蜗壳断面设计
蜗壳设计和优化
蜗壳设计和优化对于大多数径流式叶轮机械来说，蜗壳都是不可或缺的。
蜗壳一般需要定义多个横截面，这些横截面都是2D曲线并沿着圆周方向进行扫略。
一般而言，在泵和涡轮增压器中都包含蜗壳和叶轮。
对于泵和压气机而言，蜗壳的作用是，通过降低介质的速度，将其动能转化为压力势能，从而使其压力增加。
然而涡轮的蜗壳却有着相反的功能，即将废气的压力势能转化为动能（来驱动叶轮）。
CAESES是利用CFD进行自动化形状优化的先进的蜗壳设计优化工具。
其先进的参数化蜗壳模型，具有较高的稳定性，并通过高度自动化的流程能够节省您大量的工作时间。
在CAESES里创建的参数化蜗壳模型设计蜗壳的挑战系统的蜗壳流动优化是一项耗时的工作，通常这是一个反复迭代过程。
CFD 工程师会对一个之前由CAD部门设计创建的模型进行分析，得到分析结果后CFD工程师向CAD同事介绍如何改变形状，CAD工程师调整模型，并将其返回给CFD工程师。
这个循环可能需要花费几天甚至几周的时间，直到一个新的（性能改进的）蜗壳被开发出来。
考虑到（加入）其他部件（如叶轮和扩压器）能有更好的性能预测，那么情况将变得更加复杂。
理论上，CAESES能有效地将这项工作的耗时从几个月缩短到几天。
蜗舌模型这是主涡壳表面分别与入口（涡轮）或出口（压缩机）几何相交的区域。
CAESES提供各种技术和解决方案，为您解决这个棘手的工作。
这极大地加速了蜗舌几何的建模过程，并使得最终的蜗壳在自动化变形和优化期间绝对稳健。
稳健的蜗舌模型应用于自动化变形和优化过程横截面的定义CAESES中可以自定义横截面2D型线的形式，或导入现有数据以将其转换为参数化截面。
蜗壳通常由典型的分布规律控制，例如A/R比率，这些都可以在CAESES中进行设定。
CFD专家通常想要尝试自己的一些想法，并考虑更多与流动过程相符的形状控制。
这些想法和任意几何约束都可以在CAESES高度集成的蜗壳模型中直接考虑进去。
用户自定义2D横截面任意蜗壳模型的解决方案无论您使用的是何种设备或者您的蜗壳模型有多么复杂，对于全自动化模型优化，CAESES都是一个理想的选择，它可以节省您大量的时间和人力资源。
离心泵蜗壳八个断面的设计研究
F′= x H2 +〔b3 + 2 r (1 - cosγ) - 2 x rsinγ〕·H + x r2 ·sin2γ
-
rsinγ〔b3 + 2 r (1 - cosγ) 〕-
R2 (2tgγ -
πγ 180
+
2 co sγ
-
π 2)
(5)
由图
1
可知 :
F1
= 2〔(
b3 2
+
r
+
b′3 ) 2
后依次确定其余各断面的倾角 。抽送一般介质的普通离心泵取 tgγ8 = 0135～015 ;输送有 一定纤维杂质的离心泵 ,考虑到介质在泵蜗壳中的通过性能 ,一般取 tgγ8 = 0125～014 。泵 比转数 ns 较小时取小值 ,比转数 ns 较大时取大值 。
各过水断面圆角 Ri 由下式计算 Ri =
第 2 期 徐伟利 :离心泵蜗壳八个断面的设计研究 9 9
(10) 式为蜗壳流道断面面积公式 。 由 (10) 式可知 :
x H2 + W H - ( V + F) = 0
H=- W±
W2 + 4 x ( V 2x
+
F)
,舍去负值有 : H
=
-
W+
W 2 + 4 x ( V + F) 2x
由图 1 可知 Ei 值 ,单位 mm ,其计算公式为
Ei
=
1 2
〔b3
+
2
r (1
-
cosγi) 〕+ ( H0 -
r ·sinγi) ·tgγi
(14)
式中 H0 —给定常数 ,一般大于或等于泵出口直径 。 综上所述 , (12) 、(13) 、(14) 为推导建立的蜗壳流道断面几何尺寸计算公式 ,该公式若采
蜗壳设计
17．1 进气蜗壳类型按通道数目划分，向心涡轮进气蜗壳可分为单通道和多通道两种。
图17-3 双通道串列进气蜗壳在图17-5中示出向心涡轮进气蜗壳常见的截面形状。
为今后叙述方便，每一种都取一个象形的名称。
图17-5 进气蜗壳常见截面形状17．2 蜗壳流动流动假定：不可压缩流体，稳定，等熵，等环量流动。
蜗壳进口处气流马赫数很低，可合理地假定为不可压缩流体。
在蜗壳出口处气流马赫数己很高，特别是无叶喷嘴环向心涡轮蜗壳出口，不可压缩流体必然导致较大误差。
内燃机出口气流是脉动的，稳定流动假定并不合理。
因非稳定流动的求解非常复杂，此假定是不得己而为之。
等熵流动假定意昧着计算中不考虑损失系数修正。
由于蜗壳中流体遵守动量距守恒规律，故等环量流动是比较符合实际的合理假定。
图17-1 单通道进气蜗壳图17-2双通道并列进气蜗壳图17-2图17-4 双通道串列进气蜗壳周向布置图17-6 进气蜗壳流动示意图进口流动：图17-6为进气蜗壳流动示意图。
在蜗壳进口处（O-O 截面）有，⎰=RCREi Ui dR b C G ρ0 (1)式中，0G 蜗壳进气流量。
ρ流体密度，不可压缩，故为常数。
i U C ,微流管周向分速。
i b 微流管宽度。
按气流流动是等环量分布的假定，Γ=i i U R C ,，可将上式改写成，⎰Γ=RCRE iidR R b G ρ0 ……………………………………….(2) 令 ⎰=RCREi dR b A 0，即蜗壳进口截面面积。
若设=0R A 0S dR R b RCRE ii=⎰，则 00S G Γ=ρ=0R A Γρ ……………………………………….(3) 式中，0R 是进口截面当量平均半径，由下式计算，⎰=RCRHiidR R b A R 00 ………………………………………. (4) 出口流动：蜗壳出口截面是宽度为b ，半径为h R 的圆柱面。
假定蜗壳出口气流沿周向均匀分布，即沿整个蜗壳出口截面的气流速度C 和气流角度α均为常数。
第二章 水轮机的蜗壳、尾水管(2013.3
3、蜗壳进口断面平均流速
Q 进口断面流量： Qc max 0 360
