《水轮机》考试卷E(答案).doc3

三、名词解释

1、GT 800－WP －410

答：贯流转桨式水轮机，转轮型号800，卧轴灯泡式，转轮标称直径为410cm 。

2、HL220—LJ —250

答：混流式水轮机，转轮型号220，立轴金属蜗壳，转轮标称直径为250cm 。

3、蜗壳最大包角

答：指蜗壳的进口断面到蜗壳的鼻端所围角度。

4、水轮机比转速

答：水轮机在水头为1m ，出力为1KW 时所具有的转速。

5、空蚀

答：当流道中水流局部压力下降到临界压力（一般接近汽化压力）时，水中气核成长为气泡，气泡的聚积、流动、分裂、溃灭现象的总称。

6、单位流量

答：水轮机转轮标称直径为1m ，有效水头为1m 时所具有的流量。

四、问答题（共31分）

1、常用的补气方式有哪些？其各适用于什么情况？(6)

答：有自然补气和强迫补气两种方式。 当下游水位变化不大且吸出高度为正值时，采用自然补气。当下游水位变化的幅度大且Hs<-5m 以上采用自然补气有困难时，采用射流泵或压缩空气进行强迫补气。

2、试述立式机组导轴承的作用是什么？紧急真空破坏阀的作用是什么？（6分）

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。

紧急真空破坏阀的作用：当机组在紧急停机时，由于水流惯性作用，会在转轮下形成很大的真空，会破坏机组的顶盖；并且水流反向倒流，产生反泵向力，引起机组抬机现象。为避免出现出述情况，在出现真空时补入空气，破坏其真空和水流倒流时起到缓冲消能的作用。

3、为什么说切击式水轮机适用于水头变化小而负荷变化大的电站？（6分）

答：从分析切击式水轮机的等效率曲线可知，切击式水轮机的效率沿横轴Q 11变化很缓，而沿纵轴n 11变化很大，这说明在转轮直径、转速为常数时，其效率受水头变化影响大，受流量变化影响小。所以说切击式水轮机适用于水头变化小而负荷变化大的电站。

4、计算D 1时，为什么采用限制工况11Q 的，而不用最优工况的110Q ？计算同步转速采用哪个水头？计算吸出高度H S 时，应计算哪两种工况下的吸出高度，最后选取哪个值作为结果？（8分）

答：计算D 1时，采用限制工况的单位流量计算的水轮机转轮直径较小，可降低转轮造价；其次，当水轮机工况发生改变时，水轮机运行工况会在接近于最优工况下运行，保证水

轮机在高效率区运行。

计算同步转速时采用的是加权平均水头。

计算吸出高度H S 时，应计算最大水头和设计水头两工况下的各吸出高度，最后选取小值作为计算结果。

5、什么是水斗式水轮机的排出高度d H ？d H 太大或太小，有何影响？ （5分） 答：水斗式水轮机的排出高度：竖轴冲击式为转轮节圆平面到设计尾水位的高度； 对横轴冲击式为转轮节圆直径最低点到设计尾水位的高度。

如果排出高度选择太大会导致利用水头变小，造能量浪费。如果选择太小会引起排气高度不足，严重会引机组振动；同时也会引起风阻增加，引起水轮机效率下降。

五、计算题（共16分） 32m ，选用HL240－LJ －120型水轮机,单机引用流量9.8 m 3/s ，模型气蚀系数σ=0.21，导叶相对高度0b =0.365，电站海拔高程122m ，下游最低尾水位118m ，求水轮机安装高程。（8分）

解：)(13.13221.03.1900

1090010m H K H s =⨯⨯--=--=σσ 本电站为4台机，由1台机额定流量Q=9.8 m 3/s 查上表得下游水位600.3 m

601.649(m)2/2.1365.013.13.6002

1

=⨯++=+

+=a s w a Z D b H Z Z 2、某混流水轮机D 1=2.5m ，H=35m 。已知模型试验数据：D 1M =0.46m ，H M =4m ，在效率最高时ｎM =300r/min,，Q M =0.32 m 3/s ，P M =11.0kW 。试求原型机在效率最高时的ｎ、Q 、P 和ηmax 。（8%）

解：计算模型的单位参数：

%6.874

32.081.91181.9)/(756.04

46.032.0min)/(69446.0300max 322

111111=⨯⨯======⨯==

m m m M m m m

m m m H Q P s m H D Q Q r H D n n η 原型机最高效率：%2.915.246.0%)6.871(1)1(155

11max max =--=--=D D m M ηη 单位参数修正：03.002.01876

.0912.01max max <=-=-M ηη，单位参数不需修正。

则：min)/(3.1635.23569111r D H n n =⨯== )/(95.27355.2756.0322111s m H D Q Q =⨯⨯== )(8752%2.913595.2781.981.9max kW QH P =⨯⨯⨯==η