水轮机计算
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 28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）装机容量、装机台数、单机额定出力Nr、最大出力Nmax和负荷性质；2）水电站的设计水头Hr，最大水头Hmax，最小水头Hmin，加权平均水头Hcp；3）水电站上下游水位与流量关系曲线，水头、流量过程线或保证率曲线，引水管损失等；4）水电站的泥沙资料（含沙量、泥沙类别、特性等），水质资料（水温、化学成分、PH值、硬度、含气量等）；5）水电站厂房形式，引水方式和引水管长度、直径；机组安装高程及允许吸出高度Hs＇；6）制造厂与水电站间的运输条件、水电站的安装条件（允许最大挖深值等）。
水轮机发电量计算公式
水轮机发电量计算公式水轮机是一种利用水能转换成机械能的装置，广泛应用于水电站的发电过程中。
水轮机发电量的计算是水电站运行管理的重要内容之一，也是评价水电站发电效率的重要指标之一。
本文将介绍水轮机发电量的计算公式及其相关参数。
水轮机发电量的计算公式为：Q = η × ρ × g × H × A其中，Q为水轮机的发电量，单位为千瓦时（kWh）；η为水轮机的效率；ρ为水的密度，单位为千克/立方米（kg/m³）；g为重力加速度，取9.81米/秒²；H为水头，单位为米（m）；A为水轮机的有效叶轮面积，单位为平方米（m²）。
水轮机的效率是指水轮机将水能转换成机械能的能力，通常取值在0.8~0.9之间。
水的密度随温度和压力的变化而变化，一般取值为1000千克/立方米。
重力加速度是一个恒定值，取值为9.81米/秒²。
水头是指水从水库或水坝的高度到水轮机的有效叶轮面积的高度差，是水轮机发电量的重要参数之一。
水轮机的有效叶轮面积是指水轮机叶轮上能够接受水流的面积，是水轮机发电量的另一个重要参数。
在实际的水电站运行中，水轮机发电量的计算还需要考虑到水轮机的负荷特性、水流量、水轮机的启停时间等因素。
水轮机的负荷特性是指水轮机在不同负荷下的效率和发电量的变化规律，通常用负荷曲线来表示。
水流量是指水轮机每秒钟接受的水流量，是水轮机发电量的另一个重要参数。
水轮机的启停时间是指水轮机从停止状态到达额定运行状态所需的时间，也是影响水轮机发电量的重要因素之一。
水轮机发电量的计算公式是一个综合考虑水轮机效率、水头、有效叶轮面积等因素的公式，是水电站运行管理的重要内容之一。
在实际的水电站运行中，还需要考虑到水轮机的负荷特性、水流量、水轮机的启停时间等因素，以确保水轮机的发电量达到最大化。
3 第二节 水轮机的工作参数(2013.3)
△hI-A
3 、特征水头
水轮机的工作水头随上下游水位而变化， 因此提出特征水头的概念，用于表示水轮 机的运行工况和运行范围。 最大工作水头Hmax ；最小工作水头Hmin ； 设计水头(计算水头)Hr；水轮机发额定出 力时所需的最小净水头。 平均水头Hav (加权平均水头）。二、流 量ຫໍສະໝຸດ 三、额定转速
水轮机转轮在单位时间内的旋转转数，常 用n（r/min)表示。 同步转速机组：ƒ=nP/60 (Hz赫兹) ，P： 发电机磁极对数。国标ƒ=50， n=ƒ×60/p=3000/p (r/min) 标准同步转速见表1—1，一般我国所用的 电流频率为50赫兹，所以在正常情况下机 组的转速保持为固定转速，该转速称为额 定转速，并与发电的同步转速相等。
单位时间内通过水轮机的水体体积Q(m³ /s) 水轮机设计流量：在设计水头下水轮机以 额定转速、额定出力运行时所对应的过水 流量用Qr表示。 设计流量是水轮机发额定出力时所需的单 机最大过流量。 说明：Q随H、N的变化而变化，H、N一定 时，Q也一定，当H=Hr、N=Nr额定值时， Q为最大。
四、出力与效率