Qmax——水轮机的单机最大引用流量。 Vc↑→Fc↓→hw↑；Vc↓→Fc↑→hw↓； 一般由Hr—VC曲线确定VC。(课本图2-8）
三、水流在蜗壳中的运动规律
水流进入蜗壳后，形成一种旋转运动(环 流)，之后进入导叶。水流速度分解为Vr、 Vu(课本图2-9）。 进入座环时，按照蜗壳的要求，水流均匀、 轴对称入流的要求，Vr=常数。
4、尾水管的高度 与水平长度
尾水管的总高度和总长度是影响尾水管性能的重 要因素。 h=h1+h2+h3+h4 h1，h2由转轮结构确 定，h4肘管高度确定，不易变动。h取决于h3。 h3大→hw小→ηw大→开挖加大，工程投资大； L：机组中心到尾水管出口，L大→F出大→V出 小→ ηw大→厂房尺寸加大，一般L=( 3.5～ 4.5) D1。 推荐尾水管尺寸：表2-1
Qmax Vr Da b0 Da：座环外经
圆周流速Vu的变化规律，有两种基本假定：
(1) 速度矩Vur=Const 假定蜗壳中的水流是一种轴对称有势流，忽略 粘性及摩擦力，Vu会随r的增加而减小。 (2) 圆周流速Vu=Const：即假定Vu=Const
四、蜗壳的水力计算
水力计算的目的：确定蜗壳各中间断面的 尺寸，绘出蜗壳单线图，为厂房设计提供 依据。已知：
第二章水轮机的蜗壳、尾水管 及气蚀
第一节 蜗壳的型式及其主要参数选择
一、蜗壳设计的基本要求
（1）过水表面应光滑、平顺、水力损失 小； （2）保证水流均匀、轴对称地进入导水 机构； （3）水流在进入导水机构前应具有一定 的环量，以保证在主要的运行工况下水流 能以较小的冲角进入固定导叶和活动导叶， 减小导水机构的水力损失；
蜗壳设计
• [3] 赵德印,杨述华,李苏泷等.离心风机蜗壳设计优化[J].制冷与空调,2012,12(4):47,25.
• [4]王延生.车辆发动机废气涡轮增压. • [5]朱大鑫.涡轮增压与涡轮增压器.
带入下式中
• 将某一个已确定的R值带入，就可求出一个对应的ϕ值。如此变更不同的R值， 得到相应的不同ϕ值；将一系列ϕ值与它对应的R值制成表格或曲线关系后， 再反过来由表格或曲线用插值法求出各所需指定整数ϕ值角度处对应的R值。
参考文献
• [1] 潘地林,丁维龙,许云龙等.离心式通风机蜗壳型线设计方法的理论分析与试 验研究[J].流体机械,2002,30(4):4-7.DOI:10.3969/j.issn.1005-0329.2002.04.001.
周向平均速度法
周向平均速度法
周向平均速度法
• 确定蜗壳最大截面积，应设蜗壳的流量较计算值 略大10%，根据连续性方程：
• 最后根据公式
计算出各个截面的面积大小
等环量法
• 流经第i断面的流量为 • 根据等环量假设，设蜗壳内
ห้องสมุดไป่ตู้
； 通过微元面积的流量为： ，K为速度矩常数，则：
等环量法
• 采用不同的蜗壳截面形状是，必须找出b和r的函数关系。 • 在实际设计计算中，通常就是先假设一个蜗壳的截面形状，求出b=b(r)的关系
离心式压气机蜗壳设计方 法的理论分析与研究
概述
• 传统的蜗壳设计方法主要有两种：
水轮机全蜗壳圆形断面的水力优化设计方法
水轮机全蜗壳圆形断面的水力优化设计方法【摘要】近年来，我国水利水电工程得到了长足的发展，其在满足我国电力能源供需要求的同时为我国可持续发展战略的落实打下坚实的基础。
经过多年的工作实践总结得出，水利水电工程建设在减少煤炭资源能耗、加强水资源利用率、完善环境保护措施方面发挥了重要作用，为我国环保工作的开展提供了坚定的平台。
蜗壳作为水轮机最为重要的部件之一，做好其优化设计工作极为关键。
本文针对目前是轮机蜗壳常规水利设计方法中存在的问题进行分析，提出了有关优化设计方法，旨在提高水轮机蜗壳水利性能，增加水电站工作效率。
【关键词】水轮机；蜗壳；水力损失；优化设计自新中国成立至今，我国环境问题愈演愈烈，极大的威胁着人类身体健康、制约着社会经济发展。
在这种时代背景下，节能、环保以及可持续发展观念不断提出且得到了极大的落实，成为社会经济发展的主导方向，这也为水利水电事业提供了广阔的发展空间，是水利水电事业发展的基础前提。
水轮机作为水利水电工程中的重要组成部分，在现代化建设中发挥着重要作用和意义。
蜗壳作为水轮机中的重要组成，做好其优化设计方法受到业内工作人士的重视。
1.水轮机蜗壳概述就我国水利水电工程而言，由于工程建设时间长短不一、投入的设备和技术也存在着一定的差异，这就造成了一部分水利水电工程的水轮机设施存在着极为严重的问题。
随着社会经济的飞速发展和水轮机制造技术的不断进步，传统的水轮机已经无法满足现代化社会发展的需求，这就要求我们在工作中对水轮机进行改造和优化。
蜗壳作为水轮机重要组成部分，其问题尤为明显，因此，我们有必要对蜗壳中存在问题进行归纳和总结。
1.1水轮机蜗壳概念蜗壳是水轮机中极为重要的基础设施，是过流系统中不可缺少的一部分，它的主要作用在于尽量让水流在进入导叶之前均匀分配，并且具有一定的环量，使得水流对称和向心流之间的方向产生一定的变化。
所谓的蜗壳主要是水轮机中的一种那个蜗壳式的引水式，它主要是因为外观上看起来极像蜗牛壳，为此被广泛的称之为蜗壳。
蜗壳及尾水管设计
蜗壳及尾水管设计（1）蜗壳水力计算从蜗壳鼻端至蜗壳进口断面0-0之间的夹角称为蜗壳的包角，常用φ0表示，蜗壳的鼻端即位于蜗壳末端连接在一起的那一个特殊固定导叶的出水边，一般采用φ0=345°蜗壳进口断面平均流速V c是决定蜗壳尺寸的主要参数。
