轴流式水轮机转轮算例

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轴流式水轮机转轮算例

轴流式水轮机转轮算例

题目: ZZ440水轮机转轮的水力设计方法:奇点分布法

已知参数:

水头20~36m 比转速ns 440

额定水头27.32m 0.375

0.5 推荐最大Q110 1650(l/s)

取D1=1000mm,取6个断面R1~R6依次为255、303、351、399、447、495 水力设计内容:

(1)确定计算工况

(2)确定各断面叶栅稠密度l/t

(3)选定进出口轴面速度Cz沿半径的分布规律,确定各断面的Cz1、Cz2 (4)选定进出口环量Γ沿半径的分布规律,确定各断面的Γ1、Γ2

(5)计算各断面进出口速度三角形,求W∞、β∞

(6)第一次近似计算及绘图

(7)第二次近似计算

ZZ440—100转轮水力设计

一.确定计算工况

由模型综合特性曲线得到n110=115(r/min),Q110=820(l/s),

η=91%, aom=18mm

zz440属于ns=325~875范围,为了使设计的转轮能在预期的最优工况下效率最高,计算工况与最优工况的关系按下式确定:

n11=(1.2~1.4)n110 =138~161(r/min)

n=

(r/min)

故选定n=750(r/min)则实际n11=

Q11=(1.35~1.6)Q110=1.4 Q110=1148<1650(l/s)

6.0

二.确定各断面叶栅稠密度l/t

据P213页

关系,当ns=440时,得

综合考虑一下关系:

分别选取K1=0.95,K2=1.15,K3=1.21得各断面叶栅稠密度l/t如下表:

断面号Ri (l/t)

1 255 1.495

2 30

3 1.443

轴流式水轮机转轮室设计方案分析

轴流式水轮机转轮室设计方案分析

现 代 制 造技 术 与 装 备
2 0 1 4 第5 期总 第 2 2 2 期
轴 流式水 轮 机 转 轮室设 计 方 案分 析
李 子凤
( 东 方 电气 集 团东 风 电机 有 限公 司 , 乐山 6 1 4 0 0 0 )
摘 要 : 对 于轴 流 式 水轮 机 的转 轮 室设 计 中, 根 据 流 道 型线 的特 点提 出 了两种 不 同的设 计 方案 。 然后 , 从 生 产 工艺 流程 、 强 度 分析 等 方 面进 行对 比 , 得 出了最优 化 的 设 计方 案 , 为今 后 同类产 品 的设 计提 供 了参 考依 据 。
钢板 作 为毛坯 件 ; ② 将 毛坯 件 按 照 图 2尺 寸卷 成 圆锥 状 ; ③与上 、 下直线段钢板分别拼焊 , 组合成整体 ; ④ 分 析 尺
图 1 转 轮 室 流 线 图
寸, 定义加工基准和尺寸关联情况 , 数控编程 , 加 工 成 成
品。Biblioteka Baidu
2 设 计 方 案 的 提 出
格 的钢 板 作 为 毛坯 件 ; ③分析产品尺寸 , 对 两 段 钢 板展 开 热压成型步骤 ; ④ 待 步 骤 3操 作 完毕 , 钢板冷却 后 , 再 分
本 文拟 提 出两 种 设 计 方 案 : ①h 2处 的外 壁 设 计 成 整 体 圆
锥 的型 式 ;② 根据 h 2处 的流 线形 状 ,外 壁 与 内部 型线 平

