水工专业水电站考试试题
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1.各类水轮机的适用水头范围,它们的工作特性。
2.各头水轮机的构造(四大部件)型式及作用。
3.当水头H,流量Q不同时,为什么反击式水轮机转轮的外型不相同?
4.蜗壳水力计算有哪些假定原则,各种计算方法的精度如何?
5.水轮机有哪些参数,对设计选型、运行起什么作用?
6.汽蚀是如何形成的,危害性如何?有哪些防止措施?
7.水轮机基本方程说明了什么?如何提高转轮的效率?
8.为什么说吸出高度是水轮机的安装高程的控制条件?Hs太高或太低又有什么影响?9.各类水轮机的安装高程如何确定?特别是要注意到哪些因素?
10.相似理论的意义,相似公式的应用,ns的意义与应用。
11.原、模型水轮机之间的效率修正关系,修正值是在什么前提下得出来的?
12.工作特性曲线在水电站运行中的作用?
13.主要综合特性曲线如何绘制?如何运用它选择原型水轮机的主要参数?在曲线上任一点如何表明原模型之间的关系?
14.选择水轮机时应考虑哪些因素?选择的内容有哪些?选择的程序如何?
15.不同设计阶段对水轮机选择的方法有几种?比较其优缺点。
16.选用水轮机选择方案比较的方法,应考虑哪些因素?
17.掌握水轮机的运转特性曲线的绘制与应用。
18.调速器的任务,了解调速器的工作原理。
19.了解调速器的类型以及系列型号。
20.水电站有哪些基本类型?各类水电站的组成建筑物有哪些?这些建筑物的主要功能是什么?
21.进水建筑物的作用、基本要求、各类进水口的布置特点及适用条件。
22.如何确定深式进水口的位置、高程、主要设备及轮廓尺寸?
23.什么条件下需设置沉砂池?
24.渠道的作用、要求是什么?有几种基本类型?如何确定断面尺寸?
25.自动调节与非自动调节渠道有何差异?
26.渠道的水力情况与其过水能力是何关系?
27.压力前池的作用是什么?其主要建筑物有哪些?
28.日调节池适用于哪类水电站?设计时要注意哪些因素?
29.隧洞的功能是什么?其水力计算包括哪些内容?如何计算其断面尺寸?
30.露天钢管有哪些布置形式?比较它们的优点及适用条件。
31.压力钢管的直径如何决定?
32.钢管的材料、容许应力和管身构造。
33.露天钢管如何敷设?路线如何选用?
34.露天钢管上有哪些管件(附件)?各起什么作用?
35.露天钢管可能承受哪些作用力?各力由什么结构来承受?
36.镇墩、支墩各有哪些类型?其构造和作用如何?
37.露天钢管管身应力如何分析?应力状态如何?如何确定管身应力?
38.露天钢管如何检验稳定性?如不满足应采取哪些措施?
39.压力钢管设计包括哪些内容?需进行哪些计算?
40.水电站水击产生的原因有哪些?水击基本方程如何?水击波的传播速度如何计算?41.水击计算中解析法计算有哪些基本假定?如何实施?
42.水击计算中图解法原理及方法如何?
43.什么是调节保证计算?机组转速变化计算的原理和方法如何?
44.水击计算条件如何确定?减小水击措施有哪些?
45.调压室的作用?依据什么条件设置调压室?
46.调压室是如何工作的?调压室的基本方程如何?
47.简单圆筒式和阻抗式调压室的特点如何?水位波动图解计算原理及方法如何?
48.双室式、溢流式、差动式调压室各有什么特点?什么叫理想差动式?
49.什么是"引水道──调压室"水位波动稳定性?小波动稳定及大波动稳定有什么不同?稳定条件有哪些?
50.如何选择调压室水力计算的条件?
51.水电站厂房的功用和主要任务是什么?
52.水电站厂房有哪些基本类型?它们的特点是什么?
53.水电站厂房枢纽建筑物及其主辅机电设备包括哪些内容?
54.在设计水电站主厂房时,应首先从哪里着手?为什么?
55.在确定水轮机安装高程时,除根据其吸出高程外,还应考虑哪些因素?
56.水电站厂房尾水闸门的作用是什么?
57.下部块体结构中一般布置哪些设备?其结构尺寸应如何决定?