V c值根据水轮机设计水头Hr从图中查得V c=4.5 m/s1主要参数H r=31.0 m Q max=13.17 m3/s D a=2.42m 包角φ0=345 D a/2=2.42/2=1.21 m2 蜗壳计算表水轮机蜗壳单线图（2）尾水管设计根据以往经验,弯肘形尾说管不但可以减少开挖深度,而且具有良好的水力性能尾水管尺寸表弯肘型尾水管有进口直锥段.中间肘管段和出口扩散段和出口扩散段三部分组成.A 进口直锥段混流式水轮机单边扩散角009~7=θ,这里取 80.B 中间弯肘段是一段900转弯的变截面弯管,进口断面为圆形,出口断面为矩形.C 出口扩散段是一段水平放置,两侧平行,顶板上翘的矩形扩散管.起顶板仰角一般取0013~10=α,这里取13.应用第三种比例情况进行尺寸计算:h=2..6×1.4=3.64 m L=4.5×1.4=6.30 m B 5=2.72*1.4=3.808m D 4=1.35×1.4=1.89 m h 4=1.35×1.4=1.89 mh 6=0.675×1.4=0.945mL 1=0.94×1.4=2.548 m h 5=1.22×1.4=1.708m尾水管高度指水轮机底环平面至尾水管底版的高度.h=2.6*D 1=2.6*1.4=3.64m 满足最低要求,宽度B= 3.808m,同样满足要求. 尾水管长度指机组中心线至尾水管出口断面的距离. L=(3.5~4.5)D 1 这里取4 则L=4*1.4=5.6m。
一种用于绘制离心泵梯形蜗壳截面的新方法
一种用于绘制离心泵梯形蜗壳截面的新方法
引言：
离心泵是一种常见的流体机械，其工作原理是通过离心力将液体从中
心吸入，然后将其推向周围。
离心泵的核心部件是蜗壳，它的截面形
状对泵的性能有着重要的影响。
本文介绍了一种新的方法，用于绘制
离心泵梯形蜗壳截面。
正文：
传统的绘制方法是通过手工绘制或使用计算机辅助设计软件来完成。
然而，这些方法存在一些问题，例如手工绘制需要大量的时间和精力，而计算机辅助设计软件则需要高昂的费用和专业的技能。
因此，我们
提出了一种新的方法，它可以快速、准确地绘制离心泵梯形蜗壳截面。
该方法基于三维打印技术，使用一种特殊的材料来打印出蜗壳的模型。
这种材料可以在打印过程中自动形成梯形截面，从而省去了手工绘制
的步骤。
此外，该方法还可以通过调整打印参数来实现不同形状的蜗
壳截面，从而满足不同的需求。
该方法的优点不仅在于快速、准确，还在于成本低廉。
相比于传统的
绘制方法，使用三维打印技术可以大大降低成本，同时还可以提高生
产效率。
此外，该方法还可以实现批量生产，从而满足大规模生产的
需求。
结论：
综上所述，我们提出了一种新的方法，用于绘制离心泵梯形蜗壳截面。
该方法基于三维打印技术，可以快速、准确地绘制出蜗壳模型，同时
还可以实现不同形状的蜗壳截面。
该方法的优点在于成本低廉、生产
效率高，可以满足大规模生产的需求。
我们相信，这种新的方法将会
在离心泵的设计和生产中得到广泛应用。
单级单吸离心泵蜗壳PROE三维造型
精心整理蜗壳PROE画法1.打开PROE.exe，新建一零件特征，如下图所示2.点击创建基准轴图标，点选空间坐标系的Z轴，创建以Z轴作为参照的基准轴，如下图所示3.点击4.5.6.点击扫描混合图标，创建曲面图标，点击上图所绘制的引导线，如下图所示点击中的截面菜单，出现如下图所示的对话框点击上图的草绘，进入二维的草绘状态，画出第二断面形状，所绘制的断面形状如下图所示（应注意在绘制后面的断面形状时，应保证绘图的起始点与绘图的方向相一致，以免扫描混合时出现扭曲的状态）第二断面绘制完成后，点击确定图标，选择下图中的插入图标按照上述的方法，依次绘制出剩余的几个断面，最后得到的形状如下图所示7.创建第九断面所在平面，如下图所示利用草绘工具，进入刚创建的平面，草绘出如下图形其中垂直线所对应部分为上图红线所示部分，创建完成后，点击确定图标，绘制完成后图形如下所示，8.点击草绘工具，选择9.草绘完第九、第十和出口断面以及2段引导线后，利用边界混合工具，绘制出如下的图形，即为第九断面到蜗壳出口的形状10.草绘第一断面，如下图所示11.草绘第二断面，如下图所示12.草绘处第一断面到第二断面的三段引导线，分别如下图所示引导线1引导线2 引导线3 13.利用边界混合工具，以上述所绘制的第一、第二断面为边界曲面，三段引导线做为控制线做一边界混合操作，绘制的第一断面到第二断面的过渡形状如下图所示 14. 草绘出第九断面的过渡形状，此过渡形状为第九断面的一部分，如下图所示 15. 草绘出第八断面的过渡形状，注意第八断面为一不闭合的曲线段，如下图所示 16.，17.18.19.利用点工具，找到曲线20.利用点工具，找到第一端面线的某个端点，如下图所示21.以，以上述的22.选中上图中绘制的样条曲线，利用拉伸工具，从中心向两侧拉升，做一拉伸曲面，深度要超过涡室进口宽度b 3,拉伸出的图形如下图所示，此步骤是方面后面的补面之用。
23.利用草绘工具，以第九断面所在平面为草绘平面，做如下的图形（注意选中相应的线作为参照） 24.通过镜像工具，选中第18步骤中的曲面特征，以FRONT 平面为参考做镜像特征，如下图所示25.通过曲面修剪命令，做出如下图的图形修剪后的形状图下图所示26.重复第25步操作，做出如下图的图形修剪后的形状图下图所示27.利用草绘工具，草绘出如下图的图形，为第一断面到第九断面的边界混合控制线28.29.30., 31.b332.33.34.至此，。
蜗壳断面设计
第五章反击式水轮机的基本结构第三节：反击式水轮机的引水室一、简介一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门，小型水轮机为闸阀或球阀，大型多为碟阀。
阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量水轮机引水室的作用：1.保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周受水流的作用力均匀，以便提高运行的稳定性。
2.水流进入导水机构签应具有一定的旋转（环量），以保证在水轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流。
二、引水室引水室的应用范围1.开敞式引水室2.罐式引水室3.蜗壳式引水室混凝土蜗壳一般用于水头在40M以下的机组。