水轮机模型转轮型谱表

水轮机模型转轮型谱表

导叶型线 正曲率 正曲率 正曲率 正曲率 正曲率 正曲率 正曲率 正曲率 正曲率 正曲率
肘管型号 15号 4号 4号 4号 4号 自行设计 4号 4号 直锥4° 美SMS 弯肘形
模型试验 尾水管 长度 L 4.5D1 3.3D1 4.75D1 4.5D1 4.5D1 4.42D1 能量 3.5 1.5 3 3 3 2 尾水管 肘管型号 15号 4号 4号 4号 4号 自行设计 4号 4号 直锥4° 美SMS 弯肘形 高度 h 2.54D1 2.6 D1 2.6 D1 2.6 D1 2.6 D1 2.6 D1 2.6 D1 2.5 D1 1.12 D1 1.99 D1 2.2 D1 3.36 D1 3.5 D1 长度 L 3.26 D1 4.5 D1 4.5 D1 4.5 D1 4.5 D1 4.5 D1 4.5 D1 4.5 D1 8 6 8 8 模型试验水头(m) 能量 4 3 3 3 3 5 3 3 0.305 4 5 15 10~15 20~25 7~9 7~9 8 30 10 7~10 空化 水头(m) 空化
σ
0
Q11 (m /S) 1.24 1.275 1.247 1.123 1.08 0.745 0.83 0.639 0.38 0.38 0.266
3
η
(%) 90.4 86.5 89.4 87.6 89 90.5 87.9 89.4 86.8 88.4 87.8

水轮机计算

水轮机计算

(一)水轮机型号的选择

根据题目条件已知要用HL120-38和HL100-40型水轮机进行选择,对比计算分别如下: (二)水轮机主要参数的计算

HL120-38型水轮机方案主要参数的计算

1、转轮直径的计算

1D =

式中:

'3112500;240;

380/0.38/r r N kW H m Q L s m s

====

同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况的效率=88.4%M η,由此可初步假定水轮机在该工况的效率为90.4%

将以上各值代入上式得

10.999D m =

= 选用与之接近而偏大的标准直径1 1.00D m =。 2、效率修正值的计算

由附表一查得水轮机模型在最优工况下的max =90.5%M η,模型转轮直径10.38M D m =,则原型水轮机的最高效率max η可依下式计算,即

max max =1M ηη-(1-

1(10.93593.5%=--== 考虑到制造工艺水平的情况取11%ε=;由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型基本相似,故认为20ε=,则效率修正值η∆为:

max max 10.9350.9050.010.02M ηηηε∆=--=--=

由此求出水轮机在限制工况的效率为:

0.8840.020.904M ηηη=+∆=+=(与原来假定的数值相同)

1、 转速的计算

1

n =

式中'''

10101M n n n =+∆

有附表一查得在最优工况下的'

1062.5/min M n r =,同时由于

'1'10110.0160.03M n n n ∆====<

所以'1n ∆可以忽略不计,则以'

工作任务4轴流式水轮机转轮的认知

工作任务4轴流式水轮机转轮的认知
– I 为不带操作架的结构
– Ⅱ为带操作架的结构
Baidu Nhomakorabea 转轮接力器结构
• 4、叶片密封装置
– (1)叶片密封装置的作用
– 在叶片与转轮体的接触处安装密封的目的是防止水 流进入转轮体内部和防止转轮体内部的油向外渗漏。 这是因为:
– A、转桨式水轮机在运行中需要转动叶片以适应不同 的工况,当叶片操作机构工作时,一些转动部件与 其支持面间需要进行润滑,因此在转轮体内是充满 了一定压力的压力油(重力+离心力)。B、转轮体 外是高压水流。
工作任务4 轴流式水轮机转轮的认知
任务描述 知识介绍 任务实施 学习评价 教学反馈
任务描述
• 一、任务简述 认识轴流式水轮机转轮结构原理,能绘制各种类
型转轮单线图。 • 二、学习目标
1.知识目标 (1)知道轴流水轮机转轮的工作原理; (2)知道轴流式水轮机转轮的结构组成及其作用; (3)知道轴流式水轮机转轮的结构参数; (4)知道轴流式水轮机转轮轴向水推力的含义及 其计算。
• 叶片枢轴结构
(a)叶片与枢轴整体的;(b)叶片与枢轴用螺栓连接的
• 3、叶片操作机构和接力器
– 叶片操作机构安装在转轮体内,用来变更叶片的转 角,使其与导叶开度相适应,从而保证水轮机运行 在效率较高的区域。
– 叶片操作机构的动作是由调速器进行自动控制的 。 – 根据接力器布置方式的不同,叶片操作机构的型式

