《水轮机结构分析与设计》课程上机指导书

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水轮机课程设计(完整版)

课程设计说明书设计题目：水轮机选型学生姓名：学号：班级：完成日期：指导教师（签字）：44一、课程设计的目的和任务1、目的：通过水轮机的课程设计，将各种水轮机的性能参数整理并绘制成不同形式的曲线，它是与水轮机课程教学相辅助的一个理论学习的环节，也是课程教学中一个必不可少的环节。

通过水轮机课本章节的相关理论知识的学习后，再通过课程设计的环节以达到巩固和加强理论知识的目的，进一步培养学生独立思考、严谨工作的能力；此外，通过课程设计更进一步掌握造型、设计、参数等程序内容，提高了学生查阅资料和动手实践的能力。

2、课程设计的任务：通过所给的原始资料，根据要求明确水轮机的基本工作参数（包括水头H、流量Q、转速n、效率、出力P、吸出高度H S、转轮直径D、水轮机型号、机组台数、装置方式等），整理并绘制成不同形式的曲线，即获得水轮机的特性曲线图。

二、电站基本参数（1）电站总装机容量： 900 MW（2）电站装机台数： 6台（3）电机容量： 150 MW（4）下游尾水位：▽80m（5）水轮机工作水头：最大工作水头(Hmax)： 81.5m最小工作水头(Hmin)： 45.5m设计工作水头(Hd)： 63.5m加全平均工作水头(Hw)： 57.8m(6) 机组运行特点：调峰（7）电站水质良好三、水轮机的简介水轮机是一种将河流中蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机，当水流流过水轮机时，通过主轴带动发电机，将旋转机械能转换成电能。

与发电机连接成的整体称为水轮发电机组，它是水电站的主要设备部分。

水电站是借助水工建筑物和机电设备将水能转换成为电能的企业，在未来，水能资源的开发和利用将成为资源开发利用的主导能源，所以，水轮机的设计开发对我国水能资源的开发起到很大的推进作用。

水轮机大致分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机；反击式水轮机：转轮利用水流的压力能和动能做工的水轮机称为反击式水轮机。

其特征是：压力水流充满水轮机的整个流道，水流流经转轮叶片时，受叶片的作用面改变压力、流速的大小和方向，同时水流在转轮叶片正反面产生压力差，对转轮产生反作用力，形成旋转力矩使转轮旋转。

流体机械原理(水轮机)课程设计指导书

《流体机械原理（水轮机）》课程设计指导书适用专业:热能与动力工程课程代码: 8511910学时: 3周学分: 3编写单位:能源与环境学院编写人:曾永忠、王桃系(部)主任:分管院长:批准时间:年月日1课程设计的目的专业课程设计是热能与动力工程专业的一个重要实践环节。

学生通过这一环节的学习和锻炼，可进一步巩固和加深所学理论知识，掌握水轮机转轮叶片水力设计的原理、方法和步骤，并使分析和解决工程实际问题的能力得到培养和训练。

2课程设计组织形式在设计室由教师集中指导。

3课程设计步骤1、概述（转轮水力设计目的、意义；对现有型谱的分析；主要设计理论方法、特点及基本假设、设计理论的发展方向）2、选择设计参数（1）选择参考转轮、论证、选择设计参数m s n Q n ση,,,,1111等。

（2）确定轴面流道形状尺寸：论证选择0b 、1Z 、上冠、下环型线、下环锥角a……。

（3）绘制轴面流网及各条)(m m L f V =曲线。

至少绘出五条轴面流线，6组等势线；校核、调整轴面流网精度要求：%5~3%100)(<⨯∆∆iiσσδ；绘制并检查各条)(m m L f V =曲线的变化规律是否正确合理。

（4）轴面涡线绘制---叶片绘型①0=u ω的设计方法的基本假设及流动分析；②设计的理论基础是在叶片无限多、无限薄假设下，流线与翼型骨线形状完全一致，因而可分别在各计算流面上求出流体质点相对运动轨迹---即可求得各流面上的翼型骨线；按强度要求加厚成型，再将各流面翼型按一定规律组合成叶片。

因此，可将混流式转轮变厚度回转面上的环列叶栅问题按流线法求解。

③要求：叶片范围轴面流线长至少分为6小段，包括进、出口边分点在内至少有7个分点。

注意合理选取上冠流线的长度。

）a. 流面上水流质点的运动分析---叶片微分理论（水流质点运动的微分方程、流线方程）沿各流线数值积分：m m u l rV rV r ∆-⋅=∆2ωθ （对上冠流线）θω∆-⋅=∆r V r r V l u m m 22 （对其余流线）b.论证、选择)(m u l f r V =变化规律；c ．列表进行上冠流线数值积分（对计算结果检查包角∑∆=i θθ的正确性）d ．列表进行其余流线数值积分（所得各轴面涡线的间距应平滑有规律的变化，以保证叶片光滑性检查符合要求。

