水泵水轮机全特性

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浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性水泵水轮机是以水为工质，利用水的能量转化为机械能的一种装置。

其内部流动和水力特性是评价其性能的重要指标。

本文将就此介绍水泵水轮机的内部流动及水力特性。

水泵水轮机内部流动主要分为进口、叶轮和出口三个区域。

其中，进口区主要包括进口管道和进口流道，其作用是将水引入水泵水轮机内部；叶轮区是整个水泵水轮机的核心部分，包括静叶和动叶两部分，其作用是将水的动能转化为机械能；出口区主要包括出口流道和出口管道，其作用是将经过叶轮转动后的水流出水泵水轮机。

在进口流道中，水流经过的是较长而细小的管道，形成弯曲和扩张等几何形状。

由于水的黏性和惯性，水在进口流道内部会产生旋涡和湍流，这些湍流会对叶轮的进水造成影响。

因此，水泵水轮机的进口流道应该尽可能保持直线，并避免出现锐角和附加阻力。

在叶轮区，当水进入静叶时，压力增加，速度减小；叶片会产生对水的弯曲和导向作用，水流的流向发生了改变，并随着叶片的某种方式排出。

在叶片的作用下，水分别与叶片表面相互作用，叶片表面相互间隔保持一定的距离，水流过叶片时会产生一定的涡流，叶轮内部也会形成一定的水流运动，此时整个叶轮内部流动状态是相对复杂的。

叶轮转动时，水的速度会随之不断增加，而叶片上的压力则会不断降低，形成一个从一侧到另一侧的流线。

随着叶轮原地转动，进水口偏心位置不断变化，导致渐进式蜗壳（即进水口不断变化的蜗壳）对水流产生强烈的扰动。

在出口流道中，由于叶轮产生了转动，水在流道中速度和压力随之变化，此时会出现类似进口流道中一样的旋涡和湍流现象。

水泵水轮机的水力特性是指在不同进口流量和叶轮转速条件下，其出口流量、扬程和效率等参数的变化关系。

水泵水轮机的水力特性对于其性能评估和优化设计具有重要意义。

水泵水轮机的水力特性主要受到进口流量、叶轮转速、叶轮的几何形状和材料性质等多种因素的影响。

其中，进口流量是最主要的影响因素之一，一般可以通过增加进口流量来提高水泵水轮机的出口流量和效率；叶轮转速也是水泵水轮机性能的关键参数之一，过高或过低的叶轮转速都会导致性能下降或损坏；叶轮几何形状和材料性质则直接影响叶轮的承载能力和耐久性，进而影响水泵水轮机的整体性能。

水泵水轮机“S”特性与改善研究

水泵水轮机“S”特性与改善研究水泵水轮机在运行过程之中具有“S”特性，因为在某些程度上水泵水轮机的安全稳定运行因素也存在着制约，所以为了促进我国抽水蓄能技术的发展，需要针对水泵水轮机“S”特性进行分析与研究，从而提出其相应的水泵水轮机“S”特性改善措施，这对于预测水泵水轮机“S”特性具有现实意义，是优化我国水利机械水平的重要体现。

标签：水利机械；水泵水轮机；特性水泵水轮机“S”特性主要体现在了工况并网启动、转速与定水头预测方法等多个方面，所以在明确其水泵水轮机“S”特性的基础之上，应该利用现有的数学计算模型来对水泵水轮机进行相应的预测，从而加强对于数学的修正，最大程度上降低数值预测方法的实际误差，利用空间曲面活动导叶等多种形式，对于目前水泵水轮机“S”特性进行相应的优化。

一、水泵水轮机“S”特性的具体体现水泵水轮机“S”特性是指在机组处于或者接近全特性“S”区运行过程之中，机组会存在相应的不稳定现象，所以在不稳定机组进行投产试运行的过程之中，水头较低空载运行时转速来回摆动，并且在一定程度上会出现并网困难、发电并网之后的逆功率不断跳机等现象，所以为了提升空载的稳定性，在机组甩负荷的基础之上而能够实现空载稳定运行的现象，就要针对水泵水轮机“S”特性进行改善。

根据压力原理以及研究表明，水泵水轮机“S”特性是由压力脉动所引起的，而压力脉动则是由于导叶与转轮之间的动静干涉所引起的，所以要在水泵水轮机空载运行时掌握好压力脉动幅值最大的位置，从而预开启导叶与转轮之间，才能够更为明确地探究水泵水轮机“S”特性。

目前所采取的改进方式比如非同步预开装置等[1]，都是利用导叶开度的变化进行优化，但是虽然能够在一定程度上缓解水泵水轮机“S”特性，但是与此同时其水轮机的摆度以及振动幅度也相对增大，噪音音量持续提升，能够帮助水泵水轮机“S”特性短时间的运行改善，所以如何在长期运行的基础之上，针对水泵水轮机“S”特性进行优化是目前水泵水轮机发展过程之中所必须明确的重要问题。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性水泵水轮机是由水泵和涡轮机组成的机械装置，利用水流的动能进行转化。