由于混凝土结构不能承受过大水压力，故在40M以上采用金属蜗壳或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角蜗壳包角图金属蜗壳的包角340度到350度三、金属蜗壳和混凝土蜗壳的形状及参数1.蜗壳的型式水轮机蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳当水头小于40M时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳；一般用于大、中型低水头水电站。
当水头大于40M时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，常采用钢板焊接或铸钢蜗壳，统称为金属蜗壳。
蜗壳应力分布图椭圆断面应力分析图金属蜗壳按制造方法有焊接铸焊和铸造三种。
，尺寸较大的中、低水头混流一般采用钢板焊接，其中铸造和铸焊适用于尺寸不大的高水头混流水轮机2.蜗壳的断面形状金属蜗壳的断面常作成圆形，以改善其受力条件，当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相接时，采用椭圆断面。
金属蜗壳与有蝶形边座环的连接图金属蜗壳的断面形状图混凝土蜗壳的断面常做成梯形，以便于施工和减小其径向尺寸、降低厂房的土建投资混凝土蜗壳断面形状图当蜗壳的进口断面的形状确定后，其中间断面形状可由各断面的顶角点的变化规律来决定，有直线变化和向内弯曲的抛物线变化规律混凝土蜗壳的断面变化规律3.蜗壳的包角对于金属蜗壳，其过流量较小，允许的流速较大因此其外形尺寸对厂房造价影响较小，为获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般对于混凝土蜗壳其过流量较大，允许的流量较小，因此其外形尺寸常成为厂房大小的控制尺寸，直接影响厂房的土建投资，一般4.蜗壳的进口流速当蜗壳断面形状及包角确定后，蜗壳进口断面平均流速是决定蜗壳尺寸的主要参数。
蜗壳设计
17．1 进气蜗壳类型按通道数目划分，向心涡轮进气蜗壳可分为单通道和多通道两种。
图17-3 双通道串列进气蜗壳在图17-5中示出向心涡轮进气蜗壳常见的截面形状。
为今后叙述方便，每一种都取一个象形的名称。
图17-5 进气蜗壳常见截面形状17．2 蜗壳流动流动假定：不可压缩流体，稳定，等熵，等环量流动。
蜗壳进口处气流马赫数很低，可合理地假定为不可压缩流体。
在蜗壳出口处气流马赫数己很高，特别是无叶喷嘴环向心涡轮蜗壳出口，不可压缩流体必然导致较大误差。
内燃机出口气流是脉动的，稳定流动假定并不合理。
因非稳定流动的求解非常复杂，此假定是不得己而为之。
等熵流动假定意昧着计算中不考虑损失系数修正。
由于蜗壳中流体遵守动量距守恒规律，故等环量流动是比较符合实际的合理假定。
图17-1 单通道进气蜗壳图17-2双通道并列进气蜗壳图17-2图17-4 双通道串列进气蜗壳周向布置图17-6 进气蜗壳流动示意图进口流动：图17-6为进气蜗壳流动示意图。
在蜗壳进口处（O-O 截面）有，⎰=RCREi Ui dR b C G ρ0 (1)式中，0G 蜗壳进气流量。
ρ流体密度，不可压缩，故为常数。
i U C ,微流管周向分速。
i b 微流管宽度。
按气流流动是等环量分布的假定，Γ=i i U R C ,，可将上式改写成，⎰Γ=RCRE iidR R b G ρ0 ……………………………………….(2) 令 ⎰=RCREi dR b A 0，即蜗壳进口截面面积。
若设=0R A 0S dR R b RCRE ii=⎰，则 00S G Γ=ρ=0R A Γρ ……………………………………….(3) 式中，0R 是进口截面当量平均半径，由下式计算，⎰=RCRHiidR R b A R 00 ………………………………………. (4) 出口流动：蜗壳出口截面是宽度为b ，半径为h R 的圆柱面。
假定蜗壳出口气流沿周向均匀分布，即沿整个蜗壳出口截面的气流速度C 和气流角度α均为常数。
不同断面型式蜗壳对离心泵性能影响的数值模拟
叶轮组合进行三维数值模拟． 计算 结果 表 明， 同型 式断 面的蜗 壳对 离心 泵性能有 一定 的影响 ， 不
矩形和 圆形蜗壳在 大流量工况 区的效率 比马蹄形蜗 壳略有提 高 ， 计点， 在设 矩形蜗 壳的效率 比马蹄 形的略低 ， 大流量工况却高 ； 小流量 工况 圆形蜗 壳的扬 程 比马蹄 形蜗 壳 的扬程 低 ， 但 在 而矩 形蜗 壳 和马蹄形蜗 壳相 差不大 ， 在设计 点矩形蜗壳和马蹄形蜗 壳略 高于圆形蜗 壳， 大流量 工况马蹄形蜗 在 壳的扬程有所 降低． 同的断面型式对蜗 壳的水力损 失也有一定的影响 ， 不 而且 随着流量 的变化损失 也在 变化． 矩形蜗 壳壁 面上 的压 力脉动 的幅值在设 计流量工况较马蹄形蜗 壳和 圆形蜗 壳要 小一些．
ｗｉ ｈ ｏ ｖ ｒａｉ ｎ Ａｔｌｗ ｏ ｒｔ ｈ ｙ ｒ ｕ ｉ ｏ ｓ ｉ ｈ ｒｇｎ ｌｖ ｌ ｔ ｍｐ ｉ ｈ ｎ ｍｕ ， ｔ ｔ ｅ ｆ ｗ ａ ｉｔｏ ． ｏ ｆ ｗ ａｅ ｔ ｅ ｈ ｄ ａ ｌ ｌｓ ｎ ｔｅ ｏ ｉｉ ａ ｏｕ ｅ ｐｕ ｓｔ ｅ ｍｉ ｉ ｍ ｈ ｌ ｌ ｃ ａ ｄ ｔｅ ｏ ｅ ｉ ｈ ｉｃ ｌｒｖ ｌ ｔ ｕ ｓ ｍａ ｉ ｕ ． Ｗ ｈｉ ｔ ｈｇ ｏ ｒ ｔ ｈ ｙ ｒ ｕ ｉ ｏ ｓ ｉ ｈ ｎ ｈ ｎ ｎ ｔ ｅ ｃｒ ｕａ ｏｕ ｅ ｐ ｍｐ ｉ ｘｍ ｍ ｌ ａ ｉｈ ｆ ｗ ａｅ ｔ ｅ ｈ ｄ ａ ｌｃ ｌｓ ｎ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃｒ ｕ ａ ｏ ｕｅ ｐ ｍ ｐ ｉ ｈ ｎ ｍｕ ，ａ ｄ ｔｅ ｏ ｅ ｉ ｈ ｅ ｔ ｎ ｕ ａ ｏｕｔ ｍｐ ｉ ｘｍ ｕ ． ｉｃ ｌｒ ｖ ｌ ｔ ｕ ｓ ｔ ｅ ｍｉ ｉ ｍ ｎ ｈ ｎ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃａ ｇ ｌ ｒｖ ｌ ｅ ｐｕ ｓｍａ ｉ ｍ