水轮机选型计算

水轮机选型计算
xxx 电站水轮机转轮直径、转速及工作范围计算
Hmax(m) = 91.0 H i (m) = He(m) = 115.0 Hmin(m) = 89.0 Nf(kW) = 5000 η f(%) = 0.94 Ns(kW) = 5319
电站高程 Hmin时
He时
n'1
转轮 工作范围 Q'1 Hmax时 Hi He时 出力限制线
取算单位流量Q'1---在模型曲线上初选,最优单位转速n'1与出力限制线的交点稍左处。
Hi时 Hmax时
说 明
取算水轮机效率η 's---取算选用的Q'1值与模型最优单位转速值n'1交点处的模型效率。 取算单位转速n'1---取最优单位转速n'1 。 实际水轮机效率η s---根据计算的n'2值与模型出力限制线交点稍左处的模型效率-Δ η 。
0.50 0.020 -0.006 1.36 1.36 0.40 0.020 -0.008 0.89 0.89 0.46 0.020 -0.012 0.81 0.81 0.35 0.020 -0.008 0.82 0.82 0.40 0.020 -0.009 0.79 0.79 0.37 0.020 -0.011 0.79 0.79
255
在模型曲线上初步取值 取算 单位 流量 m3/s Q'1 90/D54 A179 A542 160/D46 A253 180/A194 180/D06A A678 220/A153 240/D41 260/D74 0.25 0.23 0.27 0.62 0.75 0.72 0.80 0.78 1.05 1.08 1.22 取算 水轮机 效率 η 's 0.900 0.885 0.880 0.900 0.900 0.910 0.885 0.900 0.900 0.890 0.905

轴流式水轮机选型计算

轴流式水轮机选型计算

输入/实际值参考/计算值效率修正

5 5.00说明

4.42 4.420

300D1

Δη

160160.0

0.9400≥100.80.90.01500.840.021616

0.710.030.60.040.840.50.050.020.420.06167.7167.70.35

0.07

1.977 1.9771.00 1.001.00设计水头 m 5375.0

375.0+10%水头 m 5.5

0.820.738水轮机型号177.8

发电机型号ZZ 调速器型号T03阀 门型号L 励磁屏型号H

输出屏型号测温制动屏自动化元件

0.851.151.30.348额定出力 kw 177.8330额定转速 r/min 375.00.7最高飞逸转速 r/min 737.94额定比转速 m.kw 668.30.7额定模型效率 %84.00.6额定水轮机效率 %82.015最大调速功 kg.m 296.575

水推力系数

0.9最大水推力 T 3.3机组最小GD2 T.m

0.95新导叶最大漏水保证量 L 13.3400

模型汽蚀系数 1.15668.3汽蚀安全系数

1.33.34允许吸出高度 m(立轴,海拔300m)

2.2297允许吸出高度 m(卧轴,海拔300m) 1.72.19汽蚀失重保证量 kg

3.01.69汽蚀深度保证量 mm 5.00.9汽蚀面积保证量 cm2400.0737.9允许管道∑LV m2.s 75.0

1.950.88额定容量 KVA 200.0

2.08额定电压 V 400

3.00

额定电流 A

288.7

计算时间: 2018/8/15 16:28水工参数设备配置

轴流式水轮机转轮体有限元分析

轴流式水轮机转轮体有限元分析

Tle n Iie El me al ssAbou heHub ofKap an l lt e ntAn y i tt l Tur i e bn LV ip ng . Gu — i ZHAO n — a z Bi g r n
( . tt yLa o ao yo do o r up n , r i 5 0 0 Chn ; 1 SaeKe b rtr f Hy rp we ime t Habn 1 0 4 , i a Eq
r● ●●●●●● ( ●●●●●●

