从而减小容积损失在本次毕业设计中转轮体与主轴联接时采用的是转轮上盖与主轴法兰合一的结构图2-29转轮结构图2.7.3 叶片操作机构与接力器叶片操作机构的型式很多本次设计采用的是带直连杆的操作架的结构由于其零件数少结构简单转轮体高度可降低故其在水轮机中应用较多其具体结构如图2-30所示：。

前言我国每年大约有20亿平方米的建筑总量，接近全球年建筑总量的一半，建筑能耗约占全国社会终端总能耗的27.6％，因此建筑节能势在必行。

可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。

地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。

在大型商业建筑和公用建筑中,合理空调方案的确定是个至关重要的问题。

按负担室内空调负荷所用介质分类，空调系统可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂系统。

每种空调系统都有各自的适用性，对于建筑空间大，易于布置风道且对室内温、湿度洁净度控制要求严格的场合，适合用全空气系统。

全水系统适合用于建筑空间小，不易于布置风道的场合。

空气-水系统适用于室内温、湿度控制要求一般且层高较低，冷、湿负荷也较小的场合。

对于空调房间布置分散，要求灵活控制空调使用时间且无法设置集中式冷、热源的场合适合用冷剂系统。

通过毕业设计消化和巩固大学四年学习的本专业全部理论知识和实际知识，并将它应用到工程实践中去解决工程的实际问题，熟悉有关的技术法规内容，培养施工设计的思维能力和制图技巧及对工程技术的认真态度。

第1章概述1.1建筑概况1.1.1设计地点山东省青岛市。

1.1.2建筑物土建资料见土建资料图纸。

1.1.3 建筑物使用功能本次设计为商住两用建筑，一到五号楼。

本次设计不考虑住宅部分。

总占地面积约为8000㎡，空调面积为约18807㎡。

楼底部作沿街店铺，小区配套服务设施，及设备用房。

台湛路一层二层做商场，延安三路一层二层作沿街商铺。

工程地下室作为地下车库。

1.1.4 建筑物的周围环境本设计建筑物位于青岛市市北区，延安三路与台湛路交界处。

1.1.5 建筑物所在地区土质资料根据勘探井的资料得知设计地点土质为粉质粘土，轻微潮湿，土壤导热系数为1.8 W/(m.K)左右，且地下八十米以上是非岩层地带，土壤导热情况良好，适合于作为热泵系统的冷热源。

热能与动力工程毕业设计热能与动力工程毕业设计随着工业的发展和能源需求的增加，热能与动力工程作为一门重要的学科，对于提高能源利用效率和保护环境具有重要意义。

作为热能与动力工程专业的毕业生，毕业设计是对所学知识的综合应用和实践能力的考验，也是对专业素养的一次全面展示。

一、设计选题与背景设计选题是毕业设计的起点，也是整个设计过程的基础。

在选择设计选题时，需要考虑当前能源形势和工程技术的发展趋势，选择一个既有挑战性又有实践意义的课题。

可以从能源利用效率提升、新能源开发利用、环保技术应用等方面进行选题，以满足社会发展对能源需求的要求。

设计选题的背景分析是设计过程中的重要一环，它可以帮助我们深入了解选题的研究现状、存在的问题和研究的意义。

通过对背景分析的深入研究，可以为设计提供更加全面的思路和方法。

二、设计目标与要求在确定设计选题和背景分析的基础上，需要明确设计的目标和要求。

设计目标是指设计完成后所要达到的效果和成果，可以从技术指标、经济效益、环境效益等方面进行界定。

设计要求则是指在设计过程中需要满足的条件和要求，包括设计时间、设计成本、设计方法等。

在制定设计目标和要求时，需要综合考虑实际情况和可行性，确保设计的可实施性和实用性。

同时，还需要考虑到设计的创新性和科学性，力求在设计中突破传统思维和技术，提出新的解决方案和方法。

三、设计方案与实施设计方案是指设计过程中的核心内容，包括设计思路、设计方法和设计步骤等。

设计方案的制定需要综合考虑设计目标和要求，根据实际情况和所学知识选择合适的技术手段和工具，确保设计的科学性和可行性。

在设计方案的实施过程中，需要进行实验、模拟和分析等工作，以验证设计的可行性和有效性。

同时，还需要进行数据的收集和整理，对设计结果进行评估和优化，确保设计的质量和效果。

四、设计结果与评估设计结果是指设计完成后所得到的成果和效果，可以通过实验数据、模拟结果和分析报告等形式进行呈现。

设计结果的评估是对设计过程和设计成果的综合评价，包括技术指标的达成情况、经济效益的评估和环境效益的评估等。

热能与动力工程课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握热能与动力工程的基本概念、原理和应用，培养学生的热能转化和动力工程设计能力。