在水泵水轮机的运行过程中，内部流动及水力特性对其性能有着重要的影响。

本文将简要介绍水泵水轮机内部流动及水力特性的相关内容。

水泵水轮机中的流体主要为水，其内部流动可分为两种情况：1. 水泵工作时的水流；2. 涡轮机工作时的水流。

1. 水泵工作时的水流水泵的主要作用是将低速、低压的水提升至高速、高压。

这一过程中，水的内部流动主要包括吸入、运输和排放。

吸入阶段：水泵通过叶轮将进口处的水吸入，并使之获得一定速度。

在这个阶段，水的流动主要是通过自由流体力学效应实现的。

运输阶段：水在叶轮中被加速，流经水泵的机壳时，因流线的减小，水的速度增大，同时水的静压头也增加，其内部流动遵循伯努利方程。

排放阶段：水在流经机壳后，通过出口处排放，其内部流动主要遵循自由流体力学效应。

同时，在这一过程中，需要保证出口压力等一系列参数的稳定，以确保水流的稳定性。

涡轮机主要是利用水的动能将其转换为机械能。

涡轮机中的水流主要经历三个阶段：导叶、转子叶轮和定向叶轮。

导叶阶段：水首先流经导叶，由导叶的作用，使水的流线转向与转子叶轮的叶片形状相符。

转子叶轮阶段：水与转子叶轮之间发生相对运动，水的内部流动主要是通过转子叶轮的叶片，完成动能转化的过程。

定向叶轮阶段：水流从转子叶轮出口流入定向叶轮，流动遵循减速和定向的原则，使水的流线恢复到入口处的状态。

水泵水轮机的水力特性主要包括流量、水头、效率和特性曲线等方面的内容。

1. 流量流量是指单位时间内通过水泵水轮机的水量，一般用单位时间内通过水泵或涡轮的水量来表示。

在同一泵头下，流量与转速的关系呈线性，即当转速变为原来的n倍时，流量也变为原来的n倍。

2. 水头水头是指水泵水轮机所提供的水压能力，也称为扬程或压力。

它代表着水泵或涡轮所提供的一定功率下，水的位能或水压头大小。

在同一流量下，水头与转速的关系呈平方反比，即当转速提高n倍时，水头减小为原来的1/n²。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性水泵水轮机是水利工程中常用的一种流体机械设备，其主要作用是将水转化为机械能或者将机械能转化为水能。

在水泵水轮机的工作过程中，水的内部流动和水力特性是至关重要的，它们直接影响着设备的工作效率和性能。

本文将针对水泵水轮机内部流动和水力特性进行浅谈。

一、水泵水轮机内部流动1. 水泵内部流动水泵是将液体压送至管道或设备的机械设备，其内部主要分为进水段、叶轮、泵壳和出水段。

在水泵内部，液体从进水段进入叶轮，叶轮又称叶片轮，是将机械能转化为水能的关键部件。

液体在叶轮中受到离心力的作用，由低压区域流向高压区域，最终被压送至出水段。

在这个过程中，液体会产生旋转和脉动，形成不同的流动状态，该流动状态对于水泵的性能有着重要影响。

水轮机是将水能转化为机械能的设备，其内部结构主要包括导叶、转子和导水管道。

水流从导叶进入转子，由于导叶的作用，水流的流动方向和速度会发生变化，最终推动转子旋转，使机械能得以输出。

水轮机内部流动的复杂性主要表现在水流的扰动、涡流和湍流，这些流动状态对水轮机的工作效率和输出功率有着显著的影响。

二、水泵水轮机的水力特性水泵的水力特性主要包括扬程、流量和效率。

扬程是水泵能够提供的最大扬程高度，是衡量水泵性能的重要指标。

流量则是水泵单位时间内能够输送的水量，是另一个衡量水泵性能的重要指标。

效率则是衡量水泵能量转化效率的指标，它表征了水泵在输送水力能量过程中的损失情况。

不同类型的水泵在工作过程中，其水力特性也有所不同，需要根据具体应用场景来选择合适的水泵类型。

水泵水轮机的内部流动状态和水力特性是密切相关的，它们之间存在着相互影响和制约关系。

水泵水轮机内部的流动状态对其水力特性有着直接的影响。

在水泵内部，流动状态的稳定性和液体的脉动程度会影响水泵的扬程和效率，当流动状态不稳定或者有较大的脉动时，水泵的性能会受到影响。

在水轮机内部，流动状态的湍流程度和涡流的存在会影响水轮机的头和效率，当湍流程度较大或者存在较大的涡流时，水轮机的性能也会受到影响。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性水泵水轮机是用于输送、提升和转换水能的机械设备，其内部流动和水力特性对于其工作效率和性能有着重要影响。