58.水电站厂房的电气系统(指一次回路)包括哪些设备?其中有哪些设备一般布置在主、厂房内?并说明它们的一般布置原则。
59.发电机机座(墩)有哪些类型?它们各有什么优缺点?
60.确定发电机层高程应考虑哪些因素?
61.水电站厂房内的机械控制系统有哪些?说明它们的一般布置原则。
62.对装配场的设计有哪些要求?
63.当发电机高程低于下游最高尾水位和低于对外交通道路时,应如何处理?
64.厂区布置包括哪些内容?变压器场布置应考虑哪些因素?地面引水式电站副厂房位置一般可能有哪些方案?它们有什么优缺点?
65.分析一下教材上图7-3至图7-8水电站厂房结构的传力情况是怎样的?
66.坝后式厂房厂区布置的一般可能哪些方案?各有何优缺点?
67.竖轴机组河床式厂房蜗壳断面可能有几种型式?它们各适用于什么条件?
68.地下式厂房有哪些布置类型?它们各适用于什么条件?
※<样题试卷>
华北水利水电学院试题纸 A 2005~2006学年第一学期 2002级水利水电工程专水电站试题学号:姓名:
……………………………………密…………封……………
线…………………………………
一、选择题(10分,每小题1分,在选项下画横线)
1. 地下埋管钢衬破坏大都是由于(内压较大且钢衬强度不足,外压失稳),防止破坏的有效措施是(加厚钢衬,加钢性环)
2. 混流式水轮机运转特性曲线包括(等效率线、等开度线,等吸出高度线,等气蚀系数线,等转角线、水轮机出力限制线)
3. 工作闸门的工作条件为(动水,静水)开启,(动水,静水)关闭,检修闸门的工作条件为(动水,静水)开启,(动水,静水)关闭。
4. 为减小机组转速上升率, 应(设调压室,设放空阀,减小Ts)。
5. 水电站厂房枢纽一般包括(进水口,引水道,主厂房、副厂房、变压器场、高压开关站)。
6. 反击式水轮机的组成部件有(进水部件,导水机构,喷管,转轮,泄水部件,喷嘴)
7. 地面高压管道的经济直径选择与明渠经济断面选择的原则和方法相同,但钢管要考虑(水击,结构形式,流速)。
8. 水轮机的最优工况是指(效率最高,出力最大,撞击和涡流损失最小,流量最大)。
9.水击计算中,串联管道简化应满足(管长不变,流速不变,相长不变,管径不变,动能不变)原则。
10.调压室的类型有(洞式,圆筒式,塔式,墙式,阻抗式,环梁柱式)等。
二、判断题(10分,每小题1分)
1、调压室底部流速对调压室的稳定有利。
( )
2、抽水蓄能电站抽水所消耗的电能多于生产的电能,因此经济上不合理。
( )
3、无压引水进水口,一般应选在河流弯曲段的凹岸。
( )
4、对低水头电站,一般可采用先快后慢的机组关闭规律,以达到降低水击的目的。
( )
5、冲击式水轮机利用了水流的动能、势能、压能。
( )
6、管径、管厚沿程不变的管道为简单管。
()
7、机组的中心线与厂房的中心线往往不重合。
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8、水击波速a与管道的支承方式无关。
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9、“水锤穿室”是指水击波穿过调压室进入压力管的现象。
()
10、水击过程、调压室水位波动及机组转速变化三者之间是相互独立、互不干扰的。
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三、填空(33分,每空1分)
1、水轮机的主要的特征水头有__ _______________、____ _____________、_____ _______、___ __________。
2、有压引水式水电站由____ _________、__ ________、____ _________、__ _________•_、__ _____等几部分组成;而无压引水式水电站由__ ______、__ ________、____ ________、__
_______•_、__ __ ___等组成。
3、水电站的有压进水口类型有____ __________、___ ___________、____ _______、__ __________。
4、水电站的引水渠道称为___ ________渠道,分___ ____________渠道和___ ___________渠道。
5、压力钢管的供水方式有___ _______、______ _______、____ ____三种,其中地下埋管多采用___ ________方式。
6、水电站厂房水系统有供水系统和排水系统;其中供水系统包括
__ _、 _ 、;排水系统包
括、。
7、尾水管主要有 __ _______、_ ________、___ _______三种型式。
四、简答题(30分,每小题6分)
1、水轮机是根据什么分类的?分成哪些类型?
