水轮发电机组选型设计_毕业设计
水轮机的毕业设计
水轮机的毕业设计水轮机的毕业设计一、引言水轮机是一种利用水流动能转化为机械能的装置，广泛应用于水电站、水泵站等工程中。
作为水利工程专业的学生，我对水轮机的设计和运行原理有着浓厚的兴趣。
在即将毕业的时刻，我决定选择水轮机作为我的毕业设计课题，以深入研究其设计和性能优化。
二、设计目标在开始设计之前，我首先明确了我的设计目标。
我希望设计一个高效、可靠且具有较高输出功率的水轮机。
同时，我也希望通过设计过程中的实践操作，加深对水轮机原理的理解，并提高自己的设计能力。
三、设计流程1. 研究水轮机原理：在开始设计之前，我深入研究了水轮机的原理和工作方式。
我学习了水轮机的分类、水轮机叶片的形状和布置、水轮机的工作过程等方面的知识。
2. 确定设计参数：根据实际情况和设计要求，我确定了水轮机的设计参数，包括水轮机的装机容量、转速、进口流量等。
同时，我也考虑了水轮机的安装环境和使用条件，以确保设计的可行性。
3. 进行水轮机叶片设计：水轮机叶片是水轮机的核心部件，对水轮机的性能有着重要影响。
我使用计算机辅助设计软件进行叶片的设计，通过调整叶片的形状和布置，以提高水轮机的效率和输出功率。
4. 进行水轮机模型制作：为了验证设计的可行性，我使用3D打印技术制作了水轮机的模型。
通过对模型的实际测试，我可以评估设计的准确性和性能优化的效果。
5. 进行性能测试和优化：在制作完成水轮机模型后，我进行了一系列的性能测试。
通过测量水轮机的输出功率、效率和流量特性等参数，我可以评估设计的优劣，并进行必要的优化调整。
四、设计结果经过一段时间的努力，我成功地完成了水轮机的毕业设计。
我的设计结果表明，我设计的水轮机在装机容量、转速和效率等方面都达到了预期目标。
与此同时，我还发现了一些可以进一步优化的地方，以提高水轮机的性能。
五、结论与展望通过这次毕业设计，我对水轮机的设计和性能优化有了更深入的了解。
我不仅学到了理论知识，还通过实践操作提高了自己的设计能力。
(一)水电站水轮机选型设计方法及案例
水电站水轮机选型设计总体思路和基本方法水轮机选型是水电站设计中的一项重要任务。
水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的动能经济指标及运行稳定性、可靠性都有重要的影响。
水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式、动能参数、水工建筑物的布置等，并考虑国内外已经生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选若干个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。
一 已知参数1 电站规模：总装机容量：32.6MW 。
2 电站海拔：水轮机安装高程：▽=850m3 水轮机工作水头：max H =8.18m ，min H =8.3m ，r H =14.5m 。
二 机组台数的选择对于一个确定了总装机容量的水电站，机组台数的多少将直接影响到电厂的动能经济指标与运行的灵活性、可靠性，还将影响到电厂建设的投资等。
因此，确定机组台数时，必须考虑以下有关因素，经过充分的技术经济论证。
1机组台数对工程建设费用的影响。
2机组台数对电站运行效率的影响。
3机组台数对电厂运行维护的影响。
4机组台数对设备制造、运输及安装的影响。
5机组台数对电力系统的影响。
6机组台数对电厂主接线的影响。
综合以上几种因素，兼顾电站运行的可靠性和设备运输安装的因素，本电站选定机组为：4×8.15MW 。
三 水轮机型号选择 1 水轮机比转速s n 的选择水轮机的比转速s n 包括了水轮机的转速、出力与水头三个基本工作参数，它综合地反映了水轮机的特征，正确的选择水轮机的比转速，可以保证所选择的水轮机在实际运行中有良好的能量指标与空化性能。
各类水轮机的比转速不仅与水轮机的型式与结构有关，也与设计、制造的水平以及通流部件的材质等因素有关。
目前，世界各国根据各自的实际水平，划定了各类水轮机的比转速的界限与范围，并根据已生产的水轮机转轮的参数，用数理统计法得出了关于水轮机比转速的统计曲线或经验公式。
