调压井课程设计报告

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水电站课程设计

计算书

目录

一、设计课题3

二、设计资料及要求3

1、设计资料见《课程设计指导书、任务书》3

2、设计要求3

三、调压井稳定断面的计算4

1、引水道的水头损失计算4

（1）局部水头损失计算4

（2）沿程水头损失计算5

2、引水道的等效断面面积计算7

3、调压井稳定断面计算8

四、调压井水位波动计算8

1、最高涌波水位计算8

1）、当丢弃负荷：30000~0KW时，采用数解法8 2）、当丢弃负荷为45000~15000时，采用图解法：9

2、最低涌波水位12

1)丢弃负荷度为30000——0KW时（数解法）12

2）增加负荷度为30000----45000KW时（两种方法）13

五．调节保证计算16

1、检验正常工作情况下的水击压力16

2、检验相对转速升高是否满足规要求18

六、参考文献18

七、附图:19

附图1:丢弃负荷时调压井水位波动图19

附图2:增加负荷时调压井水位波动图19

一、设计课题：水电站有压引水系统水力计算。

二、设计资料及要求

1、设计资料见《课程设计指导书、任务书》；

2、设计要求：

（1）对整个引水系统进行水头损失计算；

（2）进行调压井水力计算求稳定断面；

（3）确定调压井波动振幅，包括最高涌波水位和最低涌波水位；

（4）进行机组调节保证计算，检验正常工作状况下水击压力、转速相对值升高是否满足规要求。

三、调压井稳定断面的计算 1、引水道的水头损失计算 （1）局部水头损失计算表

局部水头损失采用如下公式计算：

2

22

2g 2g h Q ξ

υξω==局局局

表1局部水头损失计算表

本表计算中Q=102m 3/s ，g=9.8m/s 2

（2）沿程水头损失h 程计算表

沿程水头损失采用如下公式计算：

22423

n l h Q R ω=程

表2 沿程水头损失计算表

其中 栏1、2、3、4、5、6、7的流量Q 为102m 3/s ，根据压力管道相关参数表得7栏

的流量

为

96.9,；8栏的流量为64.6,； 9、10、11栏流量为32.3

查规和资料得到糙率n ，进水口取0.013，隧洞取最小值0.012，压力管道取最大值0.013

调压井前引水道的水头损失

¨415.1037.0011.0815.0022.0013.0007.0203.0307.0m h h h w =+++++++=+=）（）（程局压力

管道的水头损失（压力管道长度为113.3m,较长不计局部水头损失）

h 0.1090.0400.0040.0030.0560.2120h T ω==++++=程

整个引水系统的水头损失m 627.1415.1212.0h =+=+=∑ωh h f

2、引水道的等效断面面积计算

∑=

i

i

f

L L f

其中L 为调压井前引水道的长度

L=拦污栅长度+喇叭口进口段长度+闸门井段长度+渐变段长度+（D=5.5M 洞段长度）

+锥形洞段长度+调压井前管段长度 =4.1+6.0+5.6+10.0+469.6+5.0+10.98 =511.28m

计算表

引水道的等效断面面

积：

L f L i f i

=

∑511.2823.80821.475==m 2

L f i

3、调压井稳定断面计算

为使求得的稳定断面满足各种运行工况的要求，上游取死水位，下游取正常尾水位情况计算

净水头H 0=上游死水位—下游正常尾水位=1082.0－1028.5=53.5m

0013wT w h h H H --=

w h ：引水道水头损失，大小为1.415

h wT0：压力管道沿程水头损失，大小为0.212m

0013wT w h h H H --==53.5-1.415-3×0.212=51.449m

当三台机组满出力时，保证波动稳定所需的最小断面：F =k 21

Lf

gaH

其中K 的取值为1.0~1.1，α为引水道总阻力系数 D=5.5m 102

4.284m /23.808

Q s f υ=

== α=2h w υ=1.4150.07724.284

= 取k=1.0则保证稳定所需要的最小断面为：

511.2823.8082

1.0156.4629.80.07751.499F m ⨯=⨯=⨯⨯⨯

14.11D m =

=

=

四、调压井水位波动计算

1、最高涌波水位计算

（1）当丢弃负荷：30000~0kw 时，采用数解法

当上游为校核洪水位1097.35m ，下游为相应的尾水位1041.32m ，电站丢弃两

台机时，若丢荷幅度为30000——0KW ，则流量为63.6——0m 3/s ，用数解法计算。

02

2w gFh Lfv =

λ

L---------------------为引水道的长度为511.28m f---------------------引水道等效断面面积 v 0------------------------------------------引水道水流流速v 0=A

Q =

67.2808

.230

.63=m/s F---------------------调压井稳定断面为156.46m 2

0h ω-------------------引水道水头损失（0h ω=程局h h +）

g---------------------取9.8m/s 2

=局h (1.63+5.76+17.72+4.47+6.33+13.24)×10-6

×63.6×63.6=0.20m

程h =(4522.659+7624.134+12603.390+543724.6+7423.154+21161.59) ×0.012×0.012×

63.6×63.6×10-6=0.348m

0h ω=程局h h +=0.20+0.348=0.548m

01.06

.51548.0h 00===λωX

查书本P150图10-4得max

0.10z

λ

=，

则max Z =0.10╳51.6+1097.35=1112.51m

（2）当丢弃负荷为45000~15000kw 时，采用图解法：

当上游为校核洪水位1097.35m ，下游为相应的尾水位1041.32m ，电站丢弃两台机组时，若丢荷幅度为45000——15000KW ，则流量为96.5——31.0m 3/s 。利用图解法求解

1、以横轴表示引水道流速v ，以圆点向左为正（水流向调压室），向右为负；以

6

.51548

.046.1568.9267.2808.2328.51122

020

=⨯⨯⨯⨯⨯==w gFh Lfv λ