水轮机课程设计
水轮机课程设计蜗壳设计
水轮机课程设计 蜗壳设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解水轮机蜗壳的基本结构及其在水力发电中的作用；2. 学生能够掌握蜗壳设计的基本原理，包括流速分布、水流角度和压力的计算；3. 学生能够了解并描述影响蜗壳效率的主要因素。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，进行蜗壳进出口直径、形状和长度的初步计算；2. 学生通过实际案例分析和模拟实验，培养解决蜗壳设计过程中遇到问题的能力；3. 学生能够运用CAD软件或其他绘图工具，绘制出符合技术要求的蜗壳结构图。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对水利工程学科的热爱和对水轮机蜗壳设计的兴趣；2. 学生在学习过程中，树立节能减排和可持续发展的观念，认识到蜗壳设计在环境保护和资源合理利用方面的重要性；3. 学生能够通过团队协作完成设计任务，培养沟通协调能力和集体荣誉感。
课程性质：本课程为应用实践性课程，结合理论知识和实际操作，提高学生的工程实践能力。
学生特点：学生为高中年级，具有一定的物理基础和数学计算能力，对工程设计和实践操作具有好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生主动参与，培养其解决问题的能力和创新思维。
通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在课程结束时能够达到预定的教学效果。
二、教学内容1. 引言：水轮机蜗壳的作用与结构简介，使学生了解蜗壳在水轮机中的重要性。
相关教材章节：第一章 水轮机概述2. 蜗壳设计原理：a. 流体力学基础，包括流速分布、水流角度和压力的计算；b. 蜗壳设计的基本参数及其相互关系；c. 影响蜗壳效率的因素。
相关教材章节：第二章 水轮机蜗壳设计原理3. 蜗壳设计计算：a. 蜗壳进出口直径、形状和长度的计算方法；b. 实际案例分析，以加深学生对蜗壳设计的理解；c. 模拟实验，锻炼学生解决实际问题的能力。
相关教材章节：第三章 蜗壳设计计算4. 蜗壳设计实践：a. 运用CAD软件或其他绘图工具进行蜗壳结构图的绘制；b. 团队协作完成蜗壳设计任务，培养学生的沟通协调能力；c. 针对设计方案进行评价和优化。
水轮机调节-课程设计-完整版【范本模板】
课程设计题目：《水轮机调节》水轮机调节保证计算以及调速设备选型学生姓名：学号：班级:专业：指导教师：年月题目《水轮机调节》水轮机调节保证计算以及调速设备选型学生姓名：学号：班级:所在院（系)：指导教师：完成日期:水轮机调节课程设计目录1 基本数据 (4)1。
1 基本资料 (4)1。
2 确定计算标准 (4)1。
3 确定计算工况 (5)1.4 计算确定有关参数 (5)1。
5 初选导叶直线关闭时间 (12)1.6 判断水击类型 (12)1.7 进行直线关闭时间水击计算 (13)1.8 计算最大转速上升率 (16)1。
9按最大水头计算蜗壳内的最大压力上升值 (19)1.10 综合比较选定 (21)2 调节设备选型 (22)2。
1调速器的计算 (22)2。
2 调速器选择 (22)2。
3主配压阀的选择 (24)2。
4油压装置的选择 (25)参考文献 (28)1 基本数据1。
1 基本资料F 水电站以发电为主.电站建成后并入系统运行，担负系统峰荷，并有调相任务.水电站设计保证率为96％;水能开发方式为有压引水方式，采用左岸地下式厂房方式。
总装机容量:560MW 特征水位：校核洪水位:390。
43m设计洪水位：389。
90m正常蓄水位（正常运行最高水位)：389.90m 死水位:388。
70m 水库调节特性：季调节水能规划参数：H max =78.9m ， H min =55。
07m ， H av =71.43m, H r =68m 压力钢管长度： 120m 水轮机型号：HL220-LJ —500水轮机额定参数：额定出力P=14500KW 额定转速min /4.136r n r = 飞逸转速min /28.236r n p = 吸出高度m H s 35.2-=设计流量s m Q p /60.2553=1。
2 确定计算标准在调整保证计算中,根据《水轮机自动调节》P220—221，压力升高和转速升高都不能超过允许值。
水轮机课程设计
水轮机课程设计(共20页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-目录第一章基本资料 (1)第二章机组台数与单机容量的选择 (2)第三章水轮机主要参数的选择与计算 (5)第四章水轮机运转特性曲线的绘制 (10)第五章蜗壳设计 (13)第六章尾水管设计 (17)第七章心得体会 (20)参考文献 (20)第一章基本资料基本设计资料黄河B水电站是紧接L水电站尾水的黄河上游的一个梯级水电站。
水库正常蓄水位2452 m，电站总装机容量4200 MW，额定水头 205 m。
经水能分析，该电站有关动能指标如表1所示：表1 动能指标第二章机组台数与单机容量的选择水电站的装机容量等于机组台数和单机容量的乘积。
根据已确定的装机容量，就可以拟定可能的机组台数方案，选择机组台数与单机容量时应遵循如下原则：机组台数与工程建设费用的关系在水电站的装机容量基本已经定下来的情况下，机组台数增多，单机容量减小。
通常小机组单位千瓦耗材多、造价高，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，整体设备费用高。
另外，机组台数多，厂房所占的平面尺寸也会增大。
一般情况下，台数多对成本和投资不利。
因此，较少的机组台数有利于降低工程建设费用机组台数与设备制造、运输、安装以及枢纽安装布置的关系单机容量大，可能会在制造、安装和运输方面增加一定的难度。