水轮机结构PPT课件教程文件

装配步骤：
1.安装顶起环； 2.安装V型密封圈； 3.安装垫环； 4.安装λ型密封圈； 5.安装密封压板； 6.安装固定螺钉，将密封装置固定在轮毂上。
轮叶安装
装配步骤：
首先采用转轮翻身工具将转轮体翻身（图中没有表示）；然后将轮叶分片装配到相应位置（图中只显示了单个轮叶的安装）；用螺栓将轮叶与枢轴固定；安装转轮悬挂装置；再安装操作架（图中没有表示出来）。
1. 混流式
低水头混流式水轮机转轮高水头混流式水轮机转轮
2. 轴流式
低水头轴流式水轮机转轮
高水头轴流式水轮机转轮
受油器
导叶操作机构
水
顶盖
轮
支持盖
发
导叶
电
机
座环
组
蜗壳
总
底环
体
转轮体
结
转轮室
构
轮叶
泄水锥尾水管基础
永磁机上机架上挡风板定子转子
下挡风板下风罩
推力轴承推力支架柱段
控制环
接力器连接处
注：
• 连接主接力器和导叶转臂； • 传递主接力器的输出力矩，推动导叶转臂转动； • 安装在支持盖的滑道上，与支持盖一起吊入机坑。
导叶连杆
接力器缸体
转轮体外形
轮叶泄水锥
导轴护盖转轮
导轴活塞环活塞轮毂
枢轴
转臂连杆连接体下盖放油阀泄水锥
转轮体内部结构
缸体护盖
外形图
泄水锥结构
剖面图
作用：
• 是水轮机导水机构的重要组成部分，主要是为尾水导流； • 使转轮体内部形成一个封闭油腔，起密封作用。
泄水锥安装
装配步骤：
首先将泄水锥对接；调整位置使得二者的轴心在同一条直线上，然后用固定螺栓将二者把合在一起；连接体外部安装封围板（图中没有表示）。

水轮机设计手册

水轮机设计手册
水轮机是一种使用地表水或地下水力转移发电的设备，主要用于城市、工厂等地方的发电，也可以用于农村供水系统，是可再生能源发电装置之一。

水轮机的设计主要参考以下几点：
1、水位设计：水位是指水体静止时面上的水平面。

水位的设计主要根据水轮机设计容量以及抽水马达能力进行设计，水位设计必须保证水轮机的正常运行，同时也要考虑水位与环境的关系，以确保洪水情况下水轮机不受破坏。

2、水轮机转子设计：水轮机的核心部件是转子，它的设计就是汲水管的设计。

转子要进行荷载分析计算，从而确定水轮机可实现的峰谷值功率以及功率调节范围，并考虑到结构强度和磨损保护性能。

3、水轮机机壳设计：机壳是水轮机的外壳，它由机壳、密封和其它结构部件组成。

机壳的设计要考虑双重效应，结构的围护要能够确保水流不会受到阻碍，但也要考虑涡流和涡轮的系数，以保证水轮机的正常运行。

4、主轴设计：主轴是水轮机结构的核心部件，不仅要考虑轴承结构，还要考虑轴承转动惯量，密封结构以及密封件的损耗，以及轴承及密封控制系统。

5、自动控制系统：为了能够使水轮机正常运行，必须装设一个精度较高的自动控制系统，它能够根据需要的功率做出调整，以保证水轮机的效率恒定，使用寿命达到最高。

以上是水轮机设计的几点参考，要想设计出性能优良的水轮机，还需要把握设计的每一个细节，让水轮机不断完善改进，才能达到最佳状态。

水轮机课程设计

水轮机课程设计
1.引言
水轮机是一种重要的水力发电设备，广泛应用于水电站和水能利用系统中。

本课程设计旨在帮助学生深入了解水轮机的工作原理、性能特点以及设计与选型过程。

2.学习目标
通过本课程设计，学生将达到以下目标：
理解水轮机的基本原理和工作方式；
掌握水轮机的性能参数和性能曲线的分析方法；
学会进行水轮机的选型和设计计算；
熟悉水轮机的运行与维护管理。