的安全稳定运行起到至关重要作用。随着现代设计方 法的不断完善 ,一些大型的有限元结构分析软件相继 在 国 内得 到 广 泛应 用 。为更 加清 楚 地 了解 水 轮 机大 部 件 的 刚强度 做 出了 贡献 。 本文 以轴流式水轮机转轮体为主要研究对象 ,运 用有限元分析手段 ,通过采用不 同的力学模型进行对 比分析 ,最终给出合理的转轮体有限元分析计算模型 和 边界 条 件 。
学模型 ,其计算结果相差较大 。最终 给出了轴流式转轮体有限元分析 的力学模 型。 [ 关键 词] 轴流式水轮机 ;转轮体 ;有 限元 ;周期对称
[ 中图分类号] K 3 . T 7 02 [ 文献标识 码]A [ 文章编号]10 —9 32 1)50 4 .3 0 03 8 (0 0 —040 1
式中,r z , 分别为圆柱坐标系中的径向、切向和轴向 坐标; 表示位移; R表示内力; 脚标 i _ , 表示节 。 『

水轮机的选型计算

水轮机的选型计算

目录

一、水轮机选型计算的依据及其基本要求 (1)

1水轮机选型时需由水电勘测设计院提供下列原始数据 (1)

2水轮机选型计算应满足下述基本要求 (1)

二、反击式水轮机基本参数的选择计算 (1)

1根据最大水头及水头变化范围初步选定水轮机的型号 (1)

2 按已选定的水轮机型号的主要综合特性曲线来计算转轮参数 (1)

3效率修正 (4)

4检查所选水轮机工作范围的合理性 (4)

5飞逸转速计算 (5)

6轴向推力计算 (5)

三、水斗式水轮机基本参数的选择计算 (10)

1水轮机流量 (10)

2射流直径d0 (10)

3确定D1/d0 (10)

4水轮机转速n (10)

5功率与效率 (11)

6飞逸转速 (12)

7水轮机的水平中心线至尾水位距离A………………………………………………1 2

8喷嘴数Z0的确定 (12)

9 水斗数目Z1的确定 (12)

10 水斗和喷嘴的尺寸与射流直径的关系 (13)

11 引水管、导水肘管及其曲率半径 (13)

12转轮室的尺寸 (14)

A 水机流量 (17)

B 射流直径 (17)

C 水斗宽度的选择 (17)

D D/B的选择 (17)

E 水轮机转速的选择 (17)

F 单位流量的计算 (17)

G 水轮机效率 (18)

H 飞逸转速 (18)

I 转轮重量的计算 (18)

四、调速器的选择 (20)

1 反击式水轮机的调速功计算公式 (20)

2 冲击式水轮机的调速功计算公式 (20)

五、阀门型号、大小的选择 (21)

1 球阀的选择 (21)

2 蝴蝶阀的选择 (22)

水轮机的选型计算

一、水轮机选型计算的依据及其基本要求

水轮机转轮标称直径表

水轮机转轮标称直径表

水轮机转轮标称直径表

摘要:

一、水轮机转轮标称直径的定义和作用

二、水轮机转轮标称直径的分类和计算方法

三、水轮机转轮标称直径的选择和影响因素

四、水轮机转轮标称直径在我国的应用和相关规定

正文:

水轮机转轮标称直径是指水轮机转轮的直径尺寸,通常用于描述水轮机的规格和性能。它是水轮机设计、制造和使用中一个重要的参数,对于水轮机的运行效率、稳定性以及安全性等方面具有重要影响。

水轮机转轮标称直径可以从以下几个方面进行分类:

1.根据水头等级分类:低水头、中水头、高水头等;

2.根据转轮类型分类:反击式、冲击式等;

3.根据安装位置分类:立式、卧式等。

计算水轮机转轮标称直径的方法主要有两种:

1.根据水轮机的设计流量、水头、效率等参数,参照相关公式进行计算;

2.根据实际工程需求和使用条件,结合水轮机的结构特点和性能要求进行估算。

水轮机转轮标称直径的选择主要取决于以下几个因素:

1.发电站的水头、流量等运行条件;

2.水轮机的类型和结构特点;

3.安装和运输条件;

4.设备成本和使用寿命等。

在我国,水轮机转轮标称直径的相关规定主要参照国家能源局、水利部等相关部门颁布的技术标准和规范。这些标准和规范对水轮机转轮标称直径的计算、选择和应用等方面都提出了明确的要求,以确保水轮机的安全、稳定和高效运行。