然而，有些大型或特大型水电站，由于受枢纽平面尺寸的限制，总希望单机容量制造得大些。
机组台数对水电站运行效率的影响水轮机在额定出力或者接近额定出力时，运行效率较高。
机组台数不同，水电站平均效率也不同。
机组台数较少，平均效率越低。
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，以是电站保持较高的平均效率。
但机组台数多到一定程度，再增加台数对水电站运行效率增加的效果就不显著。
当水电站在电力系统中担任基荷工作时，引用流量较固定，选择机组台数较少，可使水轮机在较长时间内以最大工况运行，使水电站保持较高的平均效率。
水轮机课程设计
水轮机课程设计
1.引言
水轮机是一种重要的水力发电设备，广泛应用于水电站和水能利用系统中。
本课程设计旨在帮助学生深入了解水轮机的工作原理、性能特点以及设计与选型过程。
2.学习目标
通过本课程设计，学生将达到以下目标：
理解水轮机的基本原理和工作方式；
掌握水轮机的性能参数和性能曲线的分析方法；
学会进行水轮机的选型和设计计算；
熟悉水轮机的运行与维护管理。
3.课程内容安排
第一章：水轮机概述
水轮机的定义和分类
水轮机的主要构成部分和工作原理
第二章：水轮机性能分析
水轮机的性能参数介绍
水轮机性能曲线的绘制与分析方法
第三章：水轮机选型与设计
水轮机的选型原则与方法
水轮机的设计计算步骤和方法
第四章：水轮机的运行与维护
水轮机的运行管理和性能监测
水轮机的维护与故障处理
4.教学方法
本课程设计将采用以下教学方法：
理论讲授：通过课堂讲解介绍水轮机的基本原理、性能分析方法和选型设计过程。
实践操作：学生将进行水轮机的选型和设计计算，并使用专业软件进行性能曲线的绘制和分析。
小组讨论：鼓励学生参与小组讨论，分享经验和解决问题。
5.考核方式
课程设计报告：学生需完成水轮机的选型和设计计算，并撰写课程设计报告。
学习笔记：学生需撰写学习笔记，记录课堂内容和思考。
6.参考资料
《水力发电工程手册》
《水轮机与泵类》（第四版），朱光勇主编
《水轮机》（第三版），王文明编著
以上是水轮机课程设计的一个简要安排，具体的教学内容和安排可以根据实际情况进行调整和补充。
希望对您有所帮助！。
水轮机课程设计
目录一、课程设计的目的和任务 1二、水轮机选型设计的基本要求 1三、水轮机的原始材资料 2四、水轮机简介 2五、水轮机的系列型谱 3六、水轮机的工作原理 4七、水轮机的设计步骤 6八、心得体会12 附：混流式水轮机运转综合特征曲线计算表出力限制线计算表水轮机运转特性曲线图_■课程设计的目的和任勢1、目的：通过水轮机的课程设计，将各种水轮机的性能参数整理并绘制成不同形式的曲线，它是与水轮机课程教学相辅助的一个理论学习的环节，也是课程教学中一个必不可少的环节。
通过水轮机课本章节的相关理论知识的学习后，再通过课程设计的环节以达到巩固和加强理论知识的目的，进一步培养学生独立思考、严谨工作的能力；此外，通过课程设计更进一步掌握造型、设计、参数等程序内容，提高了学生查阅资料和动手实践的能力。
2、课程设计的任务：通过所给的原始资料，根据要求明确水轮机的基本工作参数（包括水头H、流量Q、转速n、效率〃、岀力P、吸岀高度出、转轮直径D、水轮机型号、机组台数、装置方式等），整理并绘制成不同形式的曲线，即获得水轮机的特性曲线图。
二水轮机选型设计的基本要求＞有较好的能量特性，在额定水头下能保证发出额定出力•额定水头以下的机组受阻容量小,水电站全厂机组平均效率高。
＞性能要与水电站的整体运行方式和谐一致•运行稳定•可靠灵活。
有良好的抗空蚀和抗磨损性能,对多泥沙河流的电站更应如此。
＞结构设计合理,便于安装与操作.检修与维护。
＞选择生产实力强、制造技术水平高、合作信誉好的制造厂商。
＞考虑适度合理的经济节省原则。
三.水轮机的原始材资料＞电站形式：坝后式水电站。
＞总装机容量：650 MW ＞机组台数： 5台。
＞ 电站水头:Hmax= 93.3 m Hav=81.5 m Hr=70 m Hmin =四.水轮机简介水轮机是一种将河流中蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机，当 水流流过水轮机时，通过主轴带动发电机，将旋转机械能转换成电能。
水轮机及其辅助设备课程设计
水轮机及其辅助设备课程设计1. 简介本课程设计的主要目标是让学生深入了解水轮机及其辅助设备的结构、原理、使用、检修和维护，为将来从事水利工程建设、管理和科研工作打好基础。
本课程设计包括理论部分和实验部分，理论部分主要涉及水轮机的分类、组成结构、工作原理、性能参数以及辅助设备的作用、要求等；实验部分主要包括水轮机性能测试、检修和维护等。
2. 理论部分2.1 水轮机的分类按照机轴位置分类，水轮机分为水平式水轮机和直立式水轮机；按照叶轮转动类型分类，水轮机分为直角式水轮机、斜坡式水轮机和斜面式水轮机；按照叶轮叶数分类，水轮机分为单叶式、双叶式、三叶式等多种类型。
2.2 水轮机的组成结构水轮机主要由进水口、导叶、叶轮、出水口、轴承、轴和机壳等组成。
2.3 水轮机的工作原理水轮机通过水流驱动叶轮旋转，从而将水能转化为机械能，而水轮机的性能参数主要包括转速、效率、输出功率和背压等。
2.4 水轮机的辅助设备水轮机的辅助设备主要包括水轮机的冷却系统、油润滑系统、振动与噪声控制、水力控制和自动监测装置等。
2.5 水轮机的性能参数和检测方法水轮机的性能参数主要包括工作效率、输出功率、转速等，而对于水轮机的检测，主要包括性能试验和振动及噪声测试等。
3. 实验部分3.1 实验设备本次实验主要采用试验型水轮机以及相关辅助设备。
3.2 实验内容实验内容主要包括水轮机的性能测试、检修和维护等。
3.2.1 水轮机性能测试水轮机性能测试主要包括静态试验和动态试验两种方式。