具体目标如下：1.知识目标：•掌握热能与动力工程的基本原理和概念。

•了解热能转化和动力工程的应用领域。

•学习热能与动力工程的相关技术和方法。

2.技能目标：•能够运用热能与动力工程的原理和概念解决实际问题。

•能够运用热能与动力工程的相关技术和方法进行设计和分析。

•能够进行热能与动力工程的实验操作和数据分析。

3.情感态度价值观目标：•培养对热能与动力工程领域的兴趣和热情。

•培养学生的创新思维和团队合作能力。

•培养学生的环保意识和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括热能与动力工程的基本原理、热能转化和动力工程的应用领域、相关技术和方法等。

具体安排如下：1.热能与动力工程的基本原理和概念。

•热能的定义和特性。

•动力工程的基本原理和分类。

2.热能转化和动力工程的应用领域。

•热机和热泵的原理和应用。

•燃烧和热交换的基本原理和应用。

3.热能与动力工程的相关技术和方法。

•热能测量的方法和设备。

•热能转换的效率和损失。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解和演示，向学生传授热能与动力工程的基本原理和概念。

2.讨论法：通过小组讨论和讨论会，引导学生深入思考和探讨热能与动力工程的应用领域和问题。

3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解热能与动力工程在实际中的应用和挑战。

4.实验法：通过实验操作和数据分析，让学生亲自体验热能与动力工程的相关技术和方法。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备适当的教学资源。

1.教材：选用权威的热能与动力工程教材，作为学生学习的基础资源。

2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生深入学习和参考。

3.多媒体资料：利用多媒体课件和视频资料，生动展示热能与动力工程的基本原理和应用。

热能与动力工程专业毕业设计目录1 绪论 (1)1.1 选题的目的及意义 (1)1.2 抽气设备的概述 (2)1.3 射水抽气系统的发展 (3)1.4 射水抽气系统设计方法 (4)2 射水抽气器理论研究 (5)2.1射水抽气器简介和特点 (5)2.1.1 射水抽气器的型式 (5)2.1.2 结构 (5)2.1.3 连接方式 (6)2.1.4 喉部结构特征对射水抽气器工作性能的影响 (7)2.2 射水抽气器抽出的产物确定 (10)2.3 射水抽气器设计参数 (11)2.3.1 抽气器的容量确定 (11)2.3.2 抽气器的吸入压力 (16)2.3.3 抽气器的吸入温度 (17)2.3.4 工作水温度 (17)2.3.5 工作水压力 (18)3 射水抽气器的计算及选型 (19)3.1 射水抽气器的计算所需要的量 (19)3.1.1 演马电厂的机组参数 (19)3.1.2 射水抽气器选型计算所需要确定的量 (20)3.2 射水抽气器选型计算 (20)3.3 射水抽气器的选型分析 (23)4 射水泵的选型 (26)4.1 选型泵的要求 (26)4.2 单级双吸式离心泵 (27)4.2.1 单级双吸式离心泵的应用围和优点 (27)S型和Sh型单级双吸离心泵的工作条件： (27)4.2.2 泵结构型式及标号意义 (28)4.2.3 SH型泵选型表 (29)4.3 射水泵的选型及特点 (31)5 射水池的设计和研究 (34)5.1 射水池的作用和设计 (34)5.1.1 射水池的作用 (34)5.1.2 射水池的设计 (35)5.2 射水池的参数确定 (36)5.2.1 水箱的计算容积 (36)5.2.2 水箱的有效容积 (36)5.2.3 水箱的水位控制 (36)5.2.4 水箱的设计要求 (37)5.3 射水系统的补水 (37)5.3.1 工作水温对射水抽气器工作的影响 (37)5.3.2 补水量 (38)6 管道和阀门设计及设备的安装 (39)6.1 管道和阀门的基本介绍 (39)6.1.1 管道 (39)6.1.2 阀门 (43)6.2 管道和阀门的选型 (45)6.2.1 管材的选择 (46)6.2.2 管径的选择 (46)6.2.3 阀门的选择 (46)6.3 管道和阀门的运行维护 (47)6.3.1 管道的运行维护和防腐 (47)6.3.2 阀门的运行和维护 (48)6.4 射水抽气器布置方式 (48)6.5 射水抽气器的安装与抽吸能力分析 (49)6.6 管道的布置 (50)7 总结与展望 (52)7.1 总结 (52)7.2 展望 (52)致谢 (54)1．绪论汽轮机设备在启动和正常运行过程中，都需要将设备（特别是凝汽器）和汽水管路中的不凝结气体及时抽出，以维持凝汽器的真空，改善传热效果，提高汽轮机设备的热经济性。