水轮机的输入功率(水流传给水轮机的能量) 为：Nω=rQH=9.81QH(KW） 出力N指水轮机轴传给发电机轴的功率(输 出功率)。也是发电机轴的输入功率。 水轮机效率：η=N/N ω ×100% ，大中型机 组达95%左右， 出力N=9.81ηQH(KW） 出力也可以用旋转机械运动公式来表达： N=Mω=M2πn /60 （w）=Mn/9550(kw）
第二节 水轮机的工作参数 (working parameters)
反映水轮机工作状况特性值的一些参数， 称水轮机的基本参数。 基本参数包括：工作水头H、流量Q、出 力N、效率η 、工作力矩M、机组转速n。
水轮机效率计算
水轮机效率计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：水轮机是一种利用水流能量来驱动转子运动的机械装置，是水力发电厂中的主要设备之一。
水轮机的效率指的是水轮机转化输入的水能为机械能的能力，是衡量水轮机性能的重要指标之一。
本文将介绍水轮机效率的计算方法，以便读者更好地了解水轮机的工作原理和性能。
一、水轮机效率的定义水轮机的效率通常用η表示，其定义为水流通过水轮机时被转化为机械功率的比例。
即，水轮机输出的机械功率与输入水能的比值，通常用公式表示为：η = P_out / P_inP_out为水轮机输出的机械功率，单位为瓦特（W）或千瓦（kW）；P_in为水轮机输入的水能，单位为瓦特（W）或千瓦（kW）。
水轮机的效率通常为0.7至0.92之间，受水轮机设计、制造质量、运行状况等多方面因素影响。
1. 理论效率计算方法水轮机的理论效率可根据水轮机的设计参数和水流参数进行计算。
理论效率η_t的计算公式为：η_t = 1 - (1/λ)λ为水轮机的比速度，定义为：v_1为水轮机叶片进口处的水流速度（m/s）；g为重力加速度（m/s²）；H为水轮机的有效落差高度（m）。
水轮机的实际效率通常通过实际测量来确定，可以根据以下公式计算：P_out为水轮机输出的机械功率，通常通过功率计等设备来测量；P_in为水轮机输入的水能，通常通过流量计等设备来测量。
在实际应用中，可以通过连续监测水轮机的输出功率和输入水能，计算出水轮机的实际效率，并进行调整和优化。
1. 设计和制造质量：水轮机的设计和制造质量直接影响其效率，良好的设计和制造工艺能够提高水轮机的效率和性能。
2. 运行状况：水轮机的运行状况对其效率也有很大影响，定期检查和维护水轮机可以提高其效率。
3. 水流参数：水轮机的效率和水流参数密切相关，包括水流速度、水流压力、水流量等参数。
4. 负荷变化：水轮机的负荷变化也会影响其效率，需要根据实际负荷情况进行调整。
通过合理设计、制造、运行和维护，可以提高水轮机的效率，减少能源浪费，实现更好的经济效益和环境效益。
水轮机计算题及简答题
1．某水电站Hmax=150m ，Hr=120m ，Hav=130m ，Hmin=90m ，单机水轮机出力220MW ，电站选用HL160型水轮机。
使用模型综合特性曲性计算水轮机的转轮直径D 1，转速n 和过流量Qr 。
（查表得Q 1’、n 1、D m ）23181.9H Q Nr D η= 111D H n n = 2321'1H D Q Q = 2. 已知美国大古力水电站的机组型号为HL200-LJ-975，导叶高度b 0=0.25D1，其设计参数为：设计水头为108m ，N=60.2万kW ，机组额定转速为72rpm ，D 2=10.3m ，水轮机效率，n=96%,a 0=20°a 2=90°，试绘制叶片进、出口速度三角形。
3、已知水轮机为HL240—LJ —120，水电站的Hmax=37m, H p =31m, Hmin=25m,尾水位为180 m ，各水头对应的气蚀系数为：Hmax 时，22.0=σ，H p =31m 时，23.0=σ，Hmin=25m 时，24.0=σ。
坐环高度b 0=0.365D 1，确定水轮机的安装高程。
