水力机械复习资料

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。