总之,水轮机转轮标称直径在水轮机的设计、制造和使用过程中具有重要意义。

水轮机选型计算excel程序

水轮机选型计算excel程序

0.5 1.25
D1计算:D1=(Ns/(9.81*Q'1*η s*H^1.5))^0.5 Hs=10.0-kσ H-?/900-D1/2 Q=Nf/(9.81*η f*η s*H) k=1.05~1.30
转速及工作范围计算
注:表中红色字体的单元格是可修 单位流量Q'1---在模型曲线上初选,最优单位转速n'1与出力限制线的交点稍左处。 改的。输入电站参数后,看某个转 轮在本站设计工况下的单位转速与 水轮机效率η 's---取算选用的Q'1值与模型最优单位转速值n'1交点处的模型效率。 模型最优单位转速相近,单位流量 适当即可。真诚欢迎各位同行提出 单位转速n'1---取最优单位转速n'1 。 中肯的意见。QQ48257550
效率修正
额定水头(He)下计算值 吸出 高度 m Hs 5.47 5.19 5.24 3.83 2.35 0.45 2.24 1.10
Hmax时计算值 单位 转速 r/min n'1 73.4 66.1 71.3 70.0 63.7 86.0 82.8 82.8 水轮 机 流量 m3/s Qe 6.79 6.89 6.98 6.83 6.86 6.76 6.96 6.86 6.88 6.93 6.83
230-400
H i 时计算值 比转速 m.kW 转轮最 单位 优工况 流量 下的值 m3/s m.kW Q'1

混流与轴流水轮机转轮流道几何参数

混流与轴流水轮机转轮流道几何参数

转轮体通常用ZG30 或ZG20MnSi 材料

轴流式水轮机转轮流道几何参数

、设计工况和最优工况的关系:

n11f (1.2~1.4)n11

Q11f (1.35~1.6)Q11

式中-n11f、Q为设计工况的单位转速、单位流量;

n11、Q为最优工况的单位转速、单位流量;

适当选取较大的单位转速、单位流量作设计工况参数)、叶栅稠密度L(如下图所示)—比转速查算术平均值t

栅距t:t 2 R→R-圆柱层面半径z1-转轮叶片数

Z1z 1

翼型弦长L:翼形后端点和翼形中线与前端交点的连线的长度叶栅稠密度L→是翼型弦长与栅距的比值:

t

a. 轮毂处的叶栅稠密度:(L

)(1.1~1.2)(

L

t B t av (此时计算栅距t中

的R为轮毂半径)

b. 轮缘处的叶栅稠密度:(L

)(0.85~0.95)(

L

)t A t av (此时计算栅距t中的R

为转轮半径)

_式中(L

)为叶栅稠密度的算术平均值

(在下图取值)t av

三、转轮叶片数- 算术平均值算叶片数

确定 Z 1 的原则是:不使叶片太长,且平面包角 不太于 90°;所谓平面包角-

指叶片位于水平位置时,叶片进出水边所对应的中心角 当叶片栅稠密度确定后,

Z1 按下式计算取整:

3 6 0L

Z 1 ( )

t

(av) 当 =

°~ °时, Z 1与 L 关系见下表: (av)

四、转轮体 转轮体有环形与圆柱形两种外观形式:

球形转轮体 (用于 ZZ 式水机) 时:转轮叶片内表面与转轮体之间的间隙较 小,不同转角时间隙可保持不变。

圆柱形转轮体时:一般按最大转角确定转轮叶片与转轮体之间的间隙

中小型混流式、轴流式水轮机模型参数表

中小型混流式、轴流式水轮机模型参数表

中⼩型混流式、轴流式⽔轮机模型参数表

中⼩型⽔轮机模型转轮参数表

收集了四张新模型转轮参数表:

表C.0.1-1——轴流转桨式⽔轮机新模型转轮主要参数表;表C.0.1-2——轴流定桨式⽔轮机新模型转轮主要参数表;表C.0.1-3——混流式⽔轮机新模型转轮主要参数表;表C.0.1-4——⽔⽃式⽔轮机新模型转轮主要参数表。C.0.2 附录C各表中转轮型号及参数的符号表⽰:A——哈尔滨⼤电机研究所研制的转轮;D——东⽅电机⼚研究所研制的转轮;F——富春江⽔电设备总⼚研制的转轮;

