水轮机作业答案

1、某水轮机进行效率试验时测得的读数如下：水轮机进口压力表的读数为6.3kg/cm2，装压力表处的钢管直径为6m ，压力钢管中心高程为90 m ，压力表距钢管中心距离为3.5m 。水轮机的流量Q 为270m3/s ，下游尾水位高程为97m ，发电机出力为1.5╳105kW ，发电机的效率97.5%f η=。求该工况下水轮机的效率。

()()22

22122

22

1122111

22212125=02270

9.556229.55==4.65229.8122=4.6590 3.5630097=64.15 1.51097.5%9.81270a n P P V g

Q V m s D V m g V P V P H E E Z Z g

g m

P P αγγππαααγγη≈===⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⨯⎛⎫⎛⎫=-=++-++ ⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭+++-++⨯==⨯⨯解：将水轮机出口断面取在下游断面，则，=0.905

64.15

2、已知某水电站装有ZZ440-LH-800型水轮机，设计流量Q=490m3/s ，设计水头

为21米，额定转速为60rpm ，叶片出口角0

227β=，轮毂直径10.5B d D =，容积

效率98%v η=，水力效率95.2%h η=。试绘制该工况下水轮机进、出口水流速度三角形，并求进口角。

()()()11212222212220

20222211221860

25.133/60

6049098%

12.738/111844412.738

25.1330.133/tan tan 2712.738tan 890.133

1

1

2195.2%25.13325.9.8

m m B m u m u s u u u D n

U U m s Q

V V m s

K D d V V U m s V V H U V U V g

V ππππβααη⨯⨯==

=

=⨯==

=

=-⨯⨯⨯-=-=-=====

-⨯=-，得()

1011110

111111330.1337.928/12.738

tan 587.928

12.738

tan 3725.1337.928

u m u m u V m s V V V U V ααββ⨯=====

==--，得，得

3、已知水轮机型号HL220-LJ-550，N=10.25万kW ，设计水头H 为48m ，设计流量Q=241m3/s ，额定转速为88.2rpm ，导叶高度010.2b D =，211.13D D =。

210/m V m s =，0184β=，0220β=，95%h η=。试绘制叶片进、出口速度三角

形。（120.2k k ==）

1111101110

10111122 5.588.2

25.399/60

60

241

63.398/0.2 5.50.2 5.5

63.398

25.39918.736/tan tan 84

63.398tan 7418.736

1.13 5.588.2

28.70160

60

m m u m u D n

U m s

Q V m s

K D b V V U m s V V D n

U m ππππβααππ⨯⨯==

==

==⨯⨯⨯⨯=-=-==

==⨯⨯⨯==

=叶片进口处：，得叶片出口处：()222

222220

202212/241

9.930/0.2 1.13 5.59.930

28.701 1.419/tan tan 20

9.930

tan 821.419

m m u m u s

Q V m s K D V V U m s V V ππβαα=

==⨯⨯⨯=-=-==

==，得

4、已知美国大古力水电站的机组型号为HL200-LJ-975，导叶高度010.25b D =，其设计参数为：设计水头为108m ，N=70万kW ，机组额定转速为85.7rpm ，，

210.3D m =，水轮机效率0096%,20ηα==，0290α=，试绘制叶片进、出口速

度三角形。

0014

31111100

1110

111209.817010688.231/9.819.8110896%9.7585.743.751/6060688.231

9.218/19.750.259.75

9.218tan 27

tan 43.7519.218tan 20m m m HL N QH N Q m s

H D n U m s

Q V m s

K D b V U V U ααη

ηππππββα===⨯===⨯⨯⨯⨯======⨯⨯⨯⨯===--对于式水轮机，，得222

22

220

222

22210.385.7

46.219/6060688.231 2.065/110.3

2.065tan 3tan 46.219 2.065tan 90m m m D n

m s

Q V m s K D V U V ππππββα⨯⨯==

====⨯⨯=

==--，得