当已知水电站的水头时，可以用这些曲线或公式选择水轮机的比转速。
水轮机选型毕业设计
水轮机选型毕业设计【篇一：水轮机毕业设计毕业论文】摘要本次毕业设计的主要内容是对越南dongnai5电站水轮机进行结构设计。
设计主要途径是在给定dongnai5电站水轮机型号和转轮标称直径等基本参数的前提下，通过查阅相关资料进行结构设计。
以cad软件为平台，绘制总装配图、导水机构装配图、导叶布置图和控制环零件图。
关键词：dongnai5电站，水轮机结构，cadabstractthe main contents of this graduation adsign are the vietnam dongnai5 hydropower plant hydraulic turbine structural design.the main way of design is with the basic paramrters of dongnai5 hydropower plant model and runner nominal diameter and accessing relevant information for the structural design.drew general assembly drawings, water guide mechanism assembly drawing,guide vane arrangement drawing and control loop parts drawing.key words:dongnai5 hydropower plant, structure of hydraulic turbine, cadi目录前言 (1)概述 (1)设计内容与要求 (2)1 越南dongnai5电站基本资料 (3)2 轴面流道图 (4)3 水轮机真机运转特性曲线 (6)3.1 等效率线的绘制 (6)3.2 等开度线的绘制 (10)3.3 真机运转特性曲线的绘制 (12)4 埋入部件结构设计 (13)4.1 座环 (13)4.1.1 结构型式 (13)4.1.2 尺寸系列 (13)4.3 尾水管里衬 (14)5 导水机构结构设计 (16)5.1 导水机构总体结构设计 (16)5.2 导叶布置图的绘制 (16)5.2.1 导叶翼型的确定 (16)5.2.2 导叶开度的确定 (18)5.2.3 导叶布置图以及相关曲线的绘制 (19)5.3 导叶装置结构设计 (20)5.3.1 导叶的结构 (20)5.3.2 导叶轴套结构 (21)5.3.3 导叶轴颈的密封 (23)5.3.4 导叶的止推装置 (24)5.3.5 导叶套筒结构 (25)5.4 导叶传动机构设计 .. (26)5.4.1 导叶臂 (26)5.4.2 连接板 (27)5.4.3 叉头 (28)5.4.4 连接螺杆 (29)5.4.5 分半键 (29)5.4.6 剪断销 (30)5.4.7 叉头销 (31)5.4.8 端盖 (32)5.5 导水机构环形部件结构设计 (32)5.5.1 底环 (33)5.5.2 控制环 (33)5.5.3 顶盖 (36)6 转动部件结构设计 (37)6.1 转轮结构 (37)6.2 泄水锥 (37)6.3 止漏装置 (38)6.4 主轴结构设计 (39)7 轴承、主轴密封及其它部件设计 (42)7.1 轴承 (42)7.3 补气装置 (43)7.4 其他部件设计 (44)结论、讨论和建议 (46)致谢 (47)参考文献 (48)iii前言概述电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量,水力发电是电力工业的一个门类。
水轮机毕业设计指导书
水轮机毕业设计指导书——水轮机与发电机的选择笫一节水能资料(本设计略)根据设计任务书，列出水能设计计算和规划给出的以下特征值：多年平均流量；水电站水库调节类型；水电站类型与厂房型式；水电站特征水头；水电站装机容量；水电站设计保证率；水电站保证出力；多年平均发电量；年利用小时数；电力系统设计水平年最大负荷；引水系统的引水方式；水电站下游水位与流量关系曲线。
在得到上述资料后，需要对资料进行适当的校核；其中重点是校核水电站特征水头。