解：1）计算吸出高度（取K=1.5）2）计算安装高程，20b H Z s a ++∇= 解：1）计算吸出高度()H ∆--∇-=σσ90010s H 可得吸出高度分别为0.18，1.43，2.8。
2）计算安装高程4.18020=++∇=b H Z s a m 取吸出高度为179.4米4、已知水轮机型号为HL220-LJ-410，设计水头为73m ，导叶高度 1025.0D b =，水电站下游水位▽=110m ，水轮机汽蚀系数 133.0=σ。
试求水轮机吸出高度和安装高程应为多少？H -∇-=σK H s 90010（K=1.5） =10-900110-1.5x0.133x73=10-0.122-14.564=-4.686m Z a =▽+H s +20b =100-4.686+21.425.0x =95.827m1、试述立式机组导轴承的作用是什么？答：导轴承作用是：固定主轴轴线，承受机组的径向力和振摆力。
水轮机原理与流体动力学计算基础
水轮机原理与流体动力学计算基础水轮机是一种利用流体动力学原理转化水流动能为机械能的重要设备。
它在水利工程中起到了至关重要的作用。
本文将以水轮机原理与流体动力学计算基础为主题，探讨水轮机的工作原理以及流体动力学在水轮机设计中的应用。
我们来了解一下水轮机的工作原理。
水轮机利用水流的动能来驱动轮盘旋转，从而产生机械能。
在水轮机中，水从高处流下，经过导水管进入轮盘，然后在轮叶的作用下，水流的动能被转化为轮盘的旋转动能。
轮盘上的叶片采用特殊的形状和角度，可以使水流对叶片产生作用力，并将其转化为轮盘的旋转动能。
最后，旋转的轮盘通过轴传递机械能给发电机或其他设备。
水轮机的工作原理可以用流体动力学来解释。
流体动力学是研究流体运动的力学分支，它基于质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律，通过分析流体的运动状态和受力情况来研究流体动力学问题。
在水轮机设计中，流体动力学的计算是非常重要的。
通过对导水管、轮盘和叶片等流道的流场分析，可以确定水流在水轮机中的流速、压力和流量等参数。
在水轮机的设计中，流体动力学的计算是基础和关键。
首先，需要确定水轮机的叶片形状和角度。
叶片的形状和角度决定了水流对叶片的作用力大小和方向，进而影响到水轮机的效率和性能。
通过流体动力学的计算，可以优化叶片的形状和角度，使其能够最大程度地转化水流的动能为机械能。
流体动力学的计算还可以用于确定水轮机的水头和流量。
水头是水流的高度差，它决定了水轮机的输出功率。
通过流体动力学的计算，可以确定最佳的水头，以提高水轮机的效率。
流量是水流的体积流量，它决定了水轮机的出水量。
通过流体动力学的计算，可以确定最佳的流量，以满足水轮机的运行需求。
除了以上两个方面，流体动力学的计算还可以用于确定水轮机的转速和功率。
转速是指轮盘的旋转速度，它决定了水轮机的输出功率。
通过流体动力学的计算，可以确定最佳的转速，以提高水轮机的效率和性能。
水轮机原理与流体动力学计算基础是水轮机设计和优化的重要内容。
水轮机计算部分
D1
7
转速计算值介于发电机同步转速 107.1r/min 和 100r/min 之间。
（1-4）
2
（《水轮机》P165）
（3）效率 的计算：
查表，得
HL240
型水轮机模型参数：转轮直径
D 1m
=
0.35
m，最优工况下的最高
效率 mo = 0.92。则可求出原型效率为：
max 1 (1mo)5
D1m D1
g
（1-15）
查《水轮机》，得 HL160 的最优单位转速 n110 = 77r/min。取最优单位转速 n110 与出 力限制线交点的单位流量为设计工况点的单位流量，则 Q11r = 1.098 m3/s，对应的模型效 率 m = 0.895。暂取效率修正值△ = 0.03，则设计工况下原型水轮机效率 = m +△ =