2、调压室水力计算内容与目的是什么?其计算条件如何选取?
3、安装间的作用是什么?如何确定安装间面积及高程?
4、简述露天式高压管道的设计步骤。
5、试述水电站厂房各层高程确定的顺序,并说明确定水轮机安装高程应考虑哪些因素?
五、计算题(17分)
(7分)某水电站采用金属蜗壳,v=6.0m/s,Q=8,座环直径Da=1.5m,包角φ0=345 °,1、
试计算φ1=60°时金属蜗壳的断面中心距a1和外围轮廓尺寸R1。
2、(10分)某水电站设计最大静水头H0=150m,采用露天式压力钢管,长度L=500m,直径D=2m,水击波传播速度c=1000m/s。
机组全开时管道中最大流速Vmax=5m/s,假定管道末端装有冲击式水轮机,并且阀门按直线规律关闭,由全开至全关所需的时间为4s。
用解析方法求解:
(1)水轮机上游200m处的最大水击压力升高;
(2)设管壁允许应力[σ]=130MPa, 试确定管壁的结构厚度;
※<样题试卷参考答案>
华北水利水电学院试题纸? A
2005~2006学年第一学期 2002级水利水电工程水电站试题
学号:姓名:
……………………………………密…………封……………线…………………………………
一、选择题(10分,每小题1分,在选项下画横线)
1. 地下埋管钢衬破坏大都是由于(内压较大且钢衬强度不足,外压失稳),防止破坏的有效措施是(加厚钢衬,加钢性环)
2. 混流式水轮机运转特性曲线包括(等效率线、等开度线,等吸出高度线,等气蚀系数线,等转角线、水轮机出力限制线)
3. 工作闸门的工作条件为(动水,静水)开启,(动水,静水)关闭,检修闸门的工作条件为(动水,静水)开启,(动水,静水)关闭。
4. 为减小机组转速上升率, 应(设调压室,设放空阀,减小Ts)。
5. 水电站厂房枢纽一般包括(进水口,引水道,主厂房、副厂房、变压器场、高压开关站)。
6. 反击式水轮机的组成部件有(进水部件,导水机构,喷管,转轮,泄水部件,喷嘴)
7. 地面高压管道的经济直径选择与明渠经济断面选择的原则和方法相同,但钢管要考虑(水击,结构形式,流速)。
8. 水轮机的最优工况是指(效率最高,出力最大,撞击和涡流损失最小,流量最大)。
9.水击计算中,串联管道简化应满足(管长不变,流速不变,相长不变,管径不变,动能不变)原则。
10.调压室的类型有(洞式,圆筒式,塔式,墙式,阻抗式,环梁柱式)等。
二、判断题(10分,每小题1分)
1、调压室底部流速对调压室的稳定有利。
(T)
2、抽水蓄能电站抽水所消耗的电能多于生产的电能,因此经济上不合理。
(F )
3、无压引水进水口,一般应选在河流弯曲段的凹岸。
(T )
4、对低水头电站,一般可采用先快后慢的机组关闭规律,以达到降低水击的目的。
(T )
5、冲击式水轮机利用了水流的动能、势能、压能。
(F )
6、管径、管厚沿程不变的管道为简单管。
(F)
7、机组的中心线与厂房的中心线往往不重合。
(T)
8、水击波速a与管道的支承方式无关。
(T)
9、“水锤穿室”是指水击波穿过调压室进入压力管的现象。
(F )
10、水击过程、调压室水位波动及机组转速变化三者之间是相互独立、互不干扰的。
(F)
三、填空(33分,每空1分)
1、水轮机的主要的特征水头有__设计水头____、__平均水头____、__最大水头__、__最小水头____。
2、有压引水式水电站由_有压进水口_、有压引水道_、_调压室_、__压力管道•、厂房等几部分组成;而无压引水式水电站由无压进水口_、__无压引水道_、压力前池、_压力管道_、_厂房等组成。
3、水电站的有压进水口类型有塔式、洞式_、_坝式、_墙式_。
4、水电站的引水渠道称为_动力渠道,分_自动调节渠道和_非自动调节_渠道。
5、压力钢管的供水方式有___单元供水、_分组供水_、_联合供水_三种,其中地下埋管多采用___联合供水方式。
6、水电站厂房水系统有供水系统和排水系统;其中供水系统包括_技术供水__、_生活供水_ 、消防供水;排水系统包括渗漏排水、检修排水。
7、尾水管主要有 __直锥型_、_弯肘型_、_弯锥型_三种型式。
四、简答题(30分,每小题6分)
1、水轮机是根据什么分类的?分成哪些类型?