笫二节机组台数与机型的选择一、机组台数的选择1．台数与投资的关系台数多，单机容量小，小机组单位千瓦造价高，同时，相应的主阀、调速器、附属设备及电气设备的套数增加，投资亦增加。
一般情况下，台数多对成本和投资不利。
2．台数对运行效率的影响机组台数多，可以灵活改变机组运行方式，调整机组负荷，避开低效率区运行，以使电站保持较高的平均效率。
机组类型不同，台数对电厂平均效率的影响就不同。
轴流转桨式水轮机，由于单机的效率曲线平缓且高效区宽，台数多少对电厂的平均效率影响不明显；而混流式、轴流定桨式水轮机其效率曲线较陡，当出力变化时，效率变化较剧烈，适当增加台数可明显改善电厂运行的平均效率。
3．台数与运行维护的关系台数多，运行方式灵活机动，事故停机影响小，单机检修易于安排，但对全厂检修麻烦；同时，台数多，机组开、停机操作频繁，事故的次数可能增加。
4．台数与其他因素的关系4．1 台数与电网的关系对于区域电网的单机：装机容量较小≯15%系统最大负荷（不为主导电站）；装机容量较大≯10%系统容量(系统事故备用容量)，因而，单机容量与台数选取不受限制。
4．2台数与保证出力的关系根据设计规范要求，机组单机容量应以水轮机单机运行时其出力在机组的稳定运行区域范围内确定为原则。
不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域如表1。
表1 不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域对中小型水电站，一般选择2～4台；保证在水头低于额定水头时，机组受阻容量尽量小；在可能的情况下尽量选用单机容量较大的水轮机，以降低设备造价。
轴流式水轮机毕业设计
轴流式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书河海大学水电学院动力系二○○六年三月轴流式水轮机毕业设计任务书一、设计内容根据原始资料，对指定电站、指定原始参数进行机电部分的初步设计，包括：轴流式水轮机的选型、发电机选型，调保计算及调速设备选择，混流式水轮发电机组的辅助设备系统设计，电气一次部分设计。
二、时间安排（供参考）1、轴流式水轮机的选型、发电机选型 5.5周2、调保计算及调速设备选择0.5周3、辅机系统2周5、电气部分2周6、整理成果1周7、评阅答辩1周8、机动0.5 周总计12.5周三、成果要求1、设计说明书：说明设计思想，方案比较及最终结果，并附有必要的图表。
2、设计计算书：设计计算过程，计算公式，参数选取的依据，计算结果。
3、图纸：主机成果图、水系统图、气水系统图、电气主结线图，共5-6张（含CAD设计图），规格1号图。
轴流式水轮机毕业设计基本资料富春江水电站位于浙江北部钱塘江上游富春江上，造成后接入华东电网向金华等地供电。
富春江水电站坝址选在七里垅峡口，上距新安江水电站约60公里，下距杭州市110余公里，，地理位置优越。
水库为日调节，总库容9.2亿立方米。
电站以发电为主，并可改善航运，发展灌溉及养殖事业等综合效益。
电站为河床式，公路从左岸进入厂房。
本电站下游特征洪水位如下：万年一遇洪水位▽15.6 (Q=43100米3/秒)千年一遇洪水位▽14.6 (Q=29400米3/秒)本地区年平均气温为16.0℃,实测最高气温为40.5℃,雨日约175天,以五月份为最集中.本电站建成后将承担峰荷,也承担部分基荷,有调相任务,本电站将在120公里外的金华变电所接入系统(电力系统结线见附图)并向七里垅镇供电2-3万千瓦。
参考文献一、水轮机 刘大恺主编 二、水轮机设节 沈祖诒主编三、水力机组辅助设备 范华秀主编 四、水电站电气部分 季一峰主编五、水电站动力设备设计手册 络如蕴主编 六、水轮机设计手册 哈尔滨大电机研究所主编 七、水电站的水轮机设备 （苏）莫洛仁夫主编 八、发电厂（下册） 华中工学院主编九、发电厂变电所电气设备 湖南省电力学校主编十、电力工程设计手册（第一册） 西北、东北电力设计院主编 十一、电力工程设计手册（第二册） 西北、东北电力设计院主编 十二、水电站机设计技术规程十三、电力系统规划设计手册（影印摘编本） 十四、电力工程 西安交通大学主编十五、水力机械 华东水利学院编 中国戒严出版社1961年版 十六、水电站机电设计手册 电工一次 水利电力出版社 十七、水电冲机电设计手册 水力机械 水利电力出版社轴流式水轮机毕业设计指示书第一节 轴流式水轮发电机组选型设计一、选型设计要求根据给定的电站资料，选择水轮发电机及其附属设备。