（备注：《水轮机》 P371） 1.3.2 对 HL240 型水轮机工作点的检查和修正 I 方案：6 台机组，单机 41.7 万千瓦。水轮机基本参数计算： (1)转轮直径 D1 的计算： 水轮机额定出力
Pt
nG
g
417000 0.98
425510（KW）
（1-2）
查《水轮机》，得 HL160 的最优单位转速 n110 = 77（r/min）。取最优单位转速 n110 与
（1-20）
Qr Q11r D12 Hr 1.0986.52 94 442.4 （m3/s） （5）几何吸出高度 Hs 的计算：
（1-21）
在设计工况下，模型水轮机的空化系数 m = 0.114
(《水轮机》P321)
查《水轮机》图 3-7，得 = 0.02。
则吸出高度 H s 为：
水轮机机械功率计算公式
水轮机机械功率计算公式
水轮机是一种常见的水能利用设备，其主要作用是将水能转化为机械能，使机器运转。
水轮机的机械功率是衡量其性能的一个重要指标，也是水轮机设计和选择的关键参数之一。
水轮机机械功率的计算公式为：P = η×ρ×Q×g×H
其中，P为机械功率，单位为W；η为水轮机的效率；ρ为水的密度，单位为kg/m³；Q为水流量，单位为m³/s；g为重力加速度，取9.81m/s²；H为水头，单位为m。
从公式中可以看出，水轮机的机械功率与多个因素有关，其中最为关键的是水头和水流量。
水头是水轮机的设计参数，通常是在水轮机选型时确定的；而水流量则需要根据实际情况进行测量或估算，包括水源的流量和水轮机的通过效率等因素。
在实际应用中，水轮机的机械功率通常需要通过实验或计算进行验证。
其中，实验方法主要包括直接测量和间接测量两种。
直接测量法通常需要在水轮机输出轴上安装测功机进行测量，可以得到比较准确的机械功率值；而间接测量法则是通过测量水头和流量等参数，结合水轮机的效率和转速等信息进行计算，得到机械功率的近似值。
除了机械功率外，水轮机的性能还可以通过其他参数进行评价，例如转速、输出扭矩、启动时间等。
这些参数可以帮助我们更好地了
解水轮机的工作状态，优化设计方案，提高其利用效率。
水轮机机械功率计算公式是水轮机设计和应用过程中必须掌握的基本知识之一。
通过深入了解和应用这个公式，可以更好地评估水轮机的性能，提高其利用效率和经济效益。
水轮机效率的名词解释
水轮机效率的名词解释水轮机是一种将水能转化为机械能的装置，常见的有水轮发电机和水轮水泵。
效率是衡量设备性能的指标之一，这篇文章将深入解释水轮机效率的概念，探讨影响水轮机效率的因素，以及如何提高水轮机效率。
一、水轮机效率的概念水轮机效率是指在水轮机转化水能时，实际输出的机械能与理论上输入的水能之间的比值。
通常用百分数表示，可通过以下公式计算：效率(%) = (实际输出的机械能 / 理论输入的水能) × 100%水轮机的效率在设计和运行过程中起着重要作用。
高效的水轮机能够更好地利用水资源，减少能源浪费和环境污染。
二、影响水轮机效率的因素1. 水轮机的类型：水轮机通常分为垂直轴水轮机和水平轴水轮机。
不同类型的水轮机在转化水能时具有不同的效率特点。
2. 水轮机的尺寸和设计参数：水轮机的尺寸和设计参数决定了它的叶片形状、转速和转矩等特性，直接影响到效率的高低。
3. 水轮机的水量和水头：水量和水头是衡量水轮机性能的重要参数。
水量过少或水头过低会导致效率降低，水量过大或水头过高也会增加能量损失。
4. 水轮机的叶片材料和制造工艺：叶片的材料和制造工艺会影响水轮机的耐磨性和气动性能，进而影响到效率的提升。
5. 水轮机的运行状态：水轮机运行时的负荷情况对效率有直接影响。
过大或过小的负荷都会降低效率。
6. 水轮机的维护和保养：定期的维护和保养可以保证水轮机的正常运行，减少能量损失和性能退化。
三、提高水轮机效率的方法1. 优化设计：通过改变水轮机的尺寸、叶片形状和材料等设计参数，优化水流分布，减少涡流和湍流的产生，从而提高效率。
2. 提高水轮机运行状态：合理控制水量和水头，确保水轮机在最佳工作点运行，以获得最高效率。