水电站-蜗壳
（3）中间断面（φi= φ）
由此可以绘出蜗壳断面单线图 和平面单线图。
步骤： (a) 确定φ0 和VC ； (b) 求F0、ρmax、Rmax； (c) 由φi确定Fi、ρi、Ri。
3 、混凝土蜗壳的水力计算(半解析法)
3 、混凝土蜗壳的水力计算(半解析法)
（1）确定进口断面尺寸
Q0 Qmax0 F0 Vc 3600Vc
根据水电站具体情况选择断面型式， 并确定a，b，m，n，R0，使F=F0 （ 2 ）确定中间断面顶角与底角点的变化 规律（直线或抛物线），以虚线表示并 画出1、2、3…….等中间断面。
（3） 测算出各断面的面积，绘出：F = f(R) 关系曲线。
Qi Qmaxi （4）按 Fi ，绘出F = f(Φ) 0 Vu 360 Vc
1、蜗壳中的水流运动
Qmax 径向分速度：vr D b c a 0
圆周分速度：Vur=k 或者Vu=C=Vc
按Vu=Vc=C假定计算
2、金属蜗壳水力计算
Qmax （ 1 ） 断 面 流 量 ： Qi i 360
断面半径： i 断面中心距： 断面外半径：
Q max i 360 0 VC
ai ra i
Ri ra 2i
蜗壳水力计算
（2）进口断面（φi= φ0 ）
断面流量：
断面半径： 断面中心距： 断面外半径： R0
Qmax Q0 0 360
Qmax0 0 max 0 360 VC
a0 ra 0
ra 20 Rmax
§3.4 蜗壳的型式及主要参数选择
一、蜗壳的功用及设计基本要求
设计要求：
（1）过水表面应光滑、平顺。
水轮机全蜗壳圆形断面的水力优化设计方法
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｉ ｄ ａ ｈ ｅ ｅｔ ｖ ｉ ｂ ｅｉ ｏ ｖ ｎ ｉｎ ｌ ｙ ｒ ｕ ｉ ｅ ｉｎ ｍｅ ｈ ｄｏ ｕ ｌ ｐ ｒ ｌ ａ ｉｇ ｍｅ ｔｔ ｅｄ ｆｃ ｓａ ａｌ ｌ ｎｃ ｎ ｅ ｔｏ ａ ｄ ａ ｌ ｄ ｓｇ ｔ ｏ ｆｆ ｌ ｓ ｉａ ｓｎ ．Ｂｙ ａ ｈ ｃ ｃ
ｍ ｅ ｔｄｓｒｂ ｔｏ ｅ ｕ ａ ｉ ｓ ｄ ｓｇ ａ ｉｂ ｅ ， ｔ ｅ ｏ ｔ ｉａｉｎ ｄ ｓｇ ｆ ｔ ｅ ｓ ｉａ ａ ｉｇ ｗａ ｅ— ｎ ｉｔｉｕ ｉｎ ｒ ｇ ｌｒ ｙ ａ ｅ ｉ ｎ ｖ ｒａ ｌｓ ｈ ｐ ｉ ｚｔｏ ｅ ｉｎ ｏ ｈ ｐｒ ｌｃ ｓｎ ｓ ｐ ｒ ｔ ｍ ｆｒ ｅ ． Ｂ ａ ｓｏ ｎ ａ ｔ ａ ｒ ｇ ａ ｍｉ ｇｃ ｌｕ ａｉｎ，ｉ ｗａ ｅ ｉｉｄｔ ａ ｈ ｙ ｒ ｕ ｉ ｌＳ ｏ ｌ ｅｒ — ｏ ｍ ｄ ｙ ｍｅ ｎ ｆ ｃｕ ｌ ｏ ｒ ｍ ｎ ａｃ ｌｔｏ ａ ｐ ｔ ｓｖ ｒｆ ｈ ｔ ｅｈ ｄ ａ ｌ Ｏ Ｓｃ ｕ ｄｂ ｅ ｅ ｔ ｃ ｄ ｃ ｄｂ ｓｎ ａ ｉｂｅｖ ｌｃｔ ｏ ｅ ｔｍ ｅ ｈ ｄ ｔ ｅ ｉｎ ｔ ｅｓ ｉａ ａ ｉ ｇ Ｏ ｔ ａ ｌ ｏ ｌ ｆｉ ｐ ｏ ｅ ｕ ｅ ｙ ｕ ｉｇ ｖ ｒａ ｌ ｅｏ ｉ ｍ ｍ ｎ ｔ ｏ ｏ ｄ ｓｇ ｈ ｐｒ ｌｃ ｓｎ ，Ｓ ｈ ｔｔ ｅｇ ａ ｍ ｒ ｖ — ｙ ａ ｏ ｍ ｅ ｔｏ ｈ ｙ ｒ ｕ ｉ ｐ ｒｏ ｍ ａ ｃ ｕ ｄｂ ｃ ｉｖ ｄ ｎ ｎ ｔ ｅｈ ｄ ａ ｌ ｅ ｆｒ ｎ ｅｗｏ ｌ ｅａ ｈ ｅ ｅ ． ｃ
ｍ ｅ ｎ ｆ ａ ｉｎ ｌ ｉｉｉ ｇ ｈ ｄ ａ ｌ ｏ ｓｉ ｔｒｔ ｒ ｉｅｓ ｉａ ａ ｉ ｇ ｉ ｔ ｅ ｅａ ａ ｔ ，ａｈ ｄ ａ ｌ ｏ ｓ ａ ｓｏ ｔ ａ ｖｄｎ ｙ ｒ ｕ ｉ ｌｓ ｎ ｗａｅ ｕ ｂ ｎ ｐｒ ｌｃ ｓｎ ｎ ｏ ｓ ｖ ｒ ｌｐ ｒ ｓ ｙ ｒ ｕｉ ｌ ｓ ｒ ｏ ｄ ｃ ｃ ｃ ｌｕ ａｉｎ ｍｏ ｅ ｆｗａ ｅ ｕ ｂｎ ｐｒ ｌ ａ ｉｇ ｗａ ｕｌ ｕ ｏ ｉ ｒ ｖ ｔ ｙ ｒ ｕ ｉ ｐ ｒｏ ｍ ａ ｃ ．Ｔａ ｉ ｇ ａｃ ｌｔ ｄ ｌ ｔ ｒｔ ｒ ｉｅｓ ｉａ ｓｎ ｓｂ ｉ ｐｔ ｍｐ ｏ ｅｉｓｈ ｄ ａ ｌ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｏ ｃ ｔ ｃ ｋｎ
离心泵蜗壳三维建模方法
离心泵蜗壳三维建模方法
离心泵蜗壳建模方法1、根据水力模型图，画出蜗壳流线、截面图及辅助线。
要点：（1）画截面图时，注意合理利用基圆（即D330），保证编号1-8内、外（蜗壳壁厚12.5，按内截面图向外偏置12.5mm）截面出口边刚好位于基圆。
（2）辅助线共4条，基圆分别左右各偏置10mm，22.5mm（10mm+12.5mm）。
2、用“通过曲线网格”命令建蜗壳颈部模型。
3、用“通过曲线网格”命令建蜗壳本体模型。
4、利用“桥接曲线”命令，作2条辅助线；连接点1、点2作辅助线3。
5、用“N边曲面”命令建曲面1。
6、利用辅助线3及曲面1新建“基准平面”，在基准平面画草图；用“修剪片体命令”修剪曲面1；修剪完成后，用“镜像”命令建曲面2。
7、用“通过曲线网格”命令，建蜗壳过渡段、隔舍部分；此时蜗壳内流道即全部完成。
8、重复步骤4~7，完成蜗壳外表面建模。
9、用“缝合”命令，将内外流道缝合成实体。
solidworks水泵蜗壳绘图步骤
一、绘制出内腔的后面一半1，前视基准面做草图1，给出蜗形和出水口形状1.1 首先绘制出8条中心线，标出角度和距中心距离1.2 用圆弧将端点连接，1点-8点之间圆弧与1点-2点圆弧相同，用几何约束（全等），也可以自行设计。