水轮发电机组系统毕业设计
水轮发电机组系统设计目录第一章.水轮发电机组选型 (3)第一节水轮机机组台数及型号选择 (3)原始资料 (3)机组台数的选择 (3)机组型号的选择 (3)第二节水轮机基本参数的计算 (4)方案一 (4)方案二 (9)方案三 (13)方案四 (17)方案五 (21)方案六 (25)第三节最优方案的选择与比较 (29)六种方案比较表 (29)水力机械部分 (31)水轮发电机比较 (32)方案经济比较 (34)最优方案的选择 (35)第四节配套发电机的选择 (37)水轮发电机尺寸参数的计算 (37)水轮发电机外形尺寸计算 (38)水轮发电机轴向尺寸计算 (39)水轮发电机重量计算 (40)第五节尾水管的选择与计算 (42)蜗壳 (42)尾水管选择计算 (56)第二章调速设备的选择 (46)第一节调速器的选择原则 (56)第二节调速器工作容量的选择计算 (56)第三节调速器选择 (47)第四节油压装置选择计算 (48)第三章辅助设备设计 (49)第一节主阀的选择 (49)进水阀形式的选择 (49)第二节油系统设计 (51)供油对象及其油量计算 (51)第三节压缩气系统设计 (55)供气对象 (55)供气方式 (55)高压气系统的设备选择 (56)低压气系统设备选择 (56)第四节供排水系统设计 (60)技术供水系统 (60)排水系统设计 (62)第四章水电厂房的布置设计 (66)第一节厂房长度的计算 (66)第二节厂房宽度的计算 (67)第三节厂房各高程的计算 (68)第五章结语 (70)参考资料及文献 (71)第一章.水轮发电机组选型第一节：水轮机机组台数及型号的选择1.1.1 原始资料最大水头=58m，平均水头=55m，设计水头=54m，最小水头=52m,电站总装机容量22万kW，年利用小时数4500h，保证出力6.5万kW。
电站建成后将承担峰荷部分基荷，本电站有调相任务。
1.1.2 机组台数的选择我国的建成的中型水电站一般采用4-6台机，为保证运行的可靠性和灵活性，保障电站的经济运行及考虑机组台数对电站各方面的影响，暂选机组台数为四台和五台。
毕业设计水电站的水轮机设计
毕业设计水电站的水轮机设计一、引言水轮机是一种将水流能转化为机械能的装置，广泛运用于水电站等发电场所。
本文旨在对毕业设计中的水轮机进行设计和分析，并对其性能进行评估。
二、设计原则在水轮机设计过程中，应考虑以下几个方面的原则：1.效率原则：水轮机的设计应追求最大化效率，以充分利用水流能。
2.可靠性原则：设计的水轮机应具备良好的可靠性，以确保长期稳定运行。
3.经济性原则：设计应尽量降低成本，提高生产效益。
三、设计步骤以下是进行水轮机设计的基本步骤：1.流量计算：根据就地条件和需求，计算水轮机所需的水流量。
2.水头计算：确定水轮机所处的有效水头，包括高度、压力等。
3.效率计算：根据水头和水流量，计算水轮机的理论效率。
4.选择类型：根据水头和流量要求，选择适合的水轮机类型，如分流式、混流式等。
5.尺寸设计：根据选择的水轮机类型，确定几何尺寸，包括叶轮直径、叶片数目等。
6.材料选择：选择适当的材料，以确保水轮机的结构强度和使用寿命。
7.制造和安装：根据设计图纸，制造和安装水轮机。
8.性能评估：对水轮机的性能进行评估，包括效率、功率输出等。
四、设计要点以下是进行水轮机设计时需要注意的要点：1.运行稳定性：设计时应考虑水轮机的运行稳定性，避免产生过大振动和噪音。
2.叶轮形状：叶轮的形状会影响水轮机的效率，应根据流体力学原理选择合适的形状。
3.叶轮材料：叶轮需要具备耐腐蚀和高强度的特性，常用材料有铸铁、不锈钢等。
4.沉砂措施：设计时应考虑沉砂措施，以防止沙砾进入水轮机破坏叶轮和导叶。
五、结论水轮机的设计是毕业设计中一个重要的环节，本文介绍了水轮机设计的基本原则和步骤，并指出了设计中需要注意的要点。
通过合理的设计和选材，可以使水轮机达到较高的效率和可靠性，提高水电站的发电效益。
同时，也提醒设计者要考虑环保和可持续性等因素。