静态试验是检验水轮机的静止性能和各有用参数的测定，而动态试验主要是检验水轮机在不同运行条件下的性能。
3.2.2 水轮机的检修和维护水轮机的检修和维护主要包括清洗、检查、保养以及维修等。
其中，除了定期的清洗和检查外，维修工作是非常重要的，不仅关系到水轮机的正常工作，也关系到水利工程的安全。
4. 结论通过本课程的学习和实验，可以让学生更好地了解水轮机的基本原理、工作过程、性能参数和辅助设备等，为今后从事水利工程工作打下坚实的基础，也为在水力发电、水利工程建设、管理和科研工作等领域取得更大的成就提供了宝贵的经验和知识。
水轮机课程设计纸
水轮机课程设计纸一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握水轮机的基本原理、结构和应用，提高学生对水利工程的认知水平。
具体来说，知识目标包括：1.了解水轮机的历史发展及其在水利工程中的应用。
2.掌握水轮机的工作原理、主要结构和部件功能。
3.理解水轮机的工作特性及其影响因素。
技能目标则要求学生能够：1.分析水轮机的工作过程，判断水轮机的工作状态。
2.学会使用相关工具和仪器，对水轮机进行简单的维护和检修。
情感态度价值观目标则主要包括：1.培养学生对水利工程的兴趣，提高学生对水轮机的认识。
2.培养学生珍惜水资源，关注环境保护的意识。
3.培养学生团结协作、勇于探索的精神风貌。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括水轮机的基本原理、结构和应用。
具体安排如下：1.导言：介绍水轮机的历史发展及其在水利工程中的应用，激发学生的学习兴趣。
2.水轮机的工作原理：讲解水轮机的工作原理，让学生了解水轮机是如何将水能转化为机械能的。
3.水轮机的结构：介绍水轮机的主要结构和部件功能，如转轮、导叶、主轴等。
4.水轮机的工作特性：分析水轮机的工作特性及其影响因素，如水流速度、水头等。
5.水轮机的应用：讲解水轮机在水利工程中的应用，如水电站、灌溉等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法等。
具体安排如下：1.讲授法：讲解水轮机的基本原理、结构和应用，使学生掌握基础知识。
2.讨论法：学生分组讨论水轮机的工作过程和应用场景，提高学生的思考能力。
3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解水轮机在水利工程中的重要作用。
4.实验法：安排课后实验，让学生亲自动手操作，加深对水轮机结构和工作原理的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将选用以下教学资源：1.教材：《水利工程导论》等有关水轮机的章节。
2.参考书：提供有关水轮机的历史发展、结构原理等方面的资料。
3.多媒体资料：制作课件、视频等，形象生动地展示水轮机的工作原理和应用场景。
水轮机原理与运行课程设计
水轮机原理与运行课程设计一、课程背景和目的水轮机是一种水力发电设备，具有广泛的应用领域。
随着我国经济的发展和政府对清洁能源的倡导，水力发电在我国已经成为一个非常重要的能源来源。
因此，深入学习水轮机原理和运行，具有重要的实践意义和科学价值。
本课程旨在通过讲授水轮机的原理和运行原理，让学生了解水轮机的工作过程和运行技术，为学生进入相关行业提供良好的基础知识和实践技能。
二、课程教学与实践内容2.1 基础知识1.水轮机基础原理介绍。
2.水轮机各部分的工作原理介绍。
3.水轮机的分类和特点。
2.2 系统分析1.水轮机系统结构。
2.水轮机系统参数测量技术。
3.水轮机系统运行调试技术。
4.模拟和仿真技术。
2.3 实验操作1.水轮机实验操作技能。
2.水轮机系统性能测试实验。
3.水轮机故障排除实验。
三、教学方法在本课程中，将为学生提供一系列的教学方法，以提高学生的学习效率，包括理论课程讲解、实验室实践、案例分析、问题求解、实践操作等。
四、考核方式学生将通过期末考试和实验报告来评估其课程学习和实践成果。
期末考试占总成绩的50%，实验报告占总成绩的50%。
五、课程时间本课程将分为两个学期。
第一学期主要介绍水轮机的基础知识和系统分析，第二学期将重点讲解实验操作和仿真实践。
六、教材教材主要为《水力发电工程》、《水轮机设计和运行》等相关教材。
七、实验器材1.水轮机实验台。
2.流量计、压力计等测量仪器。
3.计算机和仿真软件。
八、授课团队本课程的授课团队由水利工程、电气工程、机械工程等相关专业的优秀教师和行业专家组成，旨在为学生提供专业的教学服务和良好的学习环境。
水轮机课程设计
水轮机课程设计1. 研究背景水轮机是一种使用水能转换成电能的设备，广泛应用于水利工程、能源工程和化工等领域。
本课程设计旨在通过学生对水轮机的学习和研究，掌握水轮机的工作原理、设计方法和实现技术，从而培养学生的工程实践能力和创新思维。
2. 课程目标本课程设计的主要目标是：1.了解水轮机的工作原理和分类；2.掌握水轮机的设计方法和计算原理；3.学习水轮机的运行控制和维护管理；4.进行水轮机的设计、制造和测试，并撰写课程设计报告。
3. 课程内容本课程设计包括以下内容：1.水轮机的概述和分类：–水轮机的定义和历史发展；–水轮机的分类和工作原理；–水轮机的应用领域和发展趋势。
2.水轮机的设计和计算：–水轮机的设计基本原理和要求；–水轮机的几何尺寸和流量参数计算；–水轮机的运动学和动力学计算；–水轮机的效率和性能参数计算。
3.水轮机的运行控制和维护管理：–水轮机的运行控制和调节；–水轮机的安全运行和故障排除；–水轮机的维护管理和检修。
4.水轮机的设计、制造和测试：–水轮机的设计方案和制造流程；–水轮机的装配和调试；–水轮机的性能测试和实验研究。