3.课程内容安排
第一章：水轮机概述
水轮机的定义和分类
水轮机的主要构成部分和工作原理
第二章：水轮机性能分析
水轮机的性能参数介绍
水轮机性能曲线的绘制与分析方法
第三章：水轮机选型与设计
水轮机的选型原则与方法
水轮机的设计计算步骤和方法
第四章：水轮机的运行与维护
水轮机的运行管理和性能监测
水轮机的维护与故障处理
4.教学方法
本课程设计将采用以下教学方法：
理论讲授：通过课堂讲解介绍水轮机的基本原理、性能分析方法和选型设计过程。

实践操作：学生将进行水轮机的选型和设计计算，并使用专业软件进行性能曲线的绘制和分析。

小组讨论：鼓励学生参与小组讨论，分享经验和解决问题。

5.考核方式
课程设计报告：学生需完成水轮机的选型和设计计算，并撰写课程设计报告。

学习笔记：学生需撰写学习笔记，记录课堂内容和思考。

6.参考资料
《水力发电工程手册》
《水轮机与泵类》（第四版），朱光勇主编
《水轮机》（第三版），王文明编著
以上是水轮机课程设计的一个简要安排，具体的教学内容和安排可以根据实际情况进行调整和补充。

希望对您有所帮助！。

水轮发电机的结构(讲义)

机组旋转中心垂直度测量计算
机组旋转中心垂直度是指机组转动部分在转动过
程中，各转动部分旋转中心线的垂直度。机组旋转中心垂直度的获得，可以通过测量和计算大轴任意两个断面在0°和180°两个方位下的偏心值来得到。垂直度的调整可以通过调整推力轴承抗重螺栓高差或者调整承重机架水平来调整。
大轴旋转中心示意图
弹性垫支承氏推力轴承示意图

导轴承
导轴承是用来承受水轮发电机组转动部分
的径向机械不平衡力和电磁不平衡力，并约束轴线径向位移和防止轴的摆动，使机组轴线在规定数值范围内旋转的结构。
1—轴承座；2—密封罩； 3—滑转子；4—主轴； 5—导轴承瓦； 6—套筒； 7—支柱螺钉；8—冷却器
导轴承结构
发电机制动系统
托盘
托盘的作用是减小轴瓦的变形。另外，托盘的轴
向柔度在运行中有一定的均衡负荷作用。其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材料。
绝缘垫
通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间装
设绝缘垫，切断轴电流回路，保护轴瓦工作面，并起到绝缘和调整轴线的双重作用。
油的循环冷却轴承的油循环冷却方式有内循环和外循环两种。
的水轮发电机，磁轭可用铸钢或整圆的厚钢板制造，不需要专门的转子支架。
对于定子铁芯外径较大的水轮发电机，磁
轭通过转子支架和主轴连成一体。
磁轭的外缘加工有T尾、鹇尾槽或螺孔，用
以固定磁极。
机架

机架是立轴水轮发电机安置推力轴承、导轴承、制动器及水轮机受油器的支撑部件，是水轮发电机较为重要的结构件。
伞式两种。
推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机，
它适用于转速在100r/min以上。推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机，无上导的称为全伞式，有上导的称为半伞式，它适用于转速在150r/min以下。

水轮机及其辅助设备课程设计

水轮机及其辅助设备课程设计1. 简介本课程设计的主要目标是让学生深入了解水轮机及其辅助设备的结构、原理、使用、检修和维护，为将来从事水利工程建设、管理和科研工作打好基础。

本课程设计包括理论部分和实验部分，理论部分主要涉及水轮机的分类、组成结构、工作原理、性能参数以及辅助设备的作用、要求等；实验部分主要包括水轮机性能测试、检修和维护等。

2. 理论部分2.1 水轮机的分类按照机轴位置分类，水轮机分为水平式水轮机和直立式水轮机；按照叶轮转动类型分类，水轮机分为直角式水轮机、斜坡式水轮机和斜面式水轮机；按照叶轮叶数分类，水轮机分为单叶式、双叶式、三叶式等多种类型。