在水泵水轮机运行过程中，水在其内部经过复杂的流动过程，同时水力特性也直接影响着设备的运行效率和稳定性。

深入了解水泵水轮机内部流动和水力特性对于提高设备的性能和效率具有重要意义。

我们来谈谈水泵水轮机内部流动。

水泵水轮机的内部流动可以分为两个部分，即水泵内部和水轮机内部的流动。

在水泵内部，水首先通过进水口进入叶轮，然后在叶轮的作用下，水被加速并压缩，随后通过出水口被输送到目标地点。

这一过程中，水经过了加速、压缩和输送等多个阶段的流动，具有较大的动能和压力能，同时受到叶轮叶片的作用，流动方向和速度会发生明显变化。

水在水泵内部的流动是一个复杂的非定常流动过程，需要考虑液体流体力学和叶轮流体力学等多个因素的影响。

在水轮机内部，水则是通过叶片的作用转换为机械能，并驱动机械设备进行工作。

水在水轮机内部的流动过程相对简单一些，主要是受到水轮机叶片设计和流道形状的影响。

在水轮机内部，水的流动主要是由入口处的静压力驱动，通过导叶、转子和导流罩等部件的作用，水流经过叶片被转换为动能，最终驱动轴进行功率输出。

水在水轮机内部的流动过程主要受到叶片的作用，需要考虑叶片设计、叶片形状和叶片数量等因素对于水流动的影响。

水泵水轮机内部流动的特点是非常复杂的，流体力学原理对于了解和分析这一过程都有着非常重要的意义。

在水泵水轮机内部流动分析中，通常需要考虑以下几个方面的因素：首先是流体动力学特性，包括水的密度、粘度、流速和动压等参数，以及速度分布、压力分布和流线形态等方面的特征。

水在水泵水轮机内部的流动过程中，这些流体力学参数都会对流动状态和能量转换产生重要影响，因此需要对这些参数进行准确的计算和分析。

其次是叶片轮廓设计和叶片性能，包括叶片的形状、叶片的数量、叶片的材料和叶片的受力情况等方面。

叶片是水泵水轮机内部流动的关键部件，其设计和性能直接影响着流体的动态特性和能量转换效率，因此需要对叶片的设计和性能进行深入的研究和分析。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性作者：张志涛来源：《农家科技》2020年第03期摘要：水泵是工业生产中最常用的供排水设备之一，其中，离心式水泵的应用范围尤为广泛，离心式水泵主要由泵壳、泵轴、轴承、叶轮、叶轮口环、轴密封及轴向心力平衡装置组成，离心泵在工作过程中通过叶轮旋转让水产生离心力，从而完成供排水活动。

本文对水泵水轮机具体的应用原理进行了介绍，深入分析了水泵水轮机的水力特性与内部流动特性。

关键词：水力特性;内部流动;水泵水轮机在生产活动中，应用最为广泛的水泵类型是离心式水泵，并且随着生产规模的进一步扩大，生产活动对水泵的性能和运行状态提出了更高的要求，因此，企业需要重视水泵的运行性能和运行可靠性，同时重视离心泵对整个生产系统的重要作用，确保水泵稳定运行，在对离心泵进行日常检修的过程中，必须重视离心泵在日常运行过程中出现的多种问题，进而采取有效措施排除故障。

该技术虽然能够应对水泵水轮机在应用初期阶段的不足，但是在水泵水轮机的生产设计方面尚未达到完全的国有化水平一、水泵水轮机概述水泵水輪机属于动力设备的一种，其作用是抽水蓄能，在具体应用过程中水泵水轮机主要会呈现出两种运行状态，将在发挥泵的功能时轮呈正向旋转，在发挥水轮机功能时转轮呈反向旋转。

根据当前水泵水轮机的设计思路可以发现，其内部关键性部件与结构往往具有比较大的相似性，增加水泵水轮机单机容量与提升转速比是未来一段时间内水泵水轮机设备主要的发展方向。

根据水流途径对水泵水轮机的类型进行划分，其具体类型主要包含贯流式、斜流式以及混流式。

其中设计结构最为简单的水泵水轮机为混流式，能够在与多种水头共同搭配的情况下进行运作，该类型的水泵水轮机的应用范围也最为广泛。

斜流式水泵水轮机生产成本偏高、设计相对复杂，但是工作效率比较高，由于机械内部结构比较特殊，其应用场景也比较局限。

贯流式水泵水轮机是当前我国最为先进的一种水泵水轮机，其功能强大并且单机容量高，主要应用于潮汐电站的抽水蓄能中。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性水泵和水轮机是常见的水动力机械设备，它们的内部流动和水力特性对于其性能和效率至关重要。

