水能的组成,反击式、冲击式水轮机的分类、工作原理及特点

第一节 水轮机的主要类型
水能构成
动能 位置势能
压力势能
第一节 水轮机的主要类型
运动的水体
动能
势能
水力机械旋转运动
压力势能 位置势能
第一节 水轮机的主要类型
水能减少（水轮机） 水力原动机
水能
机械能
水力工作机 水能增加（水泵）
第一节 水轮机的主要类型
水轮机发电机组工作原理
第一节 水轮机的主要类型
水电站
第一篇 水轮机 第二篇 水电站输水系统
第三篇 水电站厂房
第一节 水轮机的主要类型
第一节 水轮机的主要类型
水力机械（hydraulic machinery）：将水流的运动及能量与机械的运动及能量进行 转换的机器
水轮机（hydraulic turbine）：将水流的能量转换为旋转机械能的水力原动机 水泵（pump）：将机械能传递给水流，使水流的能量增加的水力工作机
H
(zA
pA
A v 2A 2g
)
(zB
pB
B v 2B 2g
)
一、水头 （Head）
第二节 水轮机的工作参数
毛水头Hg (gross head)：水电站上下游水位之差，单位：m
H g EU ED ZU Z D
落差
一、水头 （Head）
第二节 水轮机的工作参数
最大水头Hmax: 允许水轮机运行的净水头的最大值，单位： m 。对水轮机结构的强度设计有决定性的影响。
翼型
第一节 水轮机的主要类型
一、反击式水轮机( Reaction turbine)
环列叶栅绕流 蜗壳、导叶、尾水管等部件与优化形状和尺寸的环列叶栅配合， 使得反击式水轮机高效率、高稳定性地利用水能
第一节 水轮机的主要类型
一、反击式水轮机( Reaction turbine)
型式： 混流式式 轴流式 斜流式 贯流式
第一节 水轮机的主要类型
二、冲击式水轮机 （Impulse turbine）
水流特征：水流以自由射流的水柱冲击转轮，利用水 流动能使转轮旋转。
型式：
水斗式（Pelton Turbine ）
双击式（ Banki turbine） 斜击式（Turgo turbine）
水斗式水轮机
第二节 水轮机的工作参数
水轮机所获得的能量 H
H
(z1
p1
1v12 2g
)
(z2
p2
2v22 2g
)
(z1
p1
)
(z2
p2
)
1v12
2
v
2
1
H
2gH
水流势能E p
水流动能E k
1 2
第一节 水轮机的主要类型
Ep Ek 1
该式表明水轮机所利用的水流能量为水流的势 能Ep与动能Ek之和
Ep=0, Ek=1→冲击式水轮机（Impulse turbine）:只利用水流动能
最小水头Hmin: 保证水轮机安全、稳定运行的净水头的最 小值，单位：m 。
平均水头Hav (average head ): 在一定时期内，水轮机所 有可能出现的水头的加权平均值，单位：m 。水轮机在此 水头附近运行时间最长。
设计水头Hr（design head, rated head）: 水轮机发出额 定出力所需要的最小水头，单位：m 。
第二节 水轮机的工作参数
参数：表征水轮机运行状况特征物理量。主 要有：水头、流量、功率、效率、转速等
一、水头 (Head )
第二节 水轮机的工作参数
EU
ZUEDpUEZADU2VgZpU2AD
pADVD2 AVA2 2g 2g
一、水头 （Head）
第二节 水轮机的工作参数
定义：单位重量的水体通过水轮机时的能量减少值，单位： m
动•量D改esc变rip（tion转of轮the作co用nte于nts水产生） 水•流D对esc转rip轮tion产of生the反co作nte用nts力 转•轮D旋esc转ription of the contents
第一节 水轮机的主要类型
一、反击式水轮机( Reaction turbine)
绕流
0<Ep<1, Ep+Ek=1 →反击式水轮机(Reaction turbine):既利用动能也利用势能
➢ 水轮机的主要类型
第一节 水轮机的主要类型
水流能量转换特征
反击式 冲击式
第一节 水轮机的主要类型
一、反击式水轮机( Reaction turbine)
流过转轮的水流是连续的 同一时间内所有转轮叶片间的流道都有水流 通过 水流V大小、方向改变