2.2 水轮机的组成结构水轮机主要由进水口、导叶、叶轮、出水口、轴承、轴和机壳等组成。

2.3 水轮机的工作原理水轮机通过水流驱动叶轮旋转，从而将水能转化为机械能，而水轮机的性能参数主要包括转速、效率、输出功率和背压等。

2.4 水轮机的辅助设备水轮机的辅助设备主要包括水轮机的冷却系统、油润滑系统、振动与噪声控制、水力控制和自动监测装置等。

2.5 水轮机的性能参数和检测方法水轮机的性能参数主要包括工作效率、输出功率、转速等，而对于水轮机的检测，主要包括性能试验和振动及噪声测试等。

3. 实验部分3.1 实验设备本次实验主要采用试验型水轮机以及相关辅助设备。

3.2 实验内容实验内容主要包括水轮机的性能测试、检修和维护等。

3.2.1 水轮机性能测试水轮机性能测试主要包括静态试验和动态试验两种方式。

静态试验是检验水轮机的静止性能和各有用参数的测定，而动态试验主要是检验水轮机在不同运行条件下的性能。

3.2.2 水轮机的检修和维护水轮机的检修和维护主要包括清洗、检查、保养以及维修等。

其中，除了定期的清洗和检查外，维修工作是非常重要的，不仅关系到水轮机的正常工作，也关系到水利工程的安全。

4. 结论通过本课程的学习和实验，可以让学生更好地了解水轮机的基本原理、工作过程、性能参数和辅助设备等，为今后从事水利工程工作打下坚实的基础，也为在水力发电、水利工程建设、管理和科研工作等领域取得更大的成就提供了宝贵的经验和知识。

水轮机课程设计纸

水轮机课程设计纸一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握水轮机的基本原理、结构和应用，提高学生对水利工程的认知水平。

具体来说，知识目标包括：1.了解水轮机的历史发展及其在水利工程中的应用。

2.掌握水轮机的工作原理、主要结构和部件功能。

3.理解水轮机的工作特性及其影响因素。

技能目标则要求学生能够：1.分析水轮机的工作过程，判断水轮机的工作状态。

2.学会使用相关工具和仪器，对水轮机进行简单的维护和检修。

情感态度价值观目标则主要包括：1.培养学生对水利工程的兴趣，提高学生对水轮机的认识。

2.培养学生珍惜水资源，关注环境保护的意识。

3.培养学生团结协作、勇于探索的精神风貌。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括水轮机的基本原理、结构和应用。

具体安排如下：1.导言：介绍水轮机的历史发展及其在水利工程中的应用，激发学生的学习兴趣。

2.水轮机的工作原理：讲解水轮机的工作原理，让学生了解水轮机是如何将水能转化为机械能的。

3.水轮机的结构：介绍水轮机的主要结构和部件功能，如转轮、导叶、主轴等。

4.水轮机的工作特性：分析水轮机的工作特性及其影响因素，如水流速度、水头等。

5.水轮机的应用：讲解水轮机在水利工程中的应用，如水电站、灌溉等。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法等。

具体安排如下：1.讲授法：讲解水轮机的基本原理、结构和应用，使学生掌握基础知识。

2.讨论法：学生分组讨论水轮机的工作过程和应用场景，提高学生的思考能力。

3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解水轮机在水利工程中的重要作用。

4.实验法：安排课后实验，让学生亲自动手操作，加深对水轮机结构和工作原理的理解。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将选用以下教学资源：1.教材：《水利工程导论》等有关水轮机的章节。

2.参考书：提供有关水轮机的历史发展、结构原理等方面的资料。

3.多媒体资料：制作课件、视频等，形象生动地展示水轮机的工作原理和应用场景。

水轮机原理与运行课程设计

水轮机原理与运行课程设计一、课程背景和目的水轮机是一种水力发电设备，具有广泛的应用领域。

随着我国经济的发展和政府对清洁能源的倡导，水力发电在我国已经成为一个非常重要的能源来源。

因此，深入学习水轮机原理和运行，具有重要的实践意义和科学价值。

本课程旨在通过讲授水轮机的原理和运行原理，让学生了解水轮机的工作过程和运行技术，为学生进入相关行业提供良好的基础知识和实践技能。

二、课程教学与实践内容2.1 基础知识1.水轮机基础原理介绍。

2.水轮机各部分的工作原理介绍。

3.水轮机的分类和特点。

2.2 系统分析1.水轮机系统结构。

2.水轮机系统参数测量技术。

3.水轮机系统运行调试技术。

4.模拟和仿真技术。

2.3 实验操作1.水轮机实验操作技能。

2.水轮机系统性能测试实验。

3.水轮机故障排除实验。

三、教学方法在本课程中，将为学生提供一系列的教学方法，以提高学生的学习效率，包括理论课程讲解、实验室实践、案例分析、问题求解、实践操作等。

四、考核方式学生将通过期末考试和实验报告来评估其课程学习和实践成果。

期末考试占总成绩的50%，实验报告占总成绩的50%。

五、课程时间本课程将分为两个学期。

第一学期主要介绍水轮机的基础知识和系统分析，第二学期将重点讲解实验操作和仿真实践。

六、教材教材主要为《水力发电工程》、《水轮机设计和运行》等相关教材。

七、实验器材1.水轮机实验台。

2.流量计、压力计等测量仪器。

3.计算机和仿真软件。

八、授课团队本课程的授课团队由水利工程、电气工程、机械工程等相关专业的优秀教师和行业专家组成，旨在为学生提供专业的教学服务和良好的学习环境。

水轮机及其辅助设备课程设计 (2)