本文将会对水泵和水轮机的内部流动及水力特性进行讨论。

水泵是将机械能转化为流体能的装置，主要用于输送液体或增加液体静压的设备。

在水泵的内部，流体经历了一系列的流动过程。

进口流道将静止的液体引入泵内。

接下来，叶轮将旋转的机械能转化为液体的动能，并将液体推向出口流道。

在叶轮的作用下，液体流动产生了一定的压力增益。

水泵的内部流动过程中，主要涉及速度和压力的变化。

进口流道流速较慢，压力较高，而出口流道流速较快，压力较低。

叶轮内部流速较高，压力较低，而在叶轮之间的流道中，流速较慢，压力较高。

这种速度和压力的变化是由于泵内流体的动能转化和与叶轮的作用造成的。

水泵的水力特性是指水泵在不同工况下的性能表现。

主要包括流量-扬程特性曲线、效率-流量特性曲线和功率-流量特性曲线等。

流量-扬程特性曲线描述了不同流量下泵的扬程变化情况，用于确定泵在不同工况下的工作范围。

效率-流量特性曲线描述了不同流量下泵的效率变化情况，用于评估泵的效率。

功率-流量特性曲线描述了不同流量下泵的功率变化情况，用于确定泵的耗能情况。

水轮机是将流体能转化为机械能的装置，主要用于发电或驱动其他机械设备。

水轮机的内部流动过程与水泵有所不同。

在水轮机内部，流体首先经过流道，然后通过叶轮，最后经过排水装置流出。

在流道和叶轮的作用下，流体的动能被转化为叶轮的转动能，从而实现能量转换。

水泵和水轮机的内部流动和水力特性对于其性能和效率具有重要影响。

了解和掌握水泵和水轮机的内部流动及水力特性，对于提高其性能和效率具有重要意义。

通过合理设计和优化，可以改善水泵和水轮机的内部流动和水力特性，提高其工作效率和经济性。

天堂蓄能电厂水泵水轮机设计特点与运行分析

天堂蓄能电厂水泵水轮机设计特点与运行分析天堂蓄能电厂的水泵水轮机是一种极具特色的蓄能型水力发电机组，是一种利用江河流水或其他水源，将水位能量转化为电能的装置。

它采用高效率水位能转化技术，具有较高的发电效率，可生产较高等级的电力。

一、天堂蓄能电厂水泵水轮机设计特点
天堂蓄能电厂水泵水轮机由大型水位调节阀、调节箱、涡轮叶片等组成。

它的设计特点是：
1、水位调节阀采用新型调节器，可根据水位的变化自动调节气缸的进水位置，从而提高发电效率；
2、调节箱采用三级调节方式，保证水轮机以较低转速运行，既提高电力生成效率，又降低噪声；
3、叶片用新型材料制作，优化叶片外形，提高流量，同时减少设备噪声。

