水轮机课程设计方案
水轮机教学设计
水轮机教学设计1. 简介水轮机是一种传统的水力发电设备，其工作原理是利用水流的能量驱动轮轴或转子，从而通过发电机将能量转化为电能。
在中小学生物课程中，教师可以通过设计有趣的实验来向学生介绍水轮机的原理和应用，提高学生的科学素养。
2. 实验目标•了解水轮机的工作原理；•掌握水流驱动水轮机产生电能的基本原理；•学会通过实验设计和分析提高科学研究的能力。
3. 实验设备与材料•水轮机模型一份；•水槽一只；•电流表、电压表各一只；•水泵一只；•PVC管道若干；•温度计一只；•纸板、剪刀、胶水等。
4. 实验步骤4.1 实验预处理教师可以先介绍水轮机的工作原理和应用，向学生讲解水轮机的构造和原理。
利用PPT或其他教学工具，向学生展示水轮机的实物图和示意图，让学生了解水轮机的分类、性能、应用等信息。
4.2 实验设计与制作教师可以让学生自行设计制作水轮机模型，或使用已有的模型。
制作过程中，学生应该考虑到水轮机的材质、大小、叶片角度等因素，充分了解水轮机的工作原理，学习科学思维和动手能力。
4.3 实验设置与实验过程将制作好的水轮机放入水槽中，接上水泵和PVC管道，调整水泵输出的水量、水流速度和水轮机的转速，测量电压和电流的变化，记录下实验数据。
4.4 数据处理与结果分析利用温度计测量水槽和水轮机的温度变化，将实验数据整理成表格，分析水轮机在不同条件下的电压、电流、效率等变化趋势，并对实验结果进行讨论和总结。
5. 实验注意事项•实验过程中需要注意保护实验设备，防止损坏；•需要掌握水流控制的技巧，尽量保证水流方向和速度的稳定性；•对于实验数据处理和结果分析，需要认真分析并得出科学结论。
6. 实验得出的结论通过本次实验，学生能够深入了解水轮机的工作原理和应用，掌握水流驱动水轮机产生电能的基本原理，学会通过实验设计和分析提高科学研究的能力。
水轮机课程设计
水轮机课程设计(总20页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除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
第一章 水轮机的选型设计1.1水轮机型号选定一、水轮机型式的选择根据原始资料，该水电站的水头范围为59.07-82.9m ，电站总装机容量56万千瓦，拟选2、3、4、5台机组，平均水头为75.43m ，最大水头为82.9m ，最小水头为59.07m 。
水轮机的设计水头估算为m H r 72=按我国水轮机的型谱推荐的设计水头与比转速的关系，水轮机的比转速s n :21620722000202000=-=-=H n s m.KW 根据原始资料，适合此水头范围的水轮机类型有斜流式和混流式。
又根据混流式水轮机的优点：（1）比转速范围广，适用水头范围广，可适用30～700m ；（2）结构简单，价格低；（3）装有尾水管，可减少转轮出口水流损失。
故选择混流式水轮机。
因此，选择s n 在216m.kw 左右的混流式水轮机为宜。
根据表本电站水头变化范围(H=59.07-82.9m)查《水电站机电设计手册—水力机械》1-4] 适合此水头范围的有HL220-46。
二、拟订机组台数并确定单机容量表1-1 机组台数比较表1.2 原型水轮机各方案主要参数的选择按电站建成后,在电力系统的作用和供电方式,初步拟定为2台,3台,4台,5台四种方案进行比较。
基本参数， 模型效率：89.0=M η，推荐使用最优单位流量：h m315.1，最优单位转速：m in 7011r n r =，最优单位流量：s l Q r 115011=。
一、2台机组（方案一）1、计算转轮直径装机容量22万千瓦，由《水轮机》325页可知：水轮机额定出力：kw N P G Gr 3.28571498.0280000===η 上式中： G η-----发电机效率,取0.98G N -----机组的单机容量（KW ）由型谱可知，与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则Q 11r =1.15m3/s,对应的模型效率ηm =89%，暂取效率修正值 Δη=0.03，η=0.89+0.03=0.92。
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。
水轮机课程设计
目录水轮机的选型设计 (2)第一章水轮机选型的内容、要求和资料 (3)一、水轮机选择的内容 (3)二、水轮机选择的基本要求 (3)三、水轮机选型所需的原始技术资料 (3)第二章机组台数的选择 (5)一、各参数曲线的绘制 (5)二、机组台数的确定原则 (7)三、机组台数的方案比较及确定 (8)第三章水轮机选型及参数计算 (9)一、HL240D41型水轮机方案3000kw机组的参数计算 (9)二、HL240D41型水轮机方案1800kw机组的参数计算 (12)第五章水轮机运转综合特性曲线及其绘制 (15)水轮机的选型设计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。
目前世界上各国在设计水电站中选择水轮机的方法不尽相同，主要方法可以概括为下面几种。
1.应用统计资料选择水轮机这种方法以已建水电站的统计资料为基础，通过汇集、统计国内外已建水电站的水轮机的基本参数，在把它们按水轮机型式、应用水头、单机容量等参数进行分析归类。
在此基础上，用数理统计法作出水轮机的比转速、单位参数与应用水头的关系曲线以及电站空化系数与比转速的关系曲线等，或者用数值逼近法得出关于这些参数的经验公式。
当确定了水电站的水头与装机容量等基本参数后，可根据统计曲线或经验公式确定水轮机的型式与基本参数。