水轮机及其辅助设备课程设计1. 课程背景水能利用是一项重要的可再生能源利用方式之一，而水轮机则是其中最早被应用的一种装置。

本课程旨在对水轮机及其辅助设备进行深入了解，包括其原理，分类，工作流程和主要构成部分，以及发电厂常用的辅助设备，如调速系统、水力发电站控制系统等，为学生奠定水力发电学科的基础。

2. 课程目标通过本课程的学习，学生应该掌握以下内容： - 水轮机的基本工作原理和分类 - 水轮机常见的布置形式和构成部分 - 常用的水力发电厂辅助设备及其作用 - 水力发电站的控制系统组成和原理 - 水轮机的效率计算方法及其应用3. 课程计划第一周•课程介绍•水轮机的概述：历史、作用、发展和应用现状第二周•水力资源和水轮机的性能参数：流量、水头和效率•水轮机分类及其专业术语：反推式、混流式、斜流式等第三周•具体的水轮机设计及其运行特点：容积、跌差、压力、尾水等•水轮机的主要构成部分：转子、导叶、固定叶片、轴、轴承等第四周•水力发电运行常用的辅助设备：调速系统、GOU运行模式、水力发电站控制系统•水力发电站的控制系统组成及其原理：水电站集控、远程监控和故障处理等第五周•水轮机效率的计算方法及其应用：绝热效率、机械效率、水利效率和总效率•水轮机的计算方法和参数的测定：静态水力试验、动态试验和模型试验第六周•课程总结和考试4. 考核方式•期末考试（70%）：包括填空、判断、选择和简答题等•作业（20%）：包括设计、计算题和文献阅读等•出勤率和课堂表现（10%）5. 参考资料•能源与资源高校工程实践教育系列教材水利水电工程系列：水轮机及辅助设备•中国水力发电技术标准：针对水轮机运行和维护的技术规范以上是本课程的详细内容和安排，希望能够对学生在未来的学术和职业道路上有所帮助。

水轮机课程设计说明书

四川大学课程设计任务书学院专业班课程名称题目任务起止日期：年月日～年月日学生姓名学号指导教师年月日教研室主任年月日审查院长年月日批准目录第一章水轮机的选型设计 (1)第二章水轮机运转特性曲线的绘制 (11)第三章蜗壳设计 (14)第四章尾水管设计 (17)第四章心得总结 (19)参考文献 (20)第一章水轮机的选型设计1.1 水轮机型号选定一、水轮机型式的选择根据原始资料，电站装机容量7MW，平均水头为33m，最大水头为39m，最小水头为28m。

水轮机的额定水头为Hr=0.9Hw=31.35M根据资料，适合此水头范围的水轮机类型有轴流式和混流式，又根据水轮机系列型普表中查出合适的机型有HL240型水轮机和ZZ440型水轮机两种。

根据装机容量拟选两种型号的水轮机1,2台机组。

二、初步拟订型号机组台数并确定单机容量根据以上分析初步拟定见表1-1表1-1 初步拟定表1.2 原型水轮机各方案主要参数的选择按电站建成后,在电力系统的作用和供电方式,初步拟定四种方案后进行比较。

一、ZZ440型水轮机1台机组（方案一）1、计算转轮直径装机容量7000千瓦，水轮机的额定功率为7000P 7368()0.95grg p kw ===η上式中：g p ——机组单机容量，kwg η——同步发电机的效率，一般取95%-97%，此处取95%。

根据水轮机转轮型普推荐的最大单位流量110Q =1.653/m s ，为使单位流量有一定的余量，取3%的储备，则额定工况的单位流量11r Q =1.65⨯0.97=1.63/m s ,110115/min n r =，对应的模型效率M η=0.83，暂取效率修正值Δη=0.03，η=0.83+0.03=0.86。

则设计工况原型水轮机效率为86%。

m D HQ P rrr 8.186.035.316.181.9736881.95.15.1111=⨯⨯⨯==η根据我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》P9），选择转轮公称直径1D =3.3m 。

水轮机课程设计指导书

水轮机课程设计指导书水轮机课程组2011.6目录一．水轮机型号选择二．水轮机主要参数选择三．绘制水轮机运转综合特性曲线四．蜗壳的水力计算五．尾水管尺寸的确定六．水轮机转轮参数的确定七．水轮机导水机构尺寸的确定八．水轮机主轴、轴承及主轴密封的选择九．水轮机结构说明十．绘制水轮机结构图十一.编制设计计算说明书参考资料水轮机课程设计主要是培养学生的设计能力，重点是使学生掌握水轮机的结构。