3. 采用高效节能技术：引入新的节能技术，如变频调速、可调叶片和微水轮机等，以提高水轮机的整体效率。
4. 加强维护和保养：定期检查水轮机的各项参数，清理叶片表面的积水或杂物，保持机械部件的灵活性，确保设备的正常运行。
水轮机效率计算
水轮机效率计算
水轮机的效率可以通过以下公式进行计算：
效率=（出力功率/输入功率）×100%
其中，出力功率是指水轮机输出的机械功率，输入功率是指水轮机所需的水能转化成机械能的总功率。
水轮机的出力功率可以通过以下公式计算：
出力功率=流量×扬程×重力加速度/(1000×3600)
其中，流量是指单位时间内通过水轮机的水量，单位为立方米/秒；扬程是指水轮机水位的高差，单位为米；重力加速度取9.8米/秒^2；1000用于将单位从千克转换为吨；3600用于将单位从秒转换为小时。
水轮机的输入功率可以通过以下公式计算：
输入功率=流量×扬程×水密度×重力加速度
其中，流量、扬程和重力加速度的含义同上，水密度是指水的密度，一般取1000千克/立方米。
最后，将计算出的出力功率和输入功率代入到效率公式中进行计算，就可以得到水轮机的效率。
水利计算公式范文
水利计算公式范文水利计算是指对涉及水资源、水工设施、水利工程等方面的计算方法和公式的研究和应用。
水资源是人类生存和发展的重要物质基础，而水利工程则是人类对水资源进行开发和利用的手段之一、下面将介绍几个常用的水利计算公式。
1.降雨径流计算公式：降雨径流计算是水文学中的重要内容。
降雨径流量是指降雨中未被土壤持水、蒸发和入渗等损失的雨水，在一定时间内流经地表径流形成的总量。
通常使用著名的斯特林公式进行计算：Q=C*P*A其中，Q为径流量（m³/s），C为流域面积的系数，P为降雨量（mm），A为流域面积（km²）。
2.开沟、明渠流量计算公式：在水利工程中，流量计算是很常见的一个问题。
对于水流在开沟、明渠中的流量，可以使用曼宁公式进行计算：Q=1.49*A*R^(2/3)*S^(1/2)其中，Q为流量（m³/s），A为横截面面积（m²），R为横截面湿周与横截面面积之比，S为水流水面坡度。
3.水轮机功率计算公式：水力发电是水利工程的重要应用领域之一、水轮机是水力发电的核心设备，其功率可以通过下述公式计算：P=η*ρ*g*Q*H其中，P为水轮机出力（kW），η为水轮机效率，ρ为水的密度（kg/m³），g为重力加速度（m/s²），Q为水流流量（m³/s），H为有效水头（m）。
4.摩阻损失计算公式：在水利工程中，液体流体在管道中流动时，会因为管道摩擦而导致能量损失。
摩阻损失可以通过以下公式计算：h_L=λ*(L/D)*(V^2/2g)其中，h_L为单位长度的摩阻损失（m/m），λ为摩阻系数，L为管道长度（m），D为管道直径（m），V为流速（m/s），g为重力加速度（m/s²）。
5.水力坝设计水位计算公式：水力坝是水利工程中的重要建筑物，设计水位是指坝体设计高程。
根据安全性和经济性等要求，可以使用以下公式计算设计水位：H=(P-F)/γ其中，H为设计水位（m），P为压力水沿坝址的水深（m），F为抵抗水压力的力（N/m²），γ为重力加速度（m/s²）。
水轮机选型计算
浅谈水轮机选型计算张彪(南宁广发重工集团发电设备公司广西南宁530031)摘要：简单介绍了水轮机的形式、适用范围、特点、水轮机选型的步骤、蜗壳、尾水管的尺寸计算及调速设备和油压装置的选择方法。
阐述水轮机各种机型特点及水轮机技术参数之间的相互关系。
关键词：水轮机选型、蜗壳、尾水管、进水阀门、调速器、油压装置原则选型计算的一般原则概括为以下几点：①所选定的水轮机应有较高的效率。
不仅要选择效率高的转轮型号，而且还要根据水轮机的模型综合曲线和真机工作特性曲线选择工作范围最好的转轮，以保证水轮机运行时有较高的工作效能；②所选定的水轮机转轮直径应较小。
较小的转轮直径将使机组获得较高的转速，从而缩小机组尺寸，降低机组造价。