按照选定的水轮机参数向水轮机生产厂提出制造任务书，由制造厂生产出符合用户要求的水轮机。
这种方法在国外被广泛采用。
⒉按水轮机系列型谱选择水轮机在一些国家，对水轮机设备进行了系列化、通用化和标准化，制定了水轮机型谱，为每一水头段配置了一种或两种水轮机转轮，并通过模型试验获得了各型号水轮机的基本参数与模型综合特性曲线。
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(包括综合曲线)
水轮机课程设计一、课程设计的目的和任务目的：水轮机的课程设计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。
任务：通过所给的原始资料，进行水轮机选型设计，包括：1、选择机组台数，水轮机型号及装置方式2、确定转轮直径、同步转速3、运转综合特性曲线的计算和绘制4、计算水轮机最大吸出高度和安装高程二、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=62 m水电站最低尾水位：▽=29.4 m电网最大负荷： 2×105 MW电站在系统中的作用：调峰作用本电站交通便利三、水轮机的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。
与发电机连接成的整体称为水轮发电机组，它是水电站的主要设备部分。
水电站是借助水工建筑物和机电设备设备将水能转换成为电能的企业，在未来，水能资源的开发和利用将成为资源开发利用的主导能源，所以，水轮机的设计开发对我国水能资源的开发起到很大的推进作用。
水轮机大致分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机。
反击式水轮机。
转轮利用水流的压力能和动能做工的水轮机称为反击式水轮机。
其特征是：压力水流充满水轮机的整个流道，水流流经转轮叶片时，受叶片的作用面改变压力、流速的大小和方向，同时水流在转轮叶片正反面产生压力差，对转轮产生反作用力，形成旋转力矩使转轮旋转。
主要包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种类型水轮机。
冲击式水轮机。
转轮只利用水流动能作功的水轮机称为冲击式水轮机。
其特征是：有压水流先经过喷嘴形成高速自由射流，将压能转换成动能，并冲击转轮旋转。
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【范本模板】
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 MM 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。
水轮机课程设计
贯流式水轮机的导叶和转轮间的水流基本上无变向流动，加上采用直锥形尾水管，排流不必在尾水管中转弯，所以效率高，过流能力大，比转数高，特别适用于水头为3～20米的低水头电站。这种水轮机装在潮汐电站内还可以实现双向发电。这种水轮机有多种结构，使用最多的是灯泡式水轮机。
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 、出力P、吸出高度HS、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
三、水轮机的原始材资料
四、水轮机简介
反击式水轮机。 转轮利用水流的压力能和动能做工的水轮机称为反击式水轮机。其特征是：压力水流充满水轮机的整个流道，水流流经转轮叶片时，受叶片的作用面改变压力、流速的大小和方向，同时水流在转轮叶片正反面产生压力差，对转轮产生反作用力，形成旋转力矩使转轮旋转。主要包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种类型水轮机。
轴流式水轮机适用于较低水头的电站。在相同水头下，其比转数较混流式水轮机为高。轴流定桨式水轮机的叶片固定在转轮体上，叶片安放角不能在运行中改变，效率曲线较陡，适用于负荷变化小或可以用调整机组运行台数来适应负荷变化的电站。
轴流转桨式水轮机是奥地利工程师卡普兰在1920年发明的，故又称卡普兰水轮机。其转轮叶片一般由装在转轮体内的油压接力器操作，可按水头和负荷变化作相应转动，以保持活动导叶转角和叶片转角间的最优配合，从而提高平均效率，这类水轮机的最高效率有的已超过94％。
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。
最新水轮机课程设计
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 (13)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。
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第一章 水轮机的选型设计1.1水轮机型号选定一、水轮机型式的选择根据原始资料，该水电站的水头范围为59.07-82.9m ，电站总装机容量56万千瓦，拟选2、3、4、5台机组，平均水头为75.43m ，最大水头为82.9m ，最小水头为59.07m 。
水轮机的设计水头估算为m H r 72=按我国水轮机的型谱推荐的设计水头与比转速的关系，水轮机的比转速s n :21620722000202000=-=-=H n s m.KW 根据原始资料，适合此水头范围的水轮机类型有斜流式和混流式。