1.3 绘制出水口中心线1.4 绘制出水口两侧边线，注意出水口不封闭，隔舌处用中心线延长1.5 绘制出水口隔舌边延长线至0度，此处可不与另一条边线对称2，设定基准面和基准轴2.1 基准面1为出水口平面2.2 基准面2为出口中间平面2.3 基准面3为顺时针45度2.4 基准面4为逆时针45度3，从0度到360度绘制9个断面，注意0度断面是根据经验设计的4，放样曲面，以草图1中蜗形线为引导线，右键选择组5，中间空圆用曲面-平面，然后缝合6，做出出水口上半段和下半段，然后缝合（0度截面是设计的）7，2次剪裁曲面，剪裁类型为互相，移除多余部分8，缝合刚剪裁区域，做圆角9，前视基准面做草图，出水口尺寸相等，其他地方大于蜗形，曲线-平面，然后裁剪多余部分10，出水口边线做曲面-平面，然后缝合（选择尝试形成实体，合并实体）11，隐藏准备做外形的一半二、绘制出外形的后面一半1，前视基准面做草图，绘出蜗形和出水口外形1.1 首先绘制出8条中心线，标出角度和壁厚（将草图1显示出来）1.2用圆弧将端点连接，1点-8点之间圆弧与1点-2点圆弧相同，用几何约束（全等）。
1.3 绘制出水口中心线1.4 绘制出水口两侧边线，注意出水口不封闭，隔舌处用直线延长2，从0度到360度绘制9个断面，注意0度断面是根据经验设计的3，放样曲面，以草图中蜗形线为引导线，右键选择组4，中间空圆用曲面-平面，然后缝合5，做出法兰背面基准面6，做出出水口7，剪裁两次曲面，剪裁类型为互相，移除多余部分8，缝合刚剪裁区域9，前视基准面做草图，出水口尺寸相等，其他地方大于蜗形，曲线-平面，然后裁剪多余部分10，出水口边线做曲面-平面，然后缝合（选择尝试形成实体，合并实体）三、绘制出口法兰的一半四、镜像外形，镜像内腔五、做出两端盖板整圆（实心），绘出隔舌外侧圆角六、内腔分别压凹，得出护套内腔七、画出盖板孔八、实体删除，内腔实体。
水电站-蜗壳
(2)混凝土蜗壳：“T”形。有四种型式：
混凝土蜗壳进口断面形状的选择
① δ=20°~30°,常取δ=30 °。 ②当n=0,γ=10°~15°,b/a=1.5~1.7，可达2.0。 ③当m>n,γ=10°~20°, (b-n)/a=1.2~1.7 ,可达 1.85。 ④当m＜n,γ=20°~35°,(b-m)/a=1.2~1.7,可达 1.85。
2、金属蜗壳水力计算
（ 1 ） 断 面 流 量 ：Qi
Qmax 360
i
断面半径： i
Qm ax i 3600VC
断面中心距： ai ra i
断面外半径： Ri ra 2i
蜗壳水力计算
（2）进口断面（φi= φ0 ）
断面流量：
Q0
Qmax 360
0
断面半径：
0
Qmax0 3600VC
(2)混凝土蜗壳：
Q大,允许流速小，尺寸大，为减小平面 尺寸,φ0=180°~270°，一般取180°，一部分 水流直接进入座环和导叶，为非对称入流， 对转轮不利。
3、蜗壳进口断面平均流速：
Vc↑→Fc↓→hw↑； Vc↓→Fc↑→hw↓； 一般由Hr—Vc曲线确定VC。
Qc
Qmax 360
0
V c c Hr
一、蜗壳的功用及设计基本要求
设计要求： （1）过水表面应光滑、平顺。 （2）保证水流均匀、轴对称地进入导水机构。 （3）保证水流在进入导水机构前具有一定的环
量。 （4）具有合理的断面形状和尺寸。 （5）具有必要的强度和合适的材料。
二、型式
1、混凝土蜗壳：H≤40m。用于低水头大流 量的电站。节约钢材，钢筋混凝土浇筑， “T”形断面。
风机蜗壳设计
0 引言蜗壳的作用是将离开叶轮的气体导向蜗壳出口，并将部分动压转变为静压。
蜗壳的结构是复杂的空间曲面体，理论上，蜗壳的型线是螺旋线，但是由于螺旋线结构较复杂，难于手工绘制。
因此，在生产中通常用简化的模型来近似。
由于蜗壳是离心通风机的关键部件，蜗壳型线的绘制不仅直接关系到蜗壳内的流动损失，还对叶轮的气动性能有很大影响，它直接影响风机的效率及输出流量、压力等性能参数，当工况变化时，需要重新计算并设计，使得产品设计周期延长。
本文应用三维建模工具CATIA,对蜗壳型线进行精确参数化建模，实现蜗壳的快速设计。
1蜗壳的型线及结构参数1. 1蜗壳的对数螺线型线及结构蜗壳的型线见图1。
图中R为蜗壳处半径，R 2为叶道出口半径。
对于每一个角度©值都可以得到一个R值，把各点连接起来就是蜗壳的型线。
其中：截面a-a 称为终了截面，A称为终了截面的张开度。
蜗壳的尺寸与张开度A有关，任意角度©处的张开度A为理论上，为了便于分析和计算，假定气流在蜗壳中为定常流动，忽略气体的粘性,气体沿着整个叶轮出口均匀地流出⑴图2表示在蜗壳型线起始段气体在蜗壳内的流动。
图中：R为叶轮半径（即叶道出口半径），c为距离轮心R处的气流速度，a为气流角，6、6分别为R处的周向速度和径向速度。
c' 2为叶道出口速度，c'2u、c' 2m、a' 2分别为叶道出口后的周向速度、径向速度及气流角（叶道出口后速度一一刚出口时气流未充满截面，很快即互相混合，混合后的速度也即蜗壳的进口速度）图2气悴在娟壳內硫动蜗壳整个截面充满有效气流，由于忽略空气黏性，蜗壳内的流动满足动量守恒定律，当蜗壳宽度B为常数时，得任意截面处R与©的函数关系式［1］为—，r tan «》、R 二 R 尹2曲= Jt 2e s ⑵式中b 2为叶片出口宽度，mm a' 2为叶道出口后气流角，（°）; ©为该截面与起始截面之间的夹角，rad 。
蜗壳、尾水管
绘制蜗壳单线图 1、蜗壳的型式型式：由于水电站特征水头大于40米，所以选用断面形状为圆形的金属蜗壳。
2、蜗壳主要参数的选择（主要参考《水力机械》第二版，水利水电出版社） 依据《水力机械》第二版P98知圆断面金属蜗壳的进口断面的包角︒︒=345ϕ； 蜗壳进口断面的流量s m 3.373453609.38360Q Q 3max c =⨯==︒︒ϕ，设计水头=46.2m 。
查《水力机械》第二版P99图4—30(a)曲线得C V =6.15m/s 。
依据水轮机的型号HL220—LJ —225知《水力机械》第二版P162的附表五得：当水轮机的转轮直径D 1=2250mm 时，金属蜗壳的座环外径为mm 3850D a =，座环内径为mm 3250D b =。
