调压井课程设计
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水电站课程设计
计算书
目录
一、设计课题 (4)
二、设计资料及要求 (4)
1、设计资料见《课程设计指导书、任务书》 (4)
2、设计要求 (4)
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 (9)
1、最高涌波水位计算 (9)
1)、当丢弃负荷:30000~0KW时,采用数解法 (9)
2)、当丢弃负荷为45000~15000时,采用图解法: (10)
2、最低涌波水位 (13)
1)丢弃负荷度为30000——0KW时(数解法) (13)
2)增加负荷度为30000----45000KW时(两种方法) (14)
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范要求 (18)
六、参考文献 (19)
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范要求。
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 查规范和资料得到糙率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 0.1090.0400.0040.0030.0560.2120
h 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
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
L f i
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×