③所选定的水轮机应有良好的汽蚀性能和工作稳定性(压力脉动小)。
④优先考虑套用已有型号转轮直径接近的机组。
内容(1)、确定机组台数及单机容量(2)、选择水轮机型式（型号）(3)、确定水轮机参数D1、Q、n、Hs、ns、F、Z0、do。
(4)、绘制水轮机运转特性曲线(5)、估算水轮机的外形尺寸、重量及价格、蜗壳、尾水管的形式、尺寸、调速器及油压装置选择(6)、根据选定水轮机型式和参数，结合水轮机在结构上、材料、运行等方面的要求，拟定并向厂家提出制造任务书，最终由双方共同商定机组的技术条件，作为进一步设计的依据。
水轮机选型过程中，根据水电站所需要的开发方式、动能参数、水工建筑物布置等，并考虑已生产的水轮机的参数拟选若干方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。
水轮机选型计算内容1.确定单机容量及机组台数根据DL5180-2003《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》的规定，水电站工程等别根据其在国民经济建设中的重要性，按照库容和装机容量划分为五等：水电枢纽工程的分等指标水电站机组台数的选择一般是在装机容量已定的情况下进行的，选择的过程实际上是一个技术经济比较的过程，有时与水轮机型式的选择、甚至与水轮机主要参数的选择同时进行。
轴流式水轮机选型计算
β
S
m2
X
m
R
m
V
m/s
Q
m3/s
IEC497 Latitude φ degrees Height z in meters above mean sea level Acceleration g due to gravity
φ
度
Z
m
g
m/s2
60 4000
参考/计算值
5.00 4.420
效率 说明
发电机参数 额定无功功率 Kvar 飞逸转速 r/min 额定功率因数 绝缘等级 额定励磁电压 V 额定励磁电流 A
调速器参数
工作电源 V
操作电源 V 阀门参数
操作方式
2.0 2.1 4.0 70.0 60.0 167.7 2.0 4.7 193.5 174.1 8.8 159.9 4.8 195.1 216.8 176.8 4.5 167.6 150.8
根据水头计算，
根据流量计算
1、发电机转速，2、水轮机转速
ηm-Δη
ηf*ηt
9.81H*Q*ηt
ZZ
比转速、A系列、D系列等
卧轴W、立轴L
金属J、混凝土H、明槽M、压力明槽MY
水轮机参数计算
查综合曲线
查综合曲线
查综合曲线
查综合曲线
查综合曲线
查综合曲线
0.7
4.0----6.0
0.4-0.6
0.4---0.6
V
ZZT03-LH-100
0.85
1.15
1.3
0.348
r/min
330
0.7
s
4
0.7
0.6
15
卧式水轮机底瓦面积计算
卧式水轮机底瓦面积计算摘要：一、卧式水轮机底瓦面积计算的重要性二、卧式水轮机底瓦面积的计算方法1.概述卧式水轮机底瓦的结构2.底瓦面积的计算公式及参数3.底瓦面积计算实例三、底瓦面积计算在卧式水轮机维护与改进中的应用四、总结正文：一、卧式水轮机底瓦面积计算的重要性卧式水轮机是一种常见的水力发电设备，其底瓦起着支撑转子、传递扭矩和承受径向载荷的关键作用。
底瓦面积的合理计算对于水轮机的稳定运行、减轻轴瓦磨损以及延长设备使用寿命具有重要意义。
二、卧式水轮机底瓦面积的计算方法1.概述卧式水轮机底瓦的结构卧式水轮机底瓦通常由上瓦、下瓦、侧瓦组成。
上瓦与转子轴颈配合，下瓦与轴承座配合，侧瓦与轴承盖配合。
底瓦的材料选用轴承合金、巴氏合金等具有良好耐磨性能的金属。
2.底瓦面积的计算公式及参数底瓦面积计算公式如下：A = (πd)/4 + 2πrd其中，A为底瓦面积，d为转子轴颈直径，r为轴承座半径。
3.底瓦面积计算实例以某型号卧式水轮机为例，转子轴颈直径d=300mm，轴承座半径r=150mm。