希望本文对水轮机设计有所启发，并对毕业设计有所帮助。
河北工程大学水轮机选型毕业设计及solidworks建立转轮模型
任务书设计原始资料一、电站地理位置：位于华北地区。
电站所在地海拔高程约800 m 。
二、枢纽任务：发电为主。
三、总装机容量：P总=2500MW 保证出力：500MW四、水轮机工作水头最大水头Hmax=100m 平均水头Hav=90m设计水头Hr=94m 最小水头Hmin80.0任务与要求一．水轮机部分⒈水轮机型号选择。
⒉应用主要综合特性曲线初步拟订待选方案。
⒊通过初步分析比较淘汰明显不合理的方案，保留两个较好方案精选。
⒋精选过程进行两个方案的动能经济比较。
绘制运行特性曲线，进行机电设备的投资估算及土建工程比较5．确定最佳方案。
并对其进行如下计算：⑴水轮机飞逸转速；⑵轴向力；⑶导叶高程，导叶最大及最优开度；⑷蜗壳水力计算及单线图；⑸尾水管型式选择及单线图和主要剖面图的绘制；⑹对水轮机结构的特殊要求。
二、绘制水轮机的运转综合特性曲线；对发电机的型号进行选择；三、进行蜗壳，尾水管的水力计算；四、利用Solidworks建立转轮的几何模型。
五、计算书和说明书⒈分别编写设计计算书和设计说明书各一分。
⒉计算书要求计算准确，层次清晰，公式和系数选择要求正确合理并标明依据。
⒊说明书要论证充分正确，结论清楚。
书写字迹工整。
，⒋图纸要符合标准，要求选择一张用计算机绘制。
⒌说明书附英文标题与摘要。
摘要本设计着重阐述了水轮机型号的选择，电机型号的选择，及利用Solidworks建立几何模型。
水轮机选型设计部分：依据原始资料初步确定机组的台数和机型，从而形成了四种设计方案，然后对四种方案的技术参数进行计算和比较，精选出两种方案作为备选方案；同过绘制两个方案的综合运转特性曲线和等吸出高度线，进行比较后确定一个方案作为设计的最终方案，然后，算出所确定方案的蜗壳和尾水管参数。
第三部分是确定电站发电机的型号，经过第一部分的数据计算发电机各个参数，由所计算的参数进行选型。
第四部分是利用Solidworks建立几何模型。
关键词：水轮机，蜗壳，尾水管，发电机，Solidworks,几何模型。
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158.7 0.34~
A244
5
0.41
JK503 26
35 135 903 90.8 1800 87 0.63 10
340
0.87
ZZ500 18~30 46 128 0.98 89.5 1.65 86.7 0.585 3
352
0.87
1.1.2、拟订机组台数并确定单机容量
因为设计电站是无调节电站，所以工作容量等于保证出力 Nb 35MW
选用混流式机组的单机容量不得超过 35 77.8MW 0.45
选用轴流式机组的单机容量不得超过 35 100MW 0.35
确定机组台数 4 台和 5 台 方案列表如下：
水轮机组选型及台数汇总表
1
2 水电站主辅机设备选型设计
台数
4
5
转轮型号
HL260/A244 JK503 ZZ500 HL260/A244 JK503 ZZ500
3
4 水电站主辅机设备选型设计
rmax 1 (1m0 )5
D1m D1
1 (1 0.917)5
0.35 6.4
0.954
效率修正值： rmax m0 0.954 0.917 0.037
4、平均效率 的计算
Hmin ：取 Hmin 下 n11max 83.（ 8 r / min）与出力限制线的交点的效率mH min 0.876
4
4
5、转轮直径 D1 的校核
用r 0.912 对原先计算的 D1 进行校核
D1
Pr
9.81Q110
H
1.5
r
51020 9.811.29 23.31.5
偏小，难于保证设计水头下发生额定出力；若取 6.5m 又太大，不经济。本机组属于大
型水轮机，故取非标准值 D1 6.4m 。 2、转速 n 的计算
由 HL260/ A244转轮技术资料提供查得 n110 80r / min
n n110 Hav 80 23.3 60.34r / min
D1
6.4
转轮型 推荐 模型
最优工况
限制工况
号
使用 水头 H(m)
转轮 直径
D1
cm
n10 Q10
0
r/mi n