二、天堂蓄能电厂水泵水轮机运行分析
1、水位的变化
由于天堂蓄能电厂水泵水轮机采用自动调节技术，所以发电时几乎不受水位变化的影响。

大型水位调节阀会根据水位的变化自动进行调节，使水位能够稳定，从而保证发电机组能够高效发电。

2、维护和保养
天堂蓄能电厂水泵水轮机需要定期进行维护和保养，以确保机组正常运行。

在定期检查时，应严格按照设备操作说明书进行检查，如
发现任何异常情况，应及时进行维修。

三、结论
天堂蓄能电厂水泵水轮机是一种高效发电的装置，其设计特点是采用新型技术，根据水位的变化自动调节水轮机的运行，以确保发电的高效性和良好的稳定性。

但是，因为它需要定期进行维护保养，所以必须正确操作，以确保设备的长期可靠性。

水泵水轮机全特性的改进Suter变换方法

本文基于suter变换和改进suter变换着重对水泵水轮机全特性的wm数学变换公式进行改进并利用matlab软件将改进处理后中国农村水利水电2015的wh和wm曲线表达成三维空间曲面在此曲面内进行插值计算求取任一工况下水泵水轮机组的转轮边界瞬态参数
中国农村水利水电 ·２１５年第１期０
（）文章编号：２２０１０３０７８４２０１５０１４３１０－－－
水泵工况区有交叉和重叠现象。若对全特性曲线直接利用ｎ１１和Ｑ将会带来较大的插值误差，并可能由于１１值进行插值计算，其多值性导致插值和迭代计算无法进行。因此，水泵水轮机全特性曲线的处理问题就成为抽水蓄能电站过渡过程计算的首要任务，它直接影响到计算成果的可靠性。
换成２条周期性变化的曲线，转换后的曲线两侧被拉平，有效
４，５］改善了多值性给插值带来的误差。刘启钊等人［对Ｓｕｔｅｒ变
换提出了深入的改进方法，将曲线作一定程度的平移，消除了
６］以交叉和重叠的缺陷。王林锁等人［Ｓｕｔｅｒ曲线分布不均匀、
２较小时 Δ 则Δ 在大开度和小开度下能够近ＷＭ较大，ＷＭ ·ｙ２似接近，即ｙ项作用可适当拉开原来重合或密集部分的曲线
线的多值性处理效果好的方法。图１为ＸＪ抽水蓄能电站原厂家提供的水泵水轮机全特性曲线，经Ｓｕｔｅｒ变换处理得到的２可以看出，ｔｅｒ变换ＳｕＷＨ和ＷＭ曲线如图２所示。从图１、将全特性曲线Ｑ有效地消除了多ｎｎ１～１和Ｍ１１～１两侧拉平，１１１值性给插值带来的困难，但是仍然存在以下缺陷： ①等开度线的分布很不均匀，在较大开度时曲线密，在较小开度时曲线稀，这种等开度线的不均匀分布可能使插值计算产生较大的误差；即曲线的两头）出现了 ② 曲线在水泵工况区和反水泵工况区（交叉、重叠现象，在这些区域内对ＷＨ和ＷＭ进行插值计算时，很小的舍入误差都会引起较大的工况变化，从而影响计算，结果的精度；即曲线左侧的头部）有一段 ③ 在反水泵工况区（曲线几乎与轴垂直，可能导致插值计算的多值性问题。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性水泵和水轮机是流体机械的两种重要设备，它们在水利工程、水电工程以及工业生产中起着至关重要的作用。

水泵是一种用来提供给流体能量和使之产生动能的机械设备，而水轮机则是一种将水流的动能转化为机械能的设备。

水泵和水轮机的内部流动及水力特性对于设备的工作效率和安全性具有重要影响，因此对其内部流动和水力特性进行深入研究具有重要意义。

水泵的内部流动主要取决于水泵的结构和工作原理。

一般来说，水泵包括叶轮、泵壳、进出口管道等部件，而叶轮的设计和形状对于水泵的内部流动具有重要影响。

在水泵工作时，叶轮会受到来自汽液两相流的冲击和旋转力的作用，产生旋转的动能将水流向泵壳的出口。

在水泵的内部流动过程中，叶轮和泵壳之间会产生较大的流体动压力和流速，这对水泵的运行效率和工作安全具有重要影响。

研究水泵内部流动的特性和规律，对于提高水泵的工作效率和安全性具有重要意义。

水泵的水力特性包括流量、扬程、效率等重要参数。

流量是水泵单位时间内输送的水量，扬程是水泵输送水的高度，效率是水泵输出功率与输入功率的比值。

这些水力特性参数直接影响着水泵的性能和工作效率。

在水泵内部流动过程中，流体受到叶轮和泵壳的作用，产生一定的动能和压力。

通过调节水泵的结构和工作参数，可以有效地改变水泵的水力特性，提高水泵的工作效率和性能。

研究水泵的水力特性对于提高水泵的性能和工作效率具有重要意义。

在研究水泵和水轮机的内部流动及水力特性过程中，数值模拟和实验研究是两种重要的研究方法。

数值模拟通过建立数学模型，利用计算机对水泵和水轮机的内部流动和水力特性进行模拟和分析。

通过数值模拟，可以有效地研究水泵和水轮机的内部流动规律和水力特性，提高研究效率和研究精度。

实验研究则是通过试验和观测，对水泵和水轮机的内部流动和水力特性进行研究和分析。

通过实验研究，可以直观地观测和测量水泵和水轮机的内部流动和水力特性，验证数值模拟的结果，并提出改进和优化方案。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性
水泵水轮机是工业生产和农业灌溉中常用的设备，其内部的流动和水力特性对于设备
的正常运行和性能的发挥具有重要的影响。

本文将对水泵水轮机内部流动和水力特性进行
浅谈，以便更好地理解和应用这一设备。

水泵水轮机可以将水的动能转化为机械能，实现水的输送和水能的利用。

在水泵水轮
机内部，水的流动经历了一系列的变化过程，包括进口段、蜗壳、导叶、叶轮、出口段等。

这些部件的设计和结构对于水的流动速度、流向和流量分布等起着重要的作用。

在水泵水轮机的进口段，水的流速相对较慢，主要是通过蜗壳和导叶将水引导到叶轮上。

蜗壳可以减少水的速度和压力损失，使水能够更加平稳地进入叶轮。

导叶可以调节水
的流向和流量，以保证叶轮能够得到均匀的供水。

在叶轮内部，水的流速逐渐加快，水的压力也逐渐增大。

叶轮的主要作用是将水的动
能转化为机械能，使得叶轮能够驱动其他设备的运转。

叶轮的设计和结构决定了其转化效
率和输出功率的大小。

在水泵水轮机的出口段，水的流速和压力进一步增大，将水引出设备并输送到指定位置。

出口段的设计和结构主要考虑了防止水泄漏和能量损失的问题，以确保设备的运行效
果和节能性。

水泵水轮机的水力特性是指设备在不同运行工况下的性能指标，包括效率、扬程、流
量等。

这些特性与设备的结构参数、运行状态和使用环境等有关。

了解和掌握水泵水轮机
的水力特性，可以帮助我们选择合适的设备和调整运行参数，以获得更好的使用效果和经
济效益。

水泵水轮机全特性课件

水泵水轮机全特性1．水泵水轮机全特性曲线抽水蓄能电站的水泵水轮机均设有活动导叶，通过导叶调节水轮机运行时的流量，故水泵水轮机的特性曲线一般为一组不同导叶开度下的全特性曲线，其区域的划分与水泵的全特性区域划分一样，只是习惯上以正常水轮机运行工况的各参数为正。