将参数代入公式，得到：A = (π×300)/4 + 2π×150 ≈ 70650 mm因此，该卧式水轮机底瓦面积约为70650毫米平方。
三、底瓦面积计算在卧式水轮机维护与改进中的应用1.底瓦面积计算有助于选型合适的轴承。
在设计和选型时，根据底瓦面积计算结果，可以选择合适的轴承型号，确保轴承具有足够的承载能力和稳定性。
2.底瓦面积计算有助于分析轴瓦磨损原因。
在实际运行过程中，通过对比底瓦面积计算值与实际测量值，可以判断轴瓦磨损是否与底瓦面积不足有关，从而采取相应的维修措施。
3.底瓦面积计算有助于优化水轮机结构。
在改进水轮机设计时，可以根据计算结果调整底瓦尺寸，以提高水轮机的运行性能和使用寿命。
四、总结卧式水轮机底瓦面积计算是水轮机设计、维护和改进的重要环节。
合理计算底瓦面积，可以确保水轮机稳定运行，减轻轴瓦磨损，延长设备使用寿命。
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（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1n =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'1062.5n =代入上式得：973.3/min n r ==选用与之接近而偏大的标准同步转速1000/min n r =。
2、 工作范围的验算在选定的1 1.00D m =、1000/min n r =的情况下，水轮机的'1max Q 和各种特征水头下相应的'1n 值分别为：'31max 3232221125000.3790.38/9.8112400.9049.81rrN Q m s D H η===<⨯⨯⨯/ 则水轮机的最大引用流量max Q 为：'23max 1max 1= 1.0/s Q Q D ⨯对'1n 值：在设计水头240r H m =时'164.5/min r n r === 在最大水头max 245H m =时'1min 63.9/min n r === 在最小水头min 235H m =时'1max 65.2/min n r === 在HL120型水轮机的模型综合特性曲线图上，分别画出'1max 379/,Q L s ='1min 63.9/min n r =和'1m 65.2/min ax n r =的直线，如图所示。
可以看出这些直线所标出的水轮机相似工作范围（阴影部分）基本上包括了特性曲线的高效率区，所以对选定的直径1 1.00D m =、1000/min n r =还是比较满意的。
但还需和HL100方案作比较。
3、 水轮机吸出高s H 的计算有水轮机的设计工况（'164.5/min r n r =，'1max 379Q =）在图上可查得相应的汽蚀系数0.064σ=；由设计水头240r H m =，在2-16图上查得0.009σ∆=，则可求得水轮机的吸出高为：203010.0()10.0(0.0640.009)2409.810900900s H H m m σσ∇=--+∆=--+⨯=->-HL100--40型水轮机方案主要参数的计算1、转轮直径的计算13'219.81rrN D Q H η=式中：'3112500;240;305/0.305/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=86.5%M η，由此可初步假定水轮机在该工况的效率为88.9%将以上各值代入上式得132125001.129.810.3052400.889D m ==⨯⨯⨯/选用与之接近而偏大的标准直径1 1.2D 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10.4M 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(10.93993.9%=--== 