JK——中国⽔利⽔电科学研究院⽔⼒机电研究所研制的轴流转桨式转轮;JP——中国⽔利⽔电科学研究院⽔⼒机电研究所研制的轴流定桨式转轮;JF——中国⽔利⽔电科学研究院⽔⼒机电研究所研制的混流式转轮;TF——天津发电设备总⼚独有的⽔轮机转轮;CJ01——天津电⽓传动设计研究所研制的⽔⽃式转轮;

0——⽔轮机活动导叶相对⾼度,即0=B 0/D 1;

Z 1——转轮叶⽚数;

B ——轴流式转轮轮毂⽐,即B =d

B /D 1;

0——⽔轮机活动导叶分布圆相对直径,即0=D 0/D 1;

Z 0——⽔轮机活动导叶数;

n 110——最优单位转速,r/min;Q 110——最优单位流量,m 3/s或L/s;

η0——最优模型效率,%;

n s0——最优⼯况⽐转速,即n s0=3.13 n 110

,m·Kw;

σ0——最优⼯况模型空化系数;

Q 11——限制⼯况单位流量,m 3/s或L/s;

η——限制⼯况模型效率,%;

n s ——限制⼯况⽐转速,即n s =3.13 n 110

轴流式水轮机

轴流式水轮机

轴流式水轮机转轮安装在转轮室中转轮室上端是导水机构的底环在底环上端有顶盖在底环与顶盖上安装有导叶的轴承导叶安装在底环与顶盖之间在转轮室下方连接有尾水管水流经过导叶进入转轮室推动转轮旋转做功然后再从尾水管排出浅蓝色箭头线表示水流走向见图7
轴流式水轮机
轴流式水轮机 Axial Flow Turbine 轴流式水轮机属于反击式水轮机,主要由转轮、转轮室、导水机构、蜗壳组成。 转轮的结构与工作原理 轴流式水轮机的转轮的叶片像电风扇的叶片,图1是一个四叶片转轮。 四叶片轴流式转轮
叶片受水流作用力图
叶片受水流作用力图
图3 叶片受水流作用力图 先看左面图,m是靠近叶片的一个水质点,为看的清楚,把他挪到左上方,水质点的速度是V,由于水进入转轮区有环量, 在图中的方向不是垂直向下,而是向左方倾斜;叶片绕轴旋转,截面的切线速度是U,相对于叶片水质点m则是以-U的速度 向右运动;所以水质点m相对于叶片的运动速度是W,也就是说叶片受到水流的方向是W。 再看右图,叶片受到方向是W的水流作用,由于W与翼形弦线c有攻角α,会产生一个垂直于W的升力L,同时也受到阻力 D(与W同向),两力的合力R是叶片受到的力,R在水平方向的分力是F,F就是推动叶片旋转的力。 轴流式水轮机叶片数目一般为3至8片,低水头少叶片,高水头多叶片。轴流式水轮机转轮流道的过流断面面积较大,可提 高了水轮机的单位流量和单位转速,可以采用较小的转轮直径和较高的转速,从而缩小了机组尺寸,降低了投资。轴流式 水轮机适用于较低水头、较大流量的水利资源。

混流式水轮机转轮倒置安装轴向水推力的计算

混流式水轮机转轮倒置安装轴向水推力的计算

混流式水轮机转轮倒置安装轴向水推力的计算

一、水轮机的基本原理

水轮机是一种将水的动能转化为机械能的装置,其基本原理是利用水的冲击力和动能转动轮盘,进而带动轴上的机械装置工作。水轮机通常由水轮机转轮、导叶、水导管、发电机等组成。其中,转轮是水轮机的核心部件,它负责接受水流的动能并将其转化为机械能。而水流的动能主要来自于水的势能和动能。