因此此金属蜗壳的座环外半径为a r =1925mm ， 金属蜗壳座环的内半径为b r =1625mm 。
座环示意图如图所示：3、蜗壳的水力计算（1）对于蜗壳进口断面：依据《水力机械》第二版P100计算如下：断面的面积：2c c c 065.615.63.37V F m Q ===断面的半径：390.114.3065.6max ===πρcF m 从轴中心线到蜗壳外缘的半径：m r a 705.4390.12925.12R max max =⨯+=+=ρ （2）、对于中间任一断面（规范）设i ϕ为从蜗壳鼻端起算至计算断面i 处的包角，则该计算断面处： 0i i max Q =/360Q ϕ（） i a i R =r +2ρ i m a x i C =Q /360V ρϕπ（）分别取i ϕ为0003075.....345、列表计算如下：i ϕ ρi Ri0.000 0.000 1.925 15.000 0.290 2.504 30.000 0.410 2.744 45.000 0.502 2.929 60.000 0.579 3.084 75.000 0.648 3.221 90.000 0.710 3.344 105.000 0.767 3.458 120.000 0.819 3.564 135.000 0.869 3.663 150.000 0.916 3.757 165.000 0.961 3.847 180.000 1.004 3.932 195.000 1.045 4.014 210.000 1.084 4.093 225.000 1.122 4.169 240.000 1.159 4.243 255.000 1.195 4.314 270.000 1.229 4.383 285.000 1.263 4.451 300.000 1.296 4.516 315.000 1.328 4.580 330.000 1.359 4.643 345.000 1.3894.705尾水管单线图的绘制根据前面已知的资料，结合水轮机的型号HL220—LJ —225，参考《水力机械》第二版可知：选用水轮机的标称直径为1 2.25D m =，当水轮机的出口直径21D D >的混流式水轮机，由《水力机械》第二版表4-17知： 当11D m =hL 5B 4D 4h 6h 1L 5h 2.64.52.7201.351.350.6751.821.22当1 2.25D m =时，h L 5B 4D 4h 6h 1L 5h 5.8510.1256.123.0383.0381.5194.0952.745为了减少尾水管的开挖深度，采用弯肘形尾水管，弯肘形尾水管由进口直段、肘管和出口扩散段三部分组成。
蜗壳工艺
云南澜沧江小湾水电站水轮发电机组及其附属设备--蜗壳及其附件制造施工工艺批准：审核：编制：许毓成机电安装工程总公司小湾电站项目部技术科二00六年六月三十日目录1、工程概况 (1)2、施工方法 (2)2.1蜗壳制造流程 (2)2.2制造方法 (3)2.2.1 施工前准备工作 (3)2.2.2钢板进厂、材质检验 (3)2.2.3钢板平板、数控下料、坡口加工 (3)2.2.4瓦块压头、卷制 (5)2.2.5蜗壳单节放样组装 (7)2.2.6纵缝预热和焊接方法 (7)2.2.7 附件加工 (7)2.2.8 焊缝检验 (8)2.2.9喷砂、去锈、涂料涂装 (8)2.2.10编号、出厂 (9)2.2.11竣工资料 (10)3、制造工艺要求 (10)4、蜗壳制造安全措施 (11)根据第一次质量巡视要求，现统一梨园水电站质量目标正确、全面的表述为：科学管理，精益求精，建设绿色、和谐、精品工程；确保工程建设一次达标投产，争创“鲁班奖”，力争获得国家优质工程奖，成为华电集团在金沙江中游水电建设的窗口工程。
1、工程概况制造工程内容：6台套蜗壳、蜗壳延伸段及其附件（含蜗壳进人门、基础埋件、必要的运输和安装支撑件，不含尾部三节、舌板和排水阀）。
单套蜗壳制造工程量为351.84672t，6台套总制造工程量为2111.08032t。
蜗壳结构型式为钢板焊接结构，材质为ADB-610D型高强钢，钢板厚度有30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm和70mm九种。
蜗壳制造内容还包括水轮机轴线+X、+Y以上10m长的进口延伸段。
蜗壳与蜗壳进口延伸段相接处的内径为6.5m。
蜗壳共有29个管节、76个瓦块(其中尾部三节由东电公司负责制造)，在金结制造厂负责制造26个蜗壳管节、72个瓦块(已包含延伸段的4个管节)，每节“C”型管由三个瓦块组成。
按设计图纸，蜗壳凑合节有三节，第一节（项4、5和6）、第二节（项25、26和27）、第三节（项46、47和48），在管节的出口端各有100mm的工地配割余量。
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第五章反击式水轮机的基本结构
第三节：反击式水轮机的引水室
一、简介
一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门，小型水轮机为闸阀或球阀，大型多为碟阀。
阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量
水轮机引水室的作用：
1.保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周受水流的作用力均匀，以便提高运行的稳定性。
2.水流进入导水机构签应具有一定的旋转（环量），以保证在水轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流。
二、引水室
引水室的应用范围
开敞式引水室1.