4. 课程方法与评价本课程设计采用“理论教学 + 实践操作 + 课程报告”的教学方法，其中：1.理论教学：通过课堂讲授、翻阅资料、观摩视频等方式，使学生了解水轮机的概念、工作原理和设计方法，掌握相关计算原理和技术要点。
2.实践操作：学生根据课程设计要求，将理论知识转化为实际操作，进行水轮机的制造、装配和测试等过程，锻炼学生的实际动手能力和协作精神。
3.课程报告：学生在课程结束后，撰写水轮机课程设计报告，在报告中详细说明设计过程、实践操作和结果分析等内容，评价学生的课程设计能力和创新意识。
课程评价采用综合评价方法，同时考虑理论知识、操作技能、报告撰写等方面的表现，以评分的形式进行最终评价。
5. 教学安排本课程设计的教学安排如下：课程内容授课方式课时数水轮机的概述和分类理论教学 2水轮机的设计和计算理论教学8水轮机的运行控制和维护理论教学 2水轮机的设计、制造和测试实践操作18本课程设计具体实施时间和地点可根据教学计划和实际情况进行调整。
水轮机原理课程设计
目录1水轮机课程设计实习及目的 (1)2机组台数与机型选择 (1)2.1 机组台数选择 (1)2.2转轮型号选择 (3)2.3 主要参数选择及计算 (3)2.3.1水轮机转轮直径 (4)2.3.2原型水轮机效率参数 (5)2.3.3水轮机转速计算与选择 (6)2.3.4 检验水轮机实际工作范围 (7)2.3.5 水轮机最大允许吸出高度 (8)2.3.6 水轮机安装高程 (9)2.3.7 水轮机最大飞逸转速及飞逸系数 (10)2.3.8水轮机受力与主轴重量参数 (10)3 机组方案比较 (11)4 水轮机运转综合特性曲线的绘制 (14)5 蜗壳、尾水管外形尺寸设计 (17)5.1蜗壳型式选择及基本参数参数 (18)5.2蜗壳进口断面计算....................... .. (18)5.3蜗壳单线图绘制 (22)5.4尾水管尺寸计算 (22)5.5尾水管单线图绘制 (23)6 课程设计总结 (23)7 参考书目及文献 (25)8相关附图1水轮机课程实习及目的水轮机课程实习及目的：通过本课程设计的学习，让学生初步掌握水轮机理论知识的初步运用，对水轮机的类型、原理、结构和性质有更深的理解，融会贯通课程所学理论知识的同时，也完成了一个完整的设计计算过程；理论与实际紧密的结合，就需要理论分析，在这个过程中，也提高计算、绘图、分析、解决和处理实际问题的能力，充分体现综合训练的特点，强化自身的知识结构体系。
2 机组台数与机型选择2.1 机组台数选择I、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。
II、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。
混流式水轮机效率曲线较陡，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。
水轮机课程设计2
目录第一章课程设计任务及目的 (1)一、所需收集的资料及图表 (1)二、课程设计基本任务 (1)三、课程设计目的 (1)第二章水能计算 (2)一、水能计算 (2)1、水电站水文资料 (2)2、水能计算相关公式 (2)3、水能计算所得曲线 (3)第三章装机方案的比较与确定 (6)一、确定机组台数需要考虑因素 (6)二、装机方案的选择 (7)1、总装机容量的确定 (7)2、水轮机组装机方案拟定 (7)三、装机方案的技术经济比较 (7)第四章水轮机机型的选择 (9)一、水电站的特征水头 (9)二、水轮机型号的确定 (9)三、水轮机装置形式选择 (10)第五章水轮机基本参数的计算 (11)一、水轮机转轮直径的计算 (11)二、效率ηr的计算 (11)三、转速n的计算 (11)四、水轮机设计流量Qr的计算 (12)五、几何吸出高度Hs的计算 (12)1、计算Hmax，Hr，Hmin所对应的单位转速n11 (12)2、确定各水头所对应的出力限制工况点的单位流量Q11 (12)3、用（1）（2）中计算的对应工况点从模型综合特性曲线上分别查出Hmax，Hr，Hmin所对应的模型汽蚀系数 (13)4、分别用查到的汽蚀系数计算Hmax，Hr，Hmin对应的吸出高度 (13)5、飞逸转速n R的计算 (13)6、检验水轮机的工作范围 (13)第六章机组的运转特性曲线 (15)一、等效率线的绘制 (15)二、出力限制线的绘制 (17)三、等吸出高度线的绘制 (18)四、水轮机运转综合特性曲线 (19)第七章课程设计总结 (20)参考文献 (20)附录 (20)第一章课程设计任务及目的一、所需收集的资料及图表1)中小型混流式水轮机模型转轮主要参数表。
2)水轮机模型综合特性曲线。
3)发电机标准同步转速表。
4)水轮机转轮直径尺寸系列表5)汽蚀系数修正值△σ与水头H关系曲线6)各型号水轮机转轮飞逸特性曲线二、课程设计基本任务1)水能计算并绘制相关曲线2)拟定四个水轮发电机组装机方案，并从两个方面（即技术方面与经济方面）进行分析，择优选取方案。
水轮机及其辅助设备课程设计 (2)
水轮机及其辅助设备课程设计1. 课程背景水能利用是一项重要的可再生能源利用方式之一，而水轮机则是其中最早被应用的一种装置。
本课程旨在对水轮机及其辅助设备进行深入了解，包括其原理，分类，工作流程和主要构成部分，以及发电厂常用的辅助设备，如调速系统、水力发电站控制系统等，为学生奠定水力发电学科的基础。