根据水流能量转换特征分为反击式和冲击式;反击式根据水流进出转轮的方向分为混流式、轴流式、斜流式、贯流式;冲击式根据射流与转流的接触方式分为水斗式、斜击式、双击式。
2、调压室水力计算内容与目的是什么?其计算条件如何选取?
最高涌浪——确定调压室高度——上游最高水位、丢弃全部负荷,引水道糙率取可能最小值;最低涌浪——确定高压管道进口高程——上游水位取最低水位(死水位),增加负荷或丢弃负荷第二振幅,引水道糙率取可能最大值。
稳定断面——确保水位波动稳定——游水位取最低水位(死水位),机组满负荷运行,引水道糙率取可能最小值,高压管道糙率取可能最大值
3、安装间的作用是什么?如何确定安装间面积及高程?
安装间的作用是安装检修机组时放置主要部件,其面积应满足安装检修需要,一般要满足检修一台机组时放置发电机转子、上机架(或下机架)、水轮机转轮、顶盖四大件的需要。
其高程应尽量与发电机层、对外交通同高,以方便运行,并尽量高于下游洪水位。
4、简述露天式高压管道的设计步骤
初估管壁厚度;分析计算管道上所受的各种力;外压稳定稳定校核;基本断面应力分析,强度校核。
5、试述水电站厂房各层高程确定的顺序,并说明确定水轮机安装高程应考虑哪些因素?
水电站厂房各层高程确定的顺序为,首先确定水轮机的安装高程,然后向上依次确定水轮机层地板高程、发电机层地板高程、吊车轨顶高程、厂房天花板及屋顶高程,向下依次确定尾水管底板高程、开挖高程。
确定水轮机的安装高程时主要考虑了水轮机的类型、水头、安装位置的海拔高程、气蚀系数和下游尾水位等因素
五、计算题(17分)
1、(7分)某水电站采用金属蜗壳,v=6.0m/s,Q=8,座环直径Da=1.5m,包角φ0=345 °,试计算φ1=60°时金属蜗壳的断面中心距a1和外围轮廓尺寸R1。
[解答](1)(3分)断面半径:
(2)(2分)断面外半径:
(3)(2分)断面中心距:
2、(10分)某水电站设计最大静水头H0=150m,采用露天式压力钢管,长度L=500m,直径D=2m,水击波传播速度c=1000m/s。
机组全开时管道中最大流速Vmax=5m/s,假定管道末端装有冲击式水轮机,并且阀门按直线规律关闭,由全开至全关所需的时间为4s。
用解析方法求解:
(1)水轮机上游200m处的最大水击压力升高;
(2)设管壁允许应力[σ]=130MPa, 试确定管壁的结构厚度;
解:一. 判断水击类型(4分)
(1)直接水击与间接判别(2分)
∵2L/c=2*500/1000=1<Ts=4s,? ∴ 为间接水击
(2)第一相水击与极限水击的判别(2分)
∵τ0=1,ρ=cVmax/2gH0=1000*5/2/10/150=1.67
ρτ0=1.67>1.5 ∴为极限水击
二.计算水击压力(4分)
(1)计算管道末端水击压力
σ=LVmax/g/H0/Ts=500*5/10/150/4=0.42
ξm=2σ/(2-σ)=0.54
则管道末端水击压力△H=ξm* H0 =0.54*150=81m(2分) (2)计算水轮机上游200m处的水击压力
△H =(500-200)*81/500=48.6m(2分)
三.估算管壁厚度(2分)
δ=γHD/(2[σ]φ)=9.8*(81+150)*2/2/130/0.9/1000=0.019m考虑2mm锈蚀厚度,并取偶数值,则管壁厚度为22mm。