m3 / s
%
Q10
0
m3 / s %
模型 单位飞逸 水推
试验 转速
水头
n1R
力系 数K
H(m) (r/min)
HL260/ 35~60 35 80 1.08 91.7 1.27 86.5 0.15 3
真机的效率H min mH min 0.876 0.037 0.913
Hmax 、 Hr 、 H av 是以发电机出力为限制，采用逼近法找到单位流量和相应的效率。
逼近法见下表：
水头 (m)
流量 (m3 / s)
模型效率 (%)
真机效率 (%)
出力 (kW)
25.6
1.2
89
92.7
57896
93.7
50814
23.3
1.22
89.6
93.3
51440
23.3
1.21
89.8
93.5
51128
23.3
1.205
89.9
由逼近法表格知：
93.6
50971
Hmax ：H max 0.951 H r 、 H av ：Hr Hav 0.936 则平均效率为：
H min H max Hav Hr 0.913 0.951 0.936 0.936 0.934
2%，则设计工况原型水轮机效率 m 0.875 0.02 0.895 。
故水轮机转轮直径为：
D1
Pr
9.81Q110
H
1.5
r
51020 9.811.29 23.31.5
0.895
6.3（ 3 m）
我国规定的转轮直径系列，计算值处于标准值 6.0 ~ 6.5m m 之间，考虑到取 6.0m
25.6
1
90.9
94.6
49236
25.6
1.1
91.2
94.9
54331
25.6
1.05
91.7
95.4
52135
25.61.039来自.495.150981
25.6
1.035
91.5
95.2
51282
水头 (m)
流量 (m3 / s)
模型效率 (%)
真机效率 (%)
出力 (kW)
23.3
1.2
90
（2）轴流式水轮机 ns 较高，具有较大的过流能力，轴流转桨式水轮机可在协联 方式下运行，在水头、负荷变化时可实现高效率运行
根据表本电站水头变化范围 H 22.8 ~ 25.6m 查《水电站机电设计手册—水力机械》
选择适合的水轮机有 HL260/ A244、 JK503和 ZZ500 。三个水轮机参数如下：
单机容量（MW)
50
50
50
40
40
40
1.2、水轮机方案比较
1.2.1、方案Ⅱ、 450MW HL260/ A244
1、计算转轮直径
水轮机的额定出力为：
Pr
NG G
50000 98%
51020 kW
取最优单位转速 n110 80r/ min 与出力限制线的交点的单位流量为设计工况点单
位 流 量 ， 则 Q110 1.2（ 9 m3 / s）, 对 应 的 模 型 效 率 m 0.875 ， 暂 取 效 率 修 正 值
混流式水轮机的比转速 ns :
ns
2000 H
20
2000 20 394（m kW） 23.3
轴流式水轮机的比转速 ns :
ns
2300 H
2300 477 (m kW) 23.3
根据原始资料，适合此水头范围的水轮机类型有轴流式和混流式。
轴流式和混流式水轮机优点：
（1）混流式结构紧凑，运行可靠，效率高，能适应很宽的水头范围，是目前应用 最广泛的水轮机之一。
第 1 章 水轮发电机组选型设计 1
水轮发电机组选型设计
第 1 章 水轮发电机组选型设计
1.1、机组台数及型号选择
1.1.1、水轮机型式的选择
已知参数
Hmax 25.6 , Hmin 22.8 , Hav 23.3 , N 200MW 保证出力： Nb 35MW ，利用小时数： 2225h 取设计水头 Hr Hav 23.3 按我国水轮机的型谱推荐的设计水头与比转速的关系，
转速计算值介于同步转速 60r / min ~ 62.5r / min 之间，
当取 60r / min 时，运行区域如下图：
2
第 1 章 水轮发电机组选型设计 3
当取 62.5r / min 时，运行区域如下图：
根据 HL260/ A244模型转轮综合特性曲线，取 62.5r / min 时水轮机的实际 运行范围刚好，取 60r / min 时有些偏离高效率中心区域，故取水轮机的转速 n 62.5r / min 。 3、效率 r 的计算：