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 10.9390.9050.010.024M ηηηε∆=--=--=由此求出水轮机在限制工况的效率为：0.8650.0240.889M ηηη=+∆=+=（与原来假定的数值相同）3、 转速的计算1n =式中'''10101M n n n =+∆有附表一查得在最优工况下的'1061.5/min M n r =，同时由于'1'10110.0190.03M n n n ∆====<所以'1n ∆可以忽略不计，则以'1061.5n =代入上式得：798.1/min 1.2n r ==选用与之接近而偏大的标准同步转速1000/min n r =。
4、 工作范围的验算在选定的1 1.2D m =、1000/min n r =的情况下，水轮机的'1max Q 和各种特征水头下相应的'1n 值分别为：'31max 3232221125000.2680.305/9.81 1.22400.8899.81rrN Q m s D H η===<⨯⨯⨯/ 则水轮机的最大引用流量max Q 为：'223max 1max 1==0.268 1.2240=5.98m /s r Q Q D H ⨯⨯对'1n 值：在设计水头240r H m =时'111000 1.277.5/min 240r r nD n r H ⨯=== 在最大水头max 245H m =时'11min max 1000 1.276.7/min 245nD n r H ⨯=== 在最小水头min 235H m =时'11max min 1000 1.278.3/min 235nD n r H ⨯=== 在HL100型水轮机的模型综合特性曲线图上，分别画出'1max 268/,Q L s ='1min 76.7/min n r =和'1m 78.3/min ax n r =的直线，如图所示。
可以看出这些直线所标出的水轮机相似工作范围（阴影部分）基本上包括了特性曲线的高效率区，所以对选定的直径1 1.2D m =、1000/min n r =还是比较满意的。
但还需和HL120方案作比较。
5、 水轮机吸出高s H 的计算有水轮机的设计工况（'177.5/min r n r =，'1max 268Q =）在图上可查得相应的汽蚀系数0.042σ=由设计水头240r H m =，在2-16图上查得0.009σ∆=，则可求得水轮机的吸出高为：203010.0()10.0(0.0420.009)240 4.510900900s H H m m σσ∇=--+∆=--+⨯=->-水轮机方案的分析比较为了方便比较，现将两种方案的有关参数列于下表中从上表中看出，两种不同的机型方案在同样水头下同时满足额定出力的情况，HL120与HL100相比较来看，HL100 它具有效率高工作范围好、汽蚀系数小等优点，这可以提高水电站的年发电量和减小厂房的开挖量。
而HL120的优点仅表现在水轮机有较小的转轮直径，可以选用较小尺寸的发电机节省水电站投资。
由此可选择HL100型水轮机。
HL100—40型水轮机运转特性曲线的绘制1、 基本资料 转轮的型式HL100-40转轮的直径和转速 1 1.2D m =、额定转速800/min n r = 特征水头max 245H m =、240r H m =、min 235H m =水轮机的额定出力12500r N kW =水轮机安装处的海拔高程 2030m ∇= 2、等效率曲线的计算由于水电站的水头变化范围较小，现取4个水头，即max 245H m =、243H m =、240r H m =、min 235H m =，按以上所述方法及例题中有关的数据，列表分别进行计算，3、等吸出高曲线的计算也按前面的方法和题目中有关的数据列表以不同的水头分别计算。
2、绘制水轮机运转特性曲线由表中的数据可绘制出水轮机的工作特性曲线。