本次课程设计的内容主要包括计算水轮机的主要参数，选择零部件合理的结构和尺寸，通过设计巩固学生对水轮机总体结构的认识，为后续课程及将来从事专业工作奠定坚实的基础。

完成设计任务可按下列方法和步骤进行。

一、水轮机型号选择根据水轮机水头，特别是要考虑最大水头，选择水轮机型号。

要确保水轮机满足强度要求。

型号的选择主要依据水轮机型谱，可用常规方法，也可用计算机软件进行。

有条件时可选择各制造厂推荐的新型转轮，并要进行分析比较。

二、水轮机主要参数选择水轮机主要参数选择主要包括转轮直径D1，转速n和吸出高度HS的选择计算。

选择方法可采用常规设计方法，也可以采用计算机软件进行选择。

对不同参数方案要进行分析比较。

比较的主要方法是看其模型特性曲线图上工作区的效率高低，应选择工作区范围最宽，效率和平均效率较高的方案。

当然也要考虑经济性，要进行必要的分析论证，最后优选出最好的方案，并明确写出其最后参数结果。

直径D1原则上要选标准直径，且保证在设计水头下要发足额出功率，所用公式见教材或参考书。

转速的选择公式见教材和参考书，当没有加权平均水头时，可用设计水头，转速一般要取2个同步转速值进行比较，然后，选定一个。

吸出高度计算公式见教材或参考书，系数Kσ的选择要考虑转轮的结构和所用材质。

为计算方便和明显，可用列表法进行比较。

三、绘制运转综合特性曲线在方案选定后绘制其运转综合特性曲线，可用常规方法或计算机软件进行，绘图时必须注意设计水头发额定功率点的效率应与计算结果一致，否则说明绘制误差太大，甚至错误，此图要附在说明书内。

《水轮机》课程标准

《水轮机》学习领域课程标准本课程标准由《水轮机》课程组与漳河水电站、天堂抽水蓄能电厂等企业联合开发制定。

《水轮机》学习领域课程标准以遵循职业性、开放性、实践性为原则，以“校企合作、工学结合”思想为指导，以通过完成整体化工作任务培养训练学生的“综合职业能力”为核心，以“工作内容”为着眼点来组织课程内容，以学习性工作任务为教学活动载体，使学生在尽量真实的职业情境中“学中做、做中学”。

一、学习领域定位1.本学习领域课程对应的职业典型工作任务本学习领域对应于本专业中的第六个典型工作任务，即水力机械运行、检修及安装。

2.本学习领域在课程体系中的地位与作用本课程是小型水电站及电力网专业的一门专业核心课程，它包括水电站与水轮机两部分内容，是水轮机安装工、水轮机检修工、水轮发电机组值班员等岗位所必备的一门专业技能课。

《水轮机》课程与其他课程关系表二、学习（能力）目标通过水轮机课程的学习，使学生掌握水电站的类型及枢纽建筑物的组成，掌握水轮机的基本类型、工作原理、工作特性等知识，能进行水轮机的运行管理、安装检修及水轮机选型设计的职业技能。

1．专业知识目标（1）熟悉水能的开发和水电站基本类型、厂房的布置；（2）理解水轮机的基本工作原理；（3）掌握水轮机的基本结构、作用和组成；（4）熟悉水轮机的选型内容、原则、主要参数的计算；（5）掌握水轮机的运行特性曲线的绘制方法。

2．职业技能目标（1）具有一定的识图和CAD绘图能力；（2）能根据国家有关标准进行水电站机组安装及电气设备施工；（3）熟悉水轮机的基本组成，能够进行机组安装、运行、调试、检修与维护；（4）熟悉水轮机的选型方法，具备一定的选型设计能力；（5）能根据模型综合特性曲线绘制水轮机运行特性曲线；（6）具备基本资料收集、整编能力，并对工程资料进行归纳和分析能力；（7）具有设计规范的使用能力和设计报告的编写能力。

3．综合素质目标（1）具有良好的职业道德，正确的从业心态；（2）具有积极上进的职业心理以及刻苦钻研的好学精神；（3）具有良好的团队精神和协作能力，能与设计、施工、监理、业主监理保持良好且持久关系的能力。

2014水轮机结构设计 (毕业设计指导书)

毕业设计（论文）指导书题目专业班级学生指导教师年年热能与动力工程专业水轮机结构设计指导书一、水轮机型号及参数水轮机型号及参数详见任务书二、水轮机总体结构设计根据给定的水轮机型号、机组布置型式和转轮直径等参数，确定水轮机的主要特征尺寸。