2. 课程目标通过本课程的学习，学生应该掌握以下内容： - 水轮机的基本工作原理和分类 - 水轮机常见的布置形式和构成部分 - 常用的水力发电厂辅助设备及其作用 - 水力发电站的控制系统组成和原理 - 水轮机的效率计算方法及其应用3. 课程计划第一周•课程介绍•水轮机的概述：历史、作用、发展和应用现状第二周•水力资源和水轮机的性能参数：流量、水头和效率•水轮机分类及其专业术语：反推式、混流式、斜流式等第三周•具体的水轮机设计及其运行特点：容积、跌差、压力、尾水等•水轮机的主要构成部分：转子、导叶、固定叶片、轴、轴承等第四周•水力发电运行常用的辅助设备：调速系统、GOU运行模式、水力发电站控制系统•水力发电站的控制系统组成及其原理：水电站集控、远程监控和故障处理等第五周•水轮机效率的计算方法及其应用：绝热效率、机械效率、水利效率和总效率•水轮机的计算方法和参数的测定：静态水力试验、动态试验和模型试验第六周•课程总结和考试4. 考核方式•期末考试（70%）：包括填空、判断、选择和简答题等•作业（20%）：包括设计、计算题和文献阅读等•出勤率和课堂表现（10%）5. 参考资料•能源与资源高校工程实践教育系列教材水利水电工程系列：水轮机及辅助设备•中国水力发电技术标准：针对水轮机运行和维护的技术规范以上是本课程的详细内容和安排，希望能够对学生在未来的学术和职业道路上有所帮助。
水轮机课程设计报告
课程设计任务书1. 课程设计的目的和要求课程设计是水轮机课程教学计划中的一个重要环节,是培养学生综合运用所学理论知识解决工程实际问题的一次系统的基本训练。
通过水轮机课本章节的相关理论知识的学习后,再通过课程设计的环节以达到巩固和加强理论知识的目的,进一步培养学生独立思考、严谨工作的能力,使学生学会查阅、收集、整理和分析相关文献资料；熟悉水轮机选型设计阶段的内容,针对给定任务能提出合理的设计方案并得出正确的计算结果。
2. 基本参数电站总装机容量：900 MW电站装机台数：5 台水轮机安装高程：580 mH：320 m最大工作水头maxH：250 m最小工作水头minH：290 m设计工作水头rH：301 m加权平均工作水头a目录第一章水轮机的选型设计21已知参数22 水轮机型号选择2第三章蜗壳设计51蜗壳形式,断面形状和包角的确定52座环尺寸的确定53蜗壳参数计算54进口断面量6第四章尾水管设计61尾水管高度62进口直锥段63肘管型式64水平长度6第一章 水轮机的选型设计1已知参数电站总装机容量：900 MW电站装机台数：5台水轮机安装高程：580 m最大工作水头max H ：320 m s n最小工作水头min H ：250 m设计工作水头r H ：290 m加权平均工作水头a H ：301 m2 水轮机型号选择水轮机的比转速为：查表满足4.97=s n 且满足m H m 320250≤≤的水轮机型号为HL903水轮机基本参数的计算(1)计算转轮直径1D水轮机的额定出力 取最优单位转速()m Q r 311270.0=,对应模型效率0.878M η=,取效率修正系数3%η∆=,则设计工况原型效率0.908m ηηη=+∆=故水轮机转轮直径为:取标准值1 4.5D m =（2)效率η的计算效率修正值max 00.950.9170.023r m ηηη∆=-=-=限制工况原型水轮机的效率为：（3）1D 的校核计算用0.911η=对原先计算的1D 进行校核故转轮直径以1D =3.5m 为宜（4）转速n 的计算介于n=214.3r/min 与n=250r/min 之间取水轮机的转速n=250r/min4水轮机设计流量r Q 的计算5几何吸出高度s H 的计算为使水轮机尽量不发生空化,取min H ,r H ,max H 三个水头分别计算水轮机允许的吸出高度,以其中最小值作为允许最大吸出高度。
水轮机课程设计
第一章原始资料与设计任务1.1毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)1.1.1工程基本概况HTS电站位于云南德宏傣族景颇族自治州盈江县境内的大盈江干流下游河段。
电站厂房距盈江县城42km，距昆明786km。
本电站为引水式电站。
主体建筑物由首部枢纽、有压引水隧洞、钢管道和厂区枢纽组成。
电站引水道系统布置在大盈江左岸，引水道总长约280m，采用一管三机引水方式，由电站进水口、压力引水隧洞、洞内压力管道组成，为有压引水系统。
其中压力引水隧洞长202m，直径为8.8m；压力引水总钢管长42m，直径为8.8m；支管42米（至蝶阀止），直径按进水蝶阀直径定。
本电站装机有如下方案：1.1.2 电站基本参数1、水位（1）上游水位,正常蓄水位788m死水位781m（2）厂房尾水位-流量关系表1-1 厂房尾水位-流量关系2、流量电站多年平均流量213 m3/s 3、水头最大静水头54m额定水头46.5m最小水头40m4、泥沙0.47kg／m35、气象年平均气温19.4℃最高温度36.8℃最低气温－8℃年平均相对湿度80％6、电站特性装机容量3×33MW保证出力22.609MW多年平均发电量53198万kW.h 年利用小时数5374 h第二章 水力发电机组的选型及相关设计2.1水轮机的方案选择2.1.1水轮机类型的选择表2-1 水轮机类型及适用范围由任务书电站基本参数可知本电站的水头范围为40至54米，结合型谱表初步选用HLA551、HLD74、HLA384三种转轮。
采用三台机333MW 方案。
模型参数如表2-2:表2-2 模型参数型 式适应水头范围（m）300--1700类 型反击式冲击式HL 式ZL 式XL 式GL 式混流可逆式轴流转桨式轴流定桨式斜 流 式混 流 式斜流可逆式贯流转桨式贯流定桨式水 斗 式斜 击 式双 击 式40--70080--6003--903--5040--20040--1202--3020--3005--100续表2-2水轮机的额定出力gr g33000==34020.6kw 0.97P P η≈ 由于本机组属于中型机组故发电机效率取97% 2.1.2各方案的基本参数试算1、方案一、3×HLA551（1）转轮直径取最优单位转速110n =79.3r/min;与出力限制线的交点的单位流量作为设计工况单位流量,则11r Q =1.3243m /s,对应模型的效率为m =η0.9,暂取效率修正值=η∆0.02;原型水轮机在设计工况下的效率m ==ηηη+∆0.9+0.02=0.921 2.996m D ≈ 取标准值3m（2）原型水轮机的效率max