罐式引水室2.
蜗壳式引水室3.由于混凝土结构不能承受过大水压以下的机组。
混凝土蜗壳一般用于水头在40M 金属蜗壳以上采用或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳力，故在40M蜗壳包角图蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角
度350度到340的包角金属蜗壳．
和混凝土蜗壳的形状及参数三、金属蜗壳 1.蜗壳的型式和混凝土蜗壳水轮机蜗壳可分为金属蜗壳时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳；一般用于大、当水头小于40M 中型低水头水电站。
常采用钢板焊接或铸时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，当水头大于40M 。
金属蜗壳钢蜗壳，统称为蜗壳应力分布图
椭圆断面应力分析图
金属蜗壳按制造方法有焊接铸焊和铸造三种。
，
其中铸造和铸焊适用于尺寸不大尺寸较大的中、低水头混流一般采用钢板焊接，的高水头混流水轮机蜗壳的断面形状2.当蜗壳尾部用圆断面不能和座金属蜗
壳的断面常作成圆形，以改善其受力条件，。
椭圆断面环蝶形边相接时，采用金属蜗壳与有蝶形边座环的连接图
金属蜗壳的断面形状图
混凝土蜗壳的断面常做成梯形，以便于施工和减小其径向尺寸、降低厂房的土建投资．
混凝土蜗壳断面形状图
当蜗壳的进口断面的形状确定后，其中间断面形状可由各断面的顶角点的变化规律来决定，有直线变化和向内弯曲的抛物线变化规律
混凝土蜗壳的断面变化规律
蜗壳的包角3.
允许的流速较大因此其外形尺寸对厂房造价影响其过流量较小，，对于金属蜗壳较小，为获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般
因此其外形尺寸常成为厂房大允许的流量较小，对于混凝土蜗壳其过流量较大，
小的控制尺寸，直接影响厂房的土建投资，一般 4.
蜗壳的进口流速蜗壳进口断面平均流速是决定蜗壳尺寸的主当蜗壳断面
形状及包角确定后，要参数。
对于相同的过流量，选得大，则蜗壳断面就小，但水力损失增大。
值可根据水轮机设计水头查曲线的。
一般可取图中的中间值；对于金属蜗壳和有钢板里村的混凝土蜗壳，可取上限值；当布置上不受限制时也可取下限值，但不应小于引水道中的流速。
四、蜗壳的水力计算
1.蜗壳中的水流运动
蜗壳中的水流运动规律，一般认为两种形式。
）蜗壳断面的平均速度周向分量为常数的规律（1
（2）蜗壳中水流按等速度矩规律运动。
即位于蜗壳内任一点水流速度的切向分
的乘积不变常数量与该点距水轮机轴线的半径
蜗壳中的水流运动图通过蜗壳任一断面的流量
的水力计算2.金属蜗壳（1）参数的选择
设计金属蜗壳的水力）与座环蝶形边相接的（2 a）蜗壳参数与断面连接尺寸选择（1）按金属蜗壳的流速系数与水头的关系曲线
选择蜗壳流速系数K
）确定蜗壳包角2．
3）与座环连接部位几何尺寸由座环设计给定，见图
（b）进口断面计算进口断面流量
进口断面流速
进口断面面积求得：进口断面半径
进口断面中心距
进口断面外径 c（）圆断面计算
椭圆断面计算d（）椭圆短半径
与圆的同等面积
长半径椭圆断面中心距椭圆断
面．
外径椭圆断面
3.混凝土蜗壳的水力计算）确定进口断面尺寸（1 ）
确定中间断面的顶角点、底角点变化规律（2查出相应的及断面尺寸，便可绘制出蜗壳平面单线图）绘制若干 3（混凝土蜗壳的水力计算曲线
混凝土蜗壳的平面单线图
4.座环的结构形式
（1）与混凝土蜗壳联结的座环一是整体结构座环如图
如图二是装配式结构．
（2）与金属蜗壳联结的座环一是带蝶形边的座环如图
如图二是不带蝶形边的座环
第五节：反击式水轮机的尾水管
一、尾水管的作用
尾水管的作用
1.将转轮出口水流引向下游
2.利用下游水面至转轮出口处的高程差，形成转轮出口处的静力真空
3.利用转轮出口的水流动能，将其转换成为转轮出口处的动力真空三种尾水管
三种尾水管的能量差比较
没有尾水管1.
具有圆柱形尾水管 2.具有扩散型尾水管时 3.
实际恢复的动能与理想恢复的功能的比值称为尾水管的恢复系数
二、尾水管的基本类型
1.直锥形尾水管
弯曲线尾水管2.
弯肘形尾水管
弯锥形尾水管
三、尾水管选择
1.直锥形尾水管的设计
）根据经验公式，决定尾水管的进口速度 1（
）确定尾水管出口断面面积（2确定锥角及管长(3)
可由进口断面面积和出口断面面，管长L 根据扩散管中水力损失最小原则，一般选锥角值及值算出。
积(4) 决定排水渠道尺寸
2.弯肘形尾水管的选择及计算
（1）尾水管的深度
尾水管深度是指水轮机导水机构底环平面至尾水管底板平面之间的距离。
；对转桨式水轮机取对转轮进口直径，对小于转轮出口直径的混流式水轮机取的高水头混流式水轮机则可取。
转轮直径（2）肘管型式
标准混凝土肘
管．
（3）水平长度
水平长度是机组中心到尾水管出口的距离
扩散段与支敦 L=4.5通常取：
四、减轻尾水管振动的措施
1.尾水管加导流隔板
尾水管中装设导流板
尾水管补气2.。