二、混流式水轮机的结构特点

混流式水轮机是一种结合了径流式水轮机和轴流式水轮机优点的新型水轮机。它的转轮既有轴向叶片,又有径向叶片,使得水流在转轮内部同时具有径向和轴向速度,从而提高了水轮机的效率和输出功率。混流式水轮机通常由转轮、导叶、调节器、发电机等部分组成。

三、转轮倒置安装对轴向水推力的影响

转轮倒置安装是指将混流式水轮机的转轮倒置安装在水流中,使得水流的进出口位置发生改变。转轮倒置安装可以改变水流通过转轮的方向,从而对水轮机的轴向水推力产生影响。一般情况下,水轮机的轴向水推力与水流通过转轮的方向以及转轮叶片的倾角有关。当转轮倒置安装时,水流通过转轮的方向发生改变,从而导致轴向水推力的大小和方向发生变化。

具体来说,当转轮倒置安装时,水流从转轮的上部进入,然后由转轮叶片的作用转向下方,最后从转轮的下部出口离开。在这个过程中,水流对转轮的冲击力主要集中在转轮的下部,使得轴向水推力的方向指向转轮的上方。这种情况下,水轮机在运行过程中会产生向上的轴向水推力,需要通过其他方式进行平衡,以保证水轮机的正常运行。

四、混流式水轮机转轮倒置安装轴向水推力的计算

要计算混流式水轮机转轮倒置安装时轴向水推力的大小,需要考虑多个因素,如水流的流速、水流的密度、转轮的叶片形状和倾角等。具体的计算方法可以参考相关的水力学和力学原理,利用数学公式和计算公式进行推导和计算。在计算中,需要根据实际情况,确定转轮倒置安装后水流通过转轮的方向和叶片的倾角等参数,以便进行准确的计算。

9_水轮机转轮设计

9_水轮机转轮设计

轴面投影
叶 片 圆 柱 截 面
L2
L1
L1
L2
水平投影




Ⅱ Ⅲ
Ⅰ Ⅱ

第四节 转轮基本参数的确定
一、混流式水轮机
混流式水轮机,其转轮基本上由 上冠、下环、叶片、上下止漏装 置,泄水锥和减压装置组成,
1.减压装置;2、6—止漏环;3—上冠;4—叶片;5—泄水锥;7—下环
1、导叶相对高度b0/D1
8、根据 值及圆柱面直径、叶片数、包角可确定叶片栅 节距 并计算翼型实际长度 按强度对所选翼型骨线参数、 厚度分布规律对翼型加厚,并确定叶片转轴位置及叶片安放 角 把翼型安放到设计位置。 9、重复上述计算,对各圆柱面计算。绘制各圆 柱面上的翼型。由这些翼型组成叶片。
二、绘制叶片木模图
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅰ Ⅱ Ⅲ


水力特性
水轮机工作性能:
空蚀性能 稳定性 振动
不同比转速的混流式水轮机 轴面投影
二、水力机械设计方法
一元理论: 假定转轮轴面速度沿过水断面均匀分布。 二元理论: 假定转轮轴面流为轴对称有势流动。 “一元半”理论: 认为转轮轴面流动既不是均匀流动也不是 有势流动,根据工程经验直接给定轴面速度的分 布规律。
2、确定水轮机几何参数 3、确定流道速度分布与环量分布:
4、选择计算圆柱面(D)、绘制圆柱面上速度△。
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题目:ZZ440水轮机转轮的水力设计

方法:奇点分布法

已知参数:

ZZ440 —100转轮水力设计

一.确定计算工况

由模型综合特性曲线得到n110=115 (r/min ) ,Q110=820 ( l/s)

zz440属于ns=325~875范围,为了使设计的转轮能在预期的最优工况下效

率最高,计算工况与最优工况的关系按下式确定:

n1l=(1.2~1.4)n 110 =138~161 (r/min)

n= n.,^ H / D1(1.2 ~ 1.4)n110寸百/ D r 721.3 ~ 841.5 ( r/min)

故选定n=750 ( r/min ) 则实际n11= ^D1143.49

V H

Q11=(1.35~1.6)Q110=1.4 Q110=1148<1650 (l/s)