同时抽水蓄能电站一般H 也总是正值，即在实际工程中实用也就是5个工况区，即水轮机工况、水轮机制动工况、水泵工况、反水泵工况、水泵制动工况。

水泵水轮机全特性曲线表示方法通常采用1111~n Q 和1111~n M 来表示。

图3-7和图3-8所示为某抽水蓄能电站水泵水轮机的四象限特性曲线。

图3-7 水泵水轮机流量特性曲线图3-8 水泵水轮机力矩特性曲线2．水泵水轮机全特性曲线的特点通过对不同水泵水轮机的全特性分析可以看出，水泵水轮机全特性有着下述的规律与特点：（1）在水泵工况，大开度等导叶开度曲线汇集成一簇很窄的交叉曲线，说明在此区域水泵扬程与导叶开度的关系不大，开度的改变不会造成单位转速及单位力矩的很大的变化。

当导叶开度较小区域时随着导叶开度的减小其流量曲线及力矩曲线则加速分又，说明此时的导水机构可看作是节流装置，水头损失急剧增大，从而对水泵的力矩及流量产生较大的影响。

在水泵实际运行中导叶开度将随着扬程的变化而沿各导叶开度特性曲线的外包络线变化，使得水力损失最小，也即使得水泵的效率在此工况最高。

此外，随着单位转速的增大，也即水泵扬程的减小，水泵的流量及水力矩将快速增大，所以在水泵及电动机设计时应充分考虑此时水泵的力矩特性，电动机容量应根据可能的正常运行最低扬程工况进行设计，并留有一定的裕量；同时根据导叶小开度区域力矩分散的特性，在异常低扬程起动时（如初次向上水库异常低扬程充水时）可采取关小导叶开度来限制其水力矩，即限制水泵的入力在一定范围以内。

（2）水泵制动区力矩随单位转速的减小而逐渐增大，其中沿大导叶开度线要比小导叶开度线要明显得多；另外，各导叶开度线与单位转速坐标轴的交点集中，表明水泵水轮机冰泵的零流量点与导叶开度关系不大，同时各导叶开度线的切线基本为正斜率，表明随着水泵工况反向流量的增大其制动水力矩不断增大，但水力矩的增速逐渐变缓，同时单位转速减小，转速减小的速度逐渐加快，这主要是机组转动部件及水体有着惯性力矩的抑制作用。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性水泵水轮机是一种将机械能转化为水能的机械装置，在工程中被广泛应用。

它由进口管道、水泵、进口水流、进口弯管、叶轮、出口弯管、出口水道、出口管道等部分组成。

其内部流动及水力特性对其性能和使用寿命有着重要影响。

本文将对水泵水轮机内部流动及水力特性进行浅谈。

水泵水轮机内部流动方式以及其特点主要是指叶轮中水的流动情况。

水泵水轮机的叶轮通常由进口叶片和出口叶片两部分组成。

在叶轮内部，水通过进口叶片进入叶轮，叶轮带动水的流动，随后由出口叶片流出。

水泵水轮机内部流动的特点主要有以下几点：1. 流态复杂在水泵水轮机内部流动过程中，水体的流态非常复杂。

叶轮的运动会使水体发生旋转、湍流、迎角流等多种流动形态，这些流动模式还会互相转换，导致内部流动非常复杂。

2. 流速梯度大由于叶轮加速和扭曲作用，水体在叶轮中的流速往往存在较大的梯度。

进口处水体的流速相对较低，而到达出口处时则会急剧加速。

3. 流动方向改变在水泵水轮机内部，水体的流动方向常常需要发生改变。

例如进入叶轮时需要改变流动方向，而叶轮运动导致另一种方向的流动等等。

4. 涡流影响叶轮中水体的流动还会产生大量涡流，这些涡流会影响水泵水轮机的效率和产生噪音。

水泵水轮机的水力特性主要包括流量-扬程特性曲线、效率和水力学性能等方面。

1. 流量-扬程特性曲线流量-扬程特性曲线是描述水泵水轮机性能的重要参数之一。

该曲线反映了水泵水轮机在不同流量条件下的扬程变化情况。

通常流量-扬程特性曲线是倒U型的，即在一定范围内随着流量增加，扬程增加，但是超过某一点后扬程反而逐渐下降。

2. 效率水泵水轮机的效率是指其将机械能转化为水能的能力。

其能量转化效率越高，其性能越优良。

水泵水轮机的效率通常会随着流量变化而变化，其最高效率点通常在流量-扬程特性曲线的中间点。

3. 水力学性能水泵水轮机的水力学性能反映了其内部流动状态的特性，其主要包括水轮机损失、叶轮进口弯管、出口弯管以及进口、出口管道的管路阻力等方面的影响。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性水泵和水轮机都是一种常见的水力机械，用于将水的动能转化为机械能或电能。