m0=110.956ηη-=-≈（1-（1-0.932 其中由模型综合特性曲线查的m0=η0.932 故效率修正值为=η∆max m0=0.956-0.932=0.024ηη- 效率修正采用等效率修正法，统一修正+2.4%（3）转速n 的计算与选择以加权平均水头av H 作为标准水头计算发电机同步转速rav =48.950.95H H ≈转速179.3184.93r /min 3≈此值介于发电机同步转速 166.7r/min 与187.5 r/min 之间,其运行区间比较如下当取187.5 r/min时11min n 76.55r /min ≈11max n 88.94r /min ≈ 当取166.7r/min时11min n 68.05r /min ≈11max n 79.07r /min ≈图2-1 HLA551发电机同步转速取187.5 r/min 模型运行区间图2-2 HLA551发电机同步转速取166.7 r/min 模型运行区间由上图所示的HLA551的模型曲线可知当取166.7r/mi 时运行区间已偏离最优效率区,不利于机组稳定高效的运行,综上所述发电机同步转速取187.5 r/min（4）流量的计算 由 2 1.51119.81rr rP D H Q η=，r m ηηη=+∆ 两公式通过试算可得对应水头下的单位流量和模型效率，从而推算出实际工况下的流量及效率。
水轮机调节第三版课程设计
水轮机调节第三版课程设计1. 选题背景水轮机是一种能把水能转换成机械能的机器，其调节一直是水力发电运行过程中的重要技术问题。
水轮机调节，通俗地讲就是控制水轮机转速、流量和输出功率，以维持发电机的频率和电压稳定。
因此，通过深入学习水轮机调节的方法和技巧，掌握调节的理论知识、技术手段及其应用，在水力发电行业中具有重要的意义。
本课程设计将以水轮机调节为主题，讲解水轮机调节系统所需的传感器、控制器以及调节算法，并设计一套完整的调节方案，以此让学生们深入了解水轮机调节方面的知识。
2. 基本内容2.1 水轮机调节系统的构成水轮机调节系统主要由以下几部分组成：•传感器：用于检测水轮机的转速、流量、压力等参数•控制器：通过采集传感器信号，控制水轮机的调节阀和导叶，实现对水轮机的调节控制•调节算法：通过对传感器采集的数据进行处理，并通过控制器输出控制信号，从而实现对水轮机的转速、流量和输出功率等参数的控制。
2.2 传感器的选用传感器在水轮机调节系统中起着至关重要的作用，合理选择传感器类型和规格是保证调节系统性能和稳定性的关键因素。
常见的传感器有浮子流量计、压力传感器、速度传感器等。
针对不同的应用场景，需要根据实际情况选择传感器。
2.3 控制器的选用控制器是水轮机调节系统中的核心部件，负责不同传感器的信号采集、信号处理以及控制指令的输出等。
常见的控制器有PLC（可编程逻辑控制器）、单片机等。
同样需要根据不同需求选择相应型号和规格的控制器。
2.4 调节算法的实现调节算法是水轮机调节系统的灵魂，主要包括PID算法、模糊控制算法、神经网络算法等。
设计及调优调节算法是保证控制系统良好性能的重要手段。
在本课程设计中，将选用PID算法作为调节算法。
2.5 课程设计方案本课程设计将分为以下几个步骤：1.学习水轮机调节系统的基本构成和原理；2.确定所需传感器、控制器及相关硬件，并进行系统组装调试；3.借助Simulink等软件进行调节算法的模拟和仿真，实现PID调节控制算法的编写、调试和优化；4.通过实际调节系统对模拟仿真得到的调节算法进行验证，并对调节算法进行进一步的优化；5.设计一套完整的水轮机调节方案，包括传感器、控制器、调节算法的选用和整合，以及实际调节系统的组装和调试。
水轮机自动调节课程设计
水轮机自动调节课程设计1. 简介水轮机是一种常见的水力发电设备，在电力系统中扮演着重要的角色。
然而，在长期运行过程中，水轮机参数的变动会导致其性能发生变化。
为了保证水轮机的运行效率，人们需要对其进行自动调节。
本文将介绍一个水轮机自动调节课程设计方案。
2. 设计目标本课程设计的目标是让学生掌握水轮机自动调节的原理和方法，并利用所学知识设计一个简单的水轮机自动调节系统。
具体来说，设计目标包括：•理解水轮机自动调节系统的基本原理和组成结构•掌握水轮机性能参数的测量和分析方法•学习PID控制器的基本原理和调节方法•利用所学知识设计一个水轮机自动调节系统，并进行调试与测试3. 设计内容3.1 水轮机性能参数的测量在进行水轮机自动调节之前，需要先了解水轮机的性能参数，例如转速、流量、水头等。
学生将利用传感器和数据采集卡实现对这些参数的测量，并对测得的数据进行分析和处理。
3.2 PID控制器的调节PID控制器是水轮机自动调节系统的核心组成部分。
学生将学习PID控制器的基本原理和调节方法，包括调节参数的选择和调试等。
3.3 水轮机自动调节系统的设计在掌握了水轮机性能参数测量和PID控制器调节方法后，学生将根据设计要求设计一个水轮机自动调节系统，并进行系统搭建和调试。
3.4 系统测试与评估为了验证水轮机自动调节系统的性能，学生将进行系统测试和评估，并对测试结果进行分析和总结。
4. 教学方法本课程设计采用“理论+实践”的教学模式。
具体来说，将采用如下教学方法：•理论授课：介绍水轮机自动调节系统的基本原理和组成结构，讲解水轮机性能参数的测量和分析方法，讲解PID控制器的基本原理和调节方法。
•实验指导：通过模拟实验和实际实验等方式，对学生进行实验指导，帮助学生掌握水轮机自动调节系统的设计和调试方法。
•论文撰写：要求学生根据设计要求撰写相关的论文，包括设计思路、实验方案、实验结果和结论等。
•作业评定：要求学生提交实验报告，并对提交的报告进行评定，评定标准包括报告内容、技术实现、实验结果和分析总结等。