又根据混流式水轮机的优点：（1）比转速范围广，适用水头范围广，可适用30～700m ； （2）结构简单，价格低；（3）装有尾水管，可减少转轮出口水流损失。
故选择混流式水轮机。
因此，选择s n 在216m.kw 左右的混流式水轮机为宜。
根据表本电站水头变化范围(H=59.07-82.9m)查《水电站机电设计手册—水力机械》1-4] 适合此水头范围的有HL220-46。
二、拟订机组台数并确定单机容量表1-1 机组台数比较表台数 单机容量（万千瓦）2 283 18.74 14 511.21.2 原型水轮机各方案主要参数的选择按电站建成后,在电力系统的作用和供电方式,初步拟定为2台,3台,4台,5台四种方案进行比较。
基本参数， 模型效率：89.0=M η，推荐使用最优单位流量：h m 315.1，最优单位转速：m in 7011r n r =，最优单位流量：s l Q r 115011=。
一、2台机组（方案一） 1、计算转轮直径装机容量22万千瓦，由《水轮机》325页可知：水轮机额定出力：kw N P GGr 3.28571498.0280000===η上式中： G η-----发电机效率,取0.98G N -----机组的单机容量（KW ）由型谱可知，与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则Q 11r =1.15m3/s,对应的模型效率ηm =89%，暂取效率修正值 Δη=0.03，η=0.89+0.03=0.92。
则设计工况原型水轮机效率为92%。
)(8.698.092.07215.181.93.28571481.95.15.11101m H Q P D G s r r =⨯⨯⨯⨯==ηη 我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》P9），计算值处于标准值6.5-7.0 m ，并接近7.0m 取直径D1=7.0 m2、计算原型水轮机的效率954.00.746.0)92.01(1)1(155110max =--=--=D D M M ηη Δη=ηmax -ηM0=0.954-0.92=0.034 限制工况原型水轮机效率 η=ηm +Δη=0.89+0.034=0.9243、同步转速的选择min /9.860.743.75701110r D H n n av r =⨯==M M M M T M n n n n n 11111101103.00189.0)189.0924.0()1(<=-=-=∆ηη 符合要求 所以转速不用修正。
转速介于发电机 同步转速83.3r/min 和88.2r/min 之间， 需要对两个转速都进行修正。
4、计算水轮机的运行范围水轮机设计流量s m H D Q Q r r 32211101.478720.715.1=⨯⨯==当n=83.3r/min 时，最大水头、最小水头和平均水头对应的单位转速min)/(04.649.820.73.83max 1min 11r H nD n =⨯==m in)/(14.6743.750.73.83111r Ha nD n a =⨯==min)/(87.7507.590.73.83min 1max 11r H nD n ===⨯当n=88.2r/min 时，最大水头、最小水头和平均水头对应的单位转速min)/(81.679.820.72.88max 1min 11r H nD n =⨯==min)/(09.7143.750.72.88111r H nD n p a =⨯==m in)/(33.8007.590.72.88m in 1max 11r H nD n =⨯==综上所述，参数绘制在HL220综合曲线上以检验水轮机高效率运行区域的高低，选择高效率较高的88.2min r .5、水轮机计算点出力的校核计算r H 时的出力：r P H >⨯=⨯⨯⨯⨯==kw 1011.32.907215.10.71.89Q 9.81D P 5.512.51r 1121η符合要求6、计算水轮机实际额定流量r Qs /478.1m 720.715.132r 21r 11r =⨯⨯==H D Q Q 7、 计算最大允许吸出高度 s H在额定工况下，模型水轮机的空化系数083.0=M σ 根据该电站设计水头取K=1.08 （水轮机原理及运行P54表3-3）E=887.0m2.7m 72083.0.081-9000.887-10-900-10r s =⨯⨯==H K E H M σ8、实际的水轮机额定水头因不同的D 1、ｎ与水能预算Hr 有差异83.8m 24.9015.10.71.893.2857141.893/223/21121rr =⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ηQ D P H9、计算飞逸转速R n由HL220模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速为，故水轮机的飞逸转速m in /r 133n 11=Rmin /r 1730.79.82133n n 1max 11=⨯==D H RR 10、水轮机安装高程 84.885228.03.10.8872=+-=++=o S w b H Z Z m 11、计算轴向水推力t F根据表4，HL220的转轮轴向水推力系数0.34~28.0K t =，转轮直径较小、止漏环间隙较大时取大值。
本电站转轮直径较大，故取30.0K t =。