1.确定转轮的流道尺寸；2.确定导叶高度及分布圆直径；3.确定座环高度；4.根据水轮机的出力、转速，估算主轴直径；5.参照现有资料，分别设计转轮、导叶、座环、顶盖、底环、基础环、主轴等部件的结构；6.参照现有资料，分析各种主轴密封的结构特点，选择合适的主轴密封；7.参照现有资料，分析各种水导轴承的结构特点，选择合适的水导轴承；8.参照现有资料，根据顶盖、主轴密封、水导轴承的结构，合理布置控制环的结构；9.参照现有资料，选择合适的补气装置。

二、导水机构传动系统设计（导叶布置图绘制）1.根据水轮机的型号、转轮直径，确定最大可能开度所要求的最大接力器行程S max，从而最后确定传动系统的参数；2.绘制导叶开度a0和接力器行程S的关系曲线S=f（a0）），检查导叶传动与接力器移动的均衡性；3.绘制角度λ、β与a0的关系λ=f（a0）、β=f（a0）；4.确定推拉杆销孔与连杆销孔在控制环上的相对位置，以使在运动中接力器活塞杆的偏斜角度最小；5.确定限位块的位置；6.检查传动件在不同位置是否相碰，尤其是易坏连接件破断后，连杆或转臂是否相碰；7.确定导叶关闭时，相邻导叶的密封位置及端面密封分布圆直径；三、导水机构结构设计根据导水机构运动图设计所确定的尺寸，参考现有的设计资料，确定导叶、套筒、连杆、转臂、剪断销、控制环等结构尺寸。

四、水导轴承设计根据所确定的水导轴承结构，参考资料（1）、（2）、（3）、（4）分别进行润滑及冷却系统设计。

五、强度校核与编程实现1.主轴强度校核根据所确定的主轴结构及尺寸，参考资料（1）、（2）进行强度校核。

2.导叶强度校核根据所确定的导叶结构及尺寸，参考资料（1）、（2）进行强度校核。

水轮机课程设计指导

《水轮机原理课程实习及设计》实践环节教学大纲课程编号：0807200205环节类别：课程设计英文名称：Practice for Principle of Hydraulic Turbine学分：3.0总周数：3适用专业: 热能与动力工程专业(水动方向)先修课程：机械设计基础Ａ、工程流体力学、动力机械强度学B、水轮机原理、水轮机调节、水电站自动化、水力机组辅助设备、专业设备检修实习等。

一、目的通过本课程的学习，使学生初步掌握水轮机的理论知识的初步运用，对水轮机的类型、原理、结构、性质有更深一步的理解，使学生融会贯通地应用本课程所学理论知识，完成一个完整的设计计算过程，为从事水动力机械运行，管理、设计打下基础。

二、基本要求1．根据给定的电站资料，全面地运用所学的水轮机知识，进行水轮机的计算及设备选型计算的方法。

2．绘制主要部件的结构图。

图面符合制图标准，尺寸标注正确。

3．编写设计说明书，应说明设计的指导思想，方案比较和确定的原则，最后选定方案的参数，包括设计所依据的资料和数据，主要的计算结果，所选定设备的型号和对设备布置的说明。

要求条理清晰，并附有必要的图表和曲线。

根据内容分章节叙述、标明题目、列出目录，完整无遗漏。

字体端正，版面整洁，语言精炼。

4．编写设计计算书，应写明各主要参数的计算过程，包括列出设备的工作条件，给定的参数、理论公式及详细的计算步骤与计算结果。

要求计算结果准确可靠。

三、实践内容与时间分配1、实践内容根据水电站基本参数进行水轮机选型计算，主要内容如下：（1）按选型的基本方法，经比较研究确定采用一种方法；①、分析论述确定机组台数；②、比转速及模型选择、分析；③、基本参数计算；④、绘制运转综合特性曲线；（2）绘制布置结构示意图、蜗壳、尾水管单线图。

（3）水轮机过流部件的设计计算；2、时间分配“水轮机原理”课程实习及设计的时间安排见表1。

表1 《水轮机原理课程实习及设计》时间分配表四、实践条件与地点建议1. 实践基本条件要求（1）应有满足学生课程设计计算机绘图的计算机房；（2）应有CAD制图软件，版本不低于2004；（3）应有课程设计的专用教室，提供学生使用计算机的电源。