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水轮机课程设计说明书姓名：学号：学院：水利水电学院班级：指导老师：目录一、水轮机选型及参数计算1.已知参数 (1)2.水轮机型号选择 (1)3.水轮机基本参数计算 (1)二、水轮机运转特性曲线的绘制1.等效率曲线的绘制 (3)2.等吸出高度线绘制 (4)3.出力限制线绘制 (5)三、蜗壳设计1.蜗壳型式及基本参数的选择 (6)2.进口断面计算 (6)3.圆断面计算 (7)4.椭圆形断面计算 (8)四、尾水管设计1.尾水管形式的选择 (9)2.尾水管高度的确定 (9)3.尾水管各部分尺寸的计算 (9)蜗壳平面图 (10)蜗壳单线图 (11)尾水管图 (12)一、水轮机选型及参数计算1.已知参数装机容量580.00MW ；装机台数4台；单机容量145MW ；max H =84.5m ； min H =68.00m ； r H =73.00m ； a H =71.2m水轮机安装高程∇580.00m 2.水轮机型号选择s n =H2000-20=732000-20=214.08（m·kw）可以选择HL220型水轮机 3.水轮机基本参数计算（1）计算转轮直径1D 。
水轮机额定出力： r P ==GGN η14795998.0145000=KW 取最优单位转速=110n 71.0r/min 与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则14.1r 11=Q （s /m 3），对应的模型效率%89=M η暂取效率修正值%3=∆η，则设计工况原型水轮机效率92.003.089.0=+=∆+=ηηηM ，水轮机转轮直径1D 为m 80.492.07314.181.914795981.95.15.111r1=⨯⨯⨯==ηr r H Q P D 取标准值1D =5m该方案水头高于40m,故应使用金属蜗壳，则使用水轮机型号为 HL220-LJ-500 （2）效率η的计算944.0546.0)91.01(1）-1（-155110max =--==D D M M ηη 024.092.0944.0=-=∆η914.0024.089.0=+=η（3）转速n 的计算）r/min （82.11952.7171n n 1a110=⨯==D H 转速计算值介于发电机同步转速115.4至125（r/min ）之间，但与115.4更接近，故取水轮机的转速n 为115.4r/min （4）水轮机设计流量r Q 的计算/s m 5.24373514.132r 2111r =⨯⨯==H D Q Q r（5）几何吸出高度s H 的计算。
在设计工况下，模型水轮机的空化系数为0.133=M σ，取0.02=∆σ。
-0.5m 730.135-900580-10）（-900-10r M s =⨯=∆+∇=H H σσ则取吸出高度m H -1s =。
（5）水轮机工作范围的检验5.122/3r 21r r 1173592.081.914795981.9⨯⨯⨯==ηH D P Q =1.05 (m/s)最大、最小水头所对应的单位转速）r/min （76.625.8454.115n n max1min 11=⨯==H D）r/min （97.696854.115n n min1max 11=⨯==H D平均水头对应的单位转速）r/min (38.682.7154.115n n a111=⨯==H D a在HL220型水轮机模型综合特性曲线图上，分别绘出s L Q /1050r 11=，min /76.62min 11r n =和min /97.69max 11r n =为常数的直线，根据图可得，效率在高效率区附近。
因此该方案可行。
二、水轮机运转特性曲线的绘制1.等效率曲线的绘制 原型水轮机效率ηηη∆+=M水轮机出力115.12181.9Q H D P η=由附表9（12页）查出11Q 并计算出P 得到下表H=68m n=69.97r/minH=71.2m n=68.38r/minH=73m n=67.53r/minH=84.5m n=62.77r/minPPPP0.82 0.844 0.63 73123.2 0.64 79588.25 0.65 83916.6 0.68 109331.2 0.84 0.864 0.67 79608.74 0.68 86566.37 0.69 91191.61 0.73 120151.5 0.86 0.884 0.73 88745.7 0.73 95082.74 0.73 98711.37 0.78 131352.9 0.88 0.904 0.78 96969.51 0.77 102561.8 0.77 106475.9 0.84 144657.3 0.9 0.924 0.86 109280.5 0.85 115722.4 0.85 120138.7 0.95 167220 0.9 0.924 1.11 141048.1 1.1 149758.4 1.09 154060.2 0.95 167220 0.88 0.904 1.17 145454.3 1.17 155840.7 1.16 160405.2 1.13 194598.5 0.86 0.884 1.22 148314.7 1.22 158905.4 1.22 164969.7 1.17 197029.3 0.84 0.864 1.26 149712 1.26 160402.4 1.26 166523.8 1.25 205738.9 0.82 0.844 1.3150889.11.31162907.21.31169124.21.29207407.7r M s ）（-900-10H H σσ∆+∇= 由附表9（12页）查出相关数据。
根据各工况点的Hs 、P ，绘出各水头下的Hs=f （P ）曲线。