水泵主要用于向上输送水，而水轮机则主要用于将水的动能转化为机械能或电能。

在水泵和水轮机内部，水的流动和水力特性起着至关重要的作用。

本文将从内部流动和水力特性两个方面浅谈水泵和水轮机的工作原理。

1.内部流动水泵内部的流动主要是由叶轮引起的。

当水泵启动时，叶轮会产生一个旋流，将水吸入并向出口方向推送。

高速旋转的叶轮会给水施加压力，使得水能够克服管道阻力向上输送。

水泵内部的旋流和压力变化会使得水的流速和流量发生变化。

在叶轮附近，水的流速和压力会达到最大值，而在出口处则会逐渐减小。

这种内部流动的变化是由叶轮形状和旋转速度决定的，可以通过改变叶轮的结构和旋转速度来调节水泵的性能。

2.水力特性水泵的水力特性主要包括流速特性、扬程特性和效率特性。

流速特性是指水泵在不同流量下的流速变化情况，通常以流速-流量曲线来表示。

扬程特性是指水泵在不同流量下提升水的能力，通常以扬程-流量曲线来表示。

效率特性是指水泵在不同流量下的能量转化效率，通常以效率-流量曲线来表示。

水泵的水力特性直接影响着其在工程实践中的应用。

通过研究水泵的水力特性，可以选择合适的水泵型号和工作点，以满足不同工程需求。

水轮机内部的流动主要是由水轮引起的。

当水流进入水轮机时，水轮会将水的动能转化为机械能或电能。

在水轮机内部，水的流动状态会随着水轮叶片的形状和转速发生变化。

水轮机内部的流动包括进口段、导叶段、转轮段和出口段。

在进口段，水流速度较快，压力较低；在导叶段，水被引导进入转轮；在转轮段，水的动能被转化为机械能或电能；在出口段，水被排出水轮机。

水轮机的水力特性主要包括进口段的压力损失、转轮段的动能转化和出口段的出口压力。

进口段的压力损失主要由导叶引起，可以通过改变导叶的角度和布置来减小压力损失。

转轮段的动能转化效率取决于水轮的设计和转速，可以通过优化水轮的叶片形状和提高转速来提高动能转化效率。

水泵水轮机全特性

水泵水轮机全特性曲线表示方法通常采用1111~n Q 和1111~n M 来表示。

图3-7和图3-8所示为某抽水蓄能电站水泵水轮机的四象限特性曲线。

在水泵实际运行中导叶开度将随着扬程的变化而沿各导叶开度特性曲线的外包络线变化，使得水力损失最小，也即使得水泵的效率在此工况最高。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性1. 引言1.1 水泵水轮机的概念水泵水轮机是一种将液态或气态流体的动能转换成机械能的设备，广泛应用于工业生产和生活中。