Q Q11D2JH1.4Q110D W H 6.0 m3/s

二.确定各断面叶栅稠密度l/t

据P213页(-)pj ~ n s关系,当ns=440时,得t 综合考虑一下关系:

(二」

t "pi3

取D1=1000mm,取6 个断面R1~R6 依次为255、303、351、399、447、495 水力设计内容:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7) 确定计算工况

确定各断面叶栅稠密度l/t

选定进出口轴面速度Cz沿半径的分布规律,确定各断面的选定

进出口环量r沿半径的分布规律,确定各断面的r 计算各断面进

出口速度三角形,求知、2

第一次近似计算及绘图

第二次近似计算

Cz1、Cz2

1、

n =91%, a om=18mm

D1 a。

_ a0m

1m

—18 39.13mm

0.46

(0.85~0.95片)Pj

K 3(t)n (1.2 ~ 1.25 )n

(\ K卩小的打

分别选取K1=0.95,K2=1.15, K3=1.21得各断面叶栅稠密度l/t如下表:

断面号

Ri (l/t)

1 255 1.495

2 30

3 1.443 3 351 1.391 (l/t)

pj

375 1.3 4 399 1.339 5 447 1.287 6

495

1.235

选定进出口轴面速度 Cz 沿半径的分布规律, 确定各断面的

采用Cz 沿半径线性规律分布,且轮缘处的速度比轮毂处大 转

轮,DA 0 78,且 Cz1= Cz2= Cz 。

D 1

Cz1、 Cz2

5%C zpj ,对 d =0.5 的

C zpj

-(D 12

4

d 2)

按线性分布得其他断面的轴向速度:

10.186m/s

-(12

0.52

) 4

断面号

Ri(mm) Cz1= Cz2= Cz ( m/s )

1 255 9.909

2 30

3 10.008 3 351 10.107 D j 390 10.186 4

399 10.206 5 447 10.305 6

495

10.404

确定各断面的r i 、r 2 1- r 2),即在轮

毂 1 -

B

2 60 gH 60 0.91 9.81 27.32 3.252 乙 Z 1n 6 750

1 2 3.252 6 19.51 2n 3.9 2t , 3.9 线性分布得各个断面进出口r 1、r 2如下表: 同时得到 Cu1,Cu2 断面

Ri(mm)

r 1

r 2

C u1

1

C u2 2

D

2 R i

2 R i

B

1 255 15.610 -3.900 9.743 -2.434 3.25

2 2

303 17.170 -2.340 9.019 -1.229 3.252 3

351

18.730

-0.780

8.493

-0.354

3.252

r 2=0。 四.选定进出口环量r 沿半径的分布规律, 转轮进出口 r i 、r 2按图 3-11(b )分布,r 2n=+o.2(r i -r 2) r 2b=-o.2(r 和轮缘处具有不大的不同方向的环量值,而在某一半径处

4 399 20.200 0.780 8.057 0.311 3.252

5 447 21.850 2.340 7.780 0.833 3.252

6 495 23.410 3.900 7.52

7 1.254 3.252

五.计算各断面进出口速度三角形,求

相关速度分量之间的关系式如下:

2 rn

"60"

C1u C2u U

2

C z

tan

将对应的数值代入,求出各圆柱面上的

U、W>u、 z、如下表:

Ri U=2*PI () *R*n/60 Wu- =0.5( C1u+C2u) -U Wz-=Cz tan B — B —

1 255 20.028 16.373 9.909 0.605 31.170

2 30

3 23.798 19.903 10.008 0.503 26.700

3 351 27.567 23.498 10.107 0.430 23.270

4 399 31.337 27.153 10.206 0.376 20.610

5 447 35.107 30.801 10.305 0.335 18.520

6 495 38.87

7 34.487 10.404 0.302 16.800

作为第一次近似,先假定叶栅的翼型为平板翼型,如下图所示:

_______

打\ ~7 产~~7

■/ X K / z

々岁一/

/

K 一

叶栅中平板的安放角en根据所选的(S)形式来确定。

|i(空)

选择(s) A。一2—A J I(-)2

p(年)飞1

/-V3 /松

_______________

则en

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