水轮机原理课程设计指导书201211

《水轮机原理》课程设计
指导书
能源与动力工程学院 2012.11
一、前言水轮机课程设计是水轮机课程教学过程的最后一个环节，是对所学理论知识和实践知识的总结运用，是一个巩固、加深、综合运用已学知识的过程，希望同学们通过课程设计，把平时所学的知识条理化、系统化，着重培养正确的思维方式和工作方法。提高计算、绘图、分析、解决和处理实际问题的能力。进一步了解和熟悉实际工程中水轮机选型设计的步骤和方法。二、机组台数与机型的选择（一）机组台数的选择： 1．台数与投资的关系台数多，单机容量小，小机组单位千瓦造价高，同时，相应的主阀、调速器、附属设备及电气设备的套数增加，投资亦增加。一般情况下，台数多对成本和投资不利。 2．台数对运行效率的影响机组台数多，可以灵活改变机组运行方式，调整机组负荷，避开低效率区运行，以是电站保持较高的平均效率。机组类型不同，台数对电厂平均效率的影响就不同。轴流转浆式水轮机，由于单机的效率曲线平缓且高效区宽，台数多少对电厂的平均效率影响不明显；而混流式、轴流定浆式水轮机其效率曲线较陡，当出力变化时，效率变化较剧烈，适当增加台数可明显改善电厂运行的平均效率。 3．台数与运行维护的关系台数多，运行方式灵活机动，事故停机影响小，单机检修易于安排，但对全厂检修麻烦；同时，台数多，机组开、停机操作频繁，事故的次数可能增加。 4．台数与其他因素的关系 4．1 台数与电网的关系对于区域电网的单机：装机容量较小≯15%系统最大负荷（不为主导电站）；装机容量较大≯10% 系统容量(系统事故备用容量)，因而，单机容量与台数选取不受限制。 4．2 台数与保证出力的关系根据设计规范要求，机组单机容量应以水轮机单机运行时其出力在机组的稳定运行区域范围内确定为原则。不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域如表 1。综上所述，可以确定机组台数选择的原则：对中小型水电站，一般选择 2～4 台；保证在水头低于额定水头时，机组受阻容量尽量小；在可能的情况下尽量选用单机容量较大的水轮机，以降低设备造价。

《水轮机原理及水力设计》教学大纲

《水轮机原理及水力设计》教学大纲适用四年制本科热能与动力工程专业(参考时数：40学时)一、课程代码二、课程的性质本课程是热能与动力工程专业水力机械及工程专业方向学生的一门学科必修课。

三、课程主要知识点1、掌握流体机械的定义、种类和用途。

2、掌握水轮机的主要性能参数。

3、理解水轮机中的能量转换，必须掌握水轮机转轮进出口的流速三角形的绘制方法，并进行变工况分析；掌握水轮机基本方程的推导方法并理解方程的物理意义；掌握水轮机（以反击式水轮机为主）主要过流部件的工作原理；理解水轮机中的能量损失；掌握原型水轮机效率的换算方法。

4、理解水轮机中的流动相似条件；掌握相似理论在水轮机中的应用；理解比转速的定义以及比转速与过流部件几何形状和性能的关系。

5、了解水轮机空化空蚀现象及机理；掌握主要空化参数的定义及应用；了解泥沙磨损对水轮机的危害及抗磨措施；熟悉造成水轮机水力振动的主要原因并了解减轻或消除振动的主要方法。

6、掌握水轮机模型试验（以能量试验为主）及主要特性曲线的绘制方法；掌握对不同比转速水轮机主要特性曲线的比较方法；理解水轮机的飞逸特性及防飞逸的措施。

7、了解水轮机型谱的意义及主要内容；理解利用模型综合特性曲线进行水轮机选型计算的方法。

8、理解水轮机主要过流部件的水力设计方法。

四、课程基本要求本课程内容主要包括：流体机械的概述，水轮机中的能量转换，水轮机的相似理论，水轮机的空化空蚀、泥沙磨损及水力振动，水轮机的模型试验及特性曲线，水轮机的型谱及选型计算，水轮机主要过流部件的水力设计方法。

并安排水轮机能量试验，使学生掌握水轮机模型试验过程及特性曲线的绘制方法，以培养学生的实践动手能力。

五、教学目的通过该课程的学习，学生应掌握水轮机的工作原理、水力设计及基本理论知识，为进入专业后续课程的学习奠定必要的基础。

六、学时七、学时分配（一）理论部分（二）实验部分八、推荐教材、参考书教材：张克危.流体机械原理(上册).北京：机械工业出版社，2000参考书：1、陈次昌.宋文武.流体机械基础.北京：机械工业出版社，20022、宋文武.水力机械及工程设计.重庆：重庆大学出版社，2005九、大纲使用说明1、本课程应以高等数学、流体力学、叶栅理论为先修课程，建议安排在第6学期。