表4 混流式水轮机的轴向水推力系数表转轮型号HL310HL240HL230HL220HL200HL180HL160HL120HL110HL100K 0.37～0.45 0.34～0.41 0.18～0.22 0.28～0.34 0.22～0.28 0.22～0.28 0.20～0.26 0.10～0.13 0.10～0.13 0.08～0.14水轮机转轮轴向水推力为：N H D 72max 21tt 1093845.09.820.74.300981049810K F ⨯=⨯⨯⨯⨯==ππ同理，方案二、方案三和方案四的数据也可通过同样的方法和过程查资料计算得出，四种方案所得数据如表5所示：表5 四种方案数据表格HL220(2⨯280MW)HL220(3⨯186.7MW) HL220(4⨯140MW) HL220(5⨯112MW)比转速s n (r/min)220220220220额定功率 r P （kw ）285714.3 190816.3 142857.1 114285.7模型最优单位比转速110n (r/min)70 70 70 70模型额定工况单位流量 r 11Q (s /m 3)1.15 1.15 1.15 1.15转轮直径 1D (m)7.0 6.0 5.0 4.0水轮机效率 η 0.9240.9220.9200.918转速n (r/min)88.2 107 125 166.7出力 P (N) 3.11⨯510 2.29510⨯ 1.59510⨯ 1.01510⨯额定流量 r Q (s /m 3)478.1351.3243.95156.1吸出高度s H (m)2.72.93.3 3.7单位飞逸转速R 11n(r/min)133 133 133 133飞逸转速R n (r/min)173201.8 242.2 302.7实际额定水头 r H (m) 83.8 65.1 68.6 79.8实际额定流量r Q(s /m 3)478.1 351.3 244.0 156.1轴向水推力t F (N) 0.93845⨯7100.68947710⨯ 0.47880710⨯0.30643710⨯二、确定机组方案根据上面列举出来的四种方案数据分析，第四种方案出力比额定小，第一种方案实际额定水头比最高水头大，故首先排除。
第二、第三种方案中，第二种方案效率和第三种差不多，但第三种方案转速比第二种的高，最高效率、高效率区比方案二大。
及其吸出高度比方案的大则其发电机尺寸小，重量轻，一方面可以减少设备的造价，另一方面有利于减小厂房的平面尺寸，降低厂房的土建投资。
第三种方案的的额定水头也较接近设计的水头。
比较大综上所述，最佳方案为第三种方案。
三、水轮机运转特性曲线的绘制等效率曲线的计算与绘制现取水电站4个水头，列表计算，计算结果如表6所示。
绘制的等效率线详见设计图纸。
表6 HL220型水轮机等效率曲线计算表)(9.82max m H =m in)/(6.689.82512511r n =⨯=)(185)81.9(11112/3max 21mw Q Q H D P ηη==)(43.75av m H =min)/(96.7143.75512511r n =⨯=)(161)81.9(11112/321mw Q Q H D P av ηη==M η（%）11Q)/(3s mϕηηη∆+=M （%）P（mw ）M η（%）11Q ' )/(3s mϕηηη∆+=M （%）P（mw ）82 86 88 90 91 91 90 88 86 820.458 0.547 0.578 0.650 0.720 0.918 0.931 0.992 1.030 1.09085 89 91 93 94 94 93 91 89 8572 90 97 112 125 160 160 155 170 17182 86 88 90 91 91 90 88 86 820.462 0.548 0.621 0.682 0.740 0.918 0.938 0.998 1.032 1.09285 89 91 93 94 94 91 88 86 8263 79 91 102 112 139 137 141 143 1445%出力限制线上的点89.40.95092.416289.70.95192.7142)(72r m H =m in)/(73.772512511r n =⨯=)(150)81.9(11112/3r 21mw Q Q H D p ηη==)(59.07min m H =min)/(3.8107.59512511r n =⨯=)(113)81.9(11112/3min 21mw Q Q H D P ηη==M η（%）11Q)/(3s mϕηηη∆+=M （%）P（mw ）M η（%）11Q)/(3s mϕηηη∆+=M （%）P（mw ）82 86 88 90 91 91 90 88 86 820.470 0.570 0.640 0.712 0.770 0.908 0.935 0.998 1.029 1.09385 89 91 93 94 94 93 91 89 8560 76 87 99 109 128 130 136 137 13982 86 88 90 91 91 90 88 86 820.590 0.730 0.820 0.930 1.000 1.02585 89 91 93 94 94 93 91 89 8557 73 84 96 101 985%出力限制线上的点89.80.95292.813387.80.95390.898.2等吸出高度线的绘制（1）求出各水头下的11n 值，并在相应的模型综合特性曲，并由此计算出η、P ，填入表7中线上查出11n 水平线与各等气蚀系数σ线的所有交点坐标，读出M η、11Q 、σ的值（2）利用公式H K EH M s σσ--=90010计算出相应于上述各σ的s H 值，填入 计算结果如表7所示，绘制的等吸出高度线详见设计图纸。