PH=84.5 n=62.770.1 0.89 0.914 0.86 10.14 149740.6 -0.78 0.11 0.9 0.924 0.97 10.985 170741.3 -1.625 0.12 0.88 0.909 1.03 11.83 177378.4 -2.47 0.13 0.885 0.909 1.1 12.675 190481 -3.315 0.14 0.872 0.896 1.15 13.52 196291.2 -4.16 H=73 n=67.530.1 0.894 0.918 0.84 8.76 117954.4 0.6 0.11 0.92 0.944 0.96 9.49 138623 -0.13 0.12 0.92 0.944 1.04 10.22 150174.9 -0.86 0.13 0.891 0.915 1.13 10.95 158158.2 -1.59 0.14 0.872 0.896 1.18 11.68 161726.8 -2.32 H=68 n=69.970.1 0.891 0.915 0.83 8.16 104441.1 1.2 0.11 0.92 0.944 0.95 8.84 123329.7 0.52 0.12 0.92 0.944 1.04 9.52 135013.6 -0.16 0.13 0.895 0.919 1.13 10.2 142812.5 -0.84 0.14 0.873 0.897 1.19 10.88146795.1 -1.52求出与min H 和r H 相对应的水轮机出力min P 、r P ，将点（r H ，r P ）、点（min P 、min H ）连成一条斜线，此线即为水轮机出力限制线。
η Q P H=73 0.909 1.16 16.13 H=680.9141.14714.5三、蜗壳设计1.蜗壳型式及基本参数的选择本电站水头在40m 以上，故选用金属蜗壳，包角选为345°。
取︒=55α，查表得蜗壳流速系数K=0.87取55.1a =D ，33.1b =D ，计算得到m R a 325.3=，m 875.3r a =25.01=D b ，得25.10=b ∆+=2h 0b ，∆取0.2，计算得h=0.83m2.进口断面计算 进口断面流量35.2335.243360345360r 00=⨯==Q Q ϕ （3m /s ） 进口断面流速43.77387.00=⨯==r H K v （m/s ）进口断面面积4.3143.735.23300===v Q F （2m ） 进口断面半径16.31415.34.3100===πρF （m ） 查表得D=7.75，K=0.1507.75r 0.15 4.032=+= （m ） 进口断面中心距30.783.016.303.4r 2222000=-+=-+=h a ρ （m ）进口断面外径46.1016.33.7000=+=+=ρa R （m ）蜗壳系数48016.33.73.734522202000=--=--=ρϕa a C蜗壳常数67.517204805.2432360=⨯=⨯=ππCQ K r3.圆断面计算22i x h ρ=+i 0a r x =+i i i R a ρ=+表分别取不同值计算于下ϕi ϕr b1 345 0.72 4.03 5.793 0.69 2.259253 2.978 8.869 3.09 7.01 10.1 2 330 0.69 4.03 5.541 0.69 2.202805 2.89 8.354 3.01 6.92 9.927 3 315 0.66 4.03 5.289 0.69 2.144872 2.801 7.846 2.92 6.83 9.753 4 300 0.63 4.03 5.038 0.69 2.08533 2.71 7.346 2.83 6.74 9.575 5 285 0.59 4.03 4.786 0.69 2.024037 2.618 6.853 2.75 6.65 9.394 6 270 0.56 4.03 4.534 0.69 1.960829 2.523 6.367 2.66 6.55 9.21 7 255 0.53 4.03 4.282 0.69 1.895514 2.427 5.889 2.56 6.46 9.022 8 240 0.5 4.03 4.03 0.69 1.827868 2.328 5.419 2.47 6.36 8.829 9 225 0.47 4.03 3.778 0.69 1.757619 2.226 4.957 2.38 6.26 8.632 10 210 0.44 4.03 3.526 0.69 1.684444 2.122 4.503 2.28 6.15 8.43 11 195 0.41 4.03 3.274 0.69 1.607941 2.014 4.057 2.18 6.04 8.223 12 180 0.38 4.03 3.023 0.69 1.527613 1.903 3.62 2.08 5.93 8.008 13 165 0.34 4.03 2.771 0.69 1.442818 1.787 3.192 1.97 5.82 7.787 14 150 0.31 4.03 2.519 0.69 1.352719 1.665 2.773 1.86 5.7 7.556 15 135 0.28 4.03 2.267 0.69 1.256175 1.537 2.364 1.75 5.57 7.315 16 120 0.25 4.03 2.015 0.69 1.151564 1.402 1.964 1.63 5.43 7.06 17 105 0.22 4.03 1.763 0.69 1.036448 1.255 1.576 1.5 5.29 6.79 1890 0.194.031.511 0.69 0.906835 1.094 1.198 1.37 5.12 6.4984.椭圆形断面计算当计算圆形断面半径 s ＜ρ 时，蜗壳的圆形断面不能与座环蝶形边相切，须由圆断面过渡到椭面断面。