水泵水轮机通过叶轮的旋转来输送流体或驱动发电机转动，是水利工程和能源领域的重要设备。

水泵水轮机的概念可以追溯到古代，古埃及人利用简单的水车来灌溉土地。

随着工业革命的发展，水泵水轮机逐渐演变成现代化的设备，可实现高效输送流体和发电。

现代水泵水轮机通常包括水泵和水轮机两部分。

水泵负责将流体从低压区域输送至高压区域，水轮机则利用流体动能驱动发电机发电。

水泵水轮机在供水、排水、发电等方面发挥着不可替代的作用。

水泵水轮机的设计和运行效率直接受内部流动及水力特性影响。

研究水泵水轮机内部流动及水力特性对于提高设备效率、减少能源消耗具有重要意义。

接下来将详细探讨水泵水轮机内部流动及水力特性的影响因素、研究方法以及优化技术。

【内容结束】.1.2 内部流动及水力特性的重要性内部流动及水力特性在水泵水轮机中起着至关重要的作用。

内部流动指的是在水泵水轮机内部传递水流的情况，其流动状态直接影响着设备的性能和效率。

水力特性则是指水在水泵水轮机内的特定工况下的流动特性，包括压力、速度、流量等参数。

了解和研究水泵水轮机内部流动及水力特性，不仅可以提高设备的工作效率和性能，还可以减少能源消耗，降低成本，延长设备的使用寿命。

通过深入研究水泵水轮机内部流动及水力特性，可以掌握设备的工作机理，为设备的设计、制造和运行提供科学依据。

关注和研究水泵水轮机内部流动及水力特性具有重要的理论意义和实践价值，对于提高水泵水轮机的性能和可靠性具有积极的促进作用。

2. 正文2.1 水泵水轮机的工作原理水泵水轮机是一种将水能转换为机械能或电能的设备，通常被用于水力发电或水资源利用。

其工作原理主要包括两部分：水泵和水轮机。

水泵的作用是将水由低水头处抽送至高水头处，通常通过机械叶轮的旋转来增加水的动能，从而提高水的流速和水压。

水泵水轮机简介

水泵水轮机简介一、水轮机分类二、水轮机结构三、水泵水轮机各部件的配合四、水泵水轮机五、问题及补充1、水轮机分类根据转轮内水流运动的特征和转轮转换水流能量形式的不同，水轮机可分为冲击式和反击式。

1.1冲击式又分水斗式、斜击式、双击式。

将水的动能转换为机械动能。

借助特殊的导水装置（如喷嘴），把高压水流变为高速的自由射流，通过射流与转轮的相互作用，将水流能量传递给转轮。

转轮不是整周进水，因此过流量较小。

1.2反击式又分混流式、轴流式、斜流式、贯流式。

将水的压能、势能转换为机械动能。

水流充满整个水轮机的流道，整个流道是有压封闭系统，水流是有压流动，水流沿着转轮外圆整周进水，从转轮的进口至出口水流压力逐渐减小。

冲击式混流式1.2.1混流式：水流由径向进入转轮，然后沿轴向流出。

由美国人法兰西斯发明，所以又称法兰西斯式。

混流式水轮机的转轮由上冠、下环、叶片和泄水锥组成，混流式转轮叶片是固定不动的，混流式结构紧湊，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。

轴流式水流在导叶与转轮之间的流动方向由径向转为轴向，经过转轮区域时水流是轴向流进又轴向流出。

轴流转桨式由捷克人卡普兰在1916年提出的，所以又称卡普兰式。

1.2.2轴流式水轮机的转轮由转轮体（即轮毂）、叶片和泄水锥组成，叶片数少于混流式，叶片轴线与水轮机轴线垂直。

在同样直径与水头时，它的过流能力比混流式大，气蚀性能较混流式差。

轴流转桨式适用于水头变化较大，特别是出力变化较大的电站。

广泛用于低水头、大容量的电站。

2、水泵水轮机结构以混流式水轮机为例有以下主要部件：蜗壳、座环、导水机构、转轮、尾水管、主轴、水导轴承。

2.1蜗壳：以最小的水力损失把水流引向转轮前的导水机构，并使水流能均匀而轴对称地进入导水机构，同时让水流具有一定的速度环量。

根据使用水头和单机容量不同，蜗壳的制作材料有金属和混凝土，金属蜗壳的截面形状为圆形，蜗壳的外形像蜗牛壳，从蜗壳进口到鼻端又像一个断面逐渐收缩的管子。

水泵水轮机全特性曲线对过渡过程轨迹的影响

务需求, 机组频繁的历经起停、增减负荷、工况转换
区域进行构建, 以用于前期相近比转速电站的过渡过
等过渡过程, 这无疑对过渡过程的稳定性提出了更为
程计算。考虑到前期采用的转轮特性曲线与定制开发
严格的要求。运行经验表明, 水电站机组及其附属设
转轮特性的差异, 还需在计算结Fra bibliotek的基础上再考虑一
备的事故, 大多是在过渡过程中发生的 [2] 。特别是
correlated to the shape of the characteristic curve, and the durations of the operation trajectories of the pump-turbine unit after
the load rejection within each zone of the characteristic curve are closely related to the extreme values of the control parameters of
区的历经时间, 其值越大, 过渡过程稳定性越好。水泵水轮机转轮全特性曲线确定后, 也可通过优化
导叶关闭规律的方法来进行调整机组运行轨迹, 以提高过渡过程稳定性。研究表明, 对抽水蓄能电站
建设不同阶段采用的水泵水轮机转轮特性曲线进行系统的对比分析, 对确保电站投运后的运行安全性
很有必要。研究成果可为提高水泵水轮机转轮设计水平以及评判抽水蓄能电站的过渡过程稳定性提供
different complete characteristic curves after the load rejections under the typical operation conditions as well as their relations

水泵水轮机全特性曲线处理新方法

1引言可逆式水泵水轮机的全特性曲线存在着严重的倒“S”型曲线，在倒“S”型曲线区域机组的转速变化对机组的过流特性影响巨大，较小的转速变化就会导致巨大的流量变化和力矩变化[1]。

因而“S”型区域的存在直接影响可逆式水泵水轮机在水轮机工况启动、飞逸、反水泵工况等瞬态过渡的品质。

再者可逆式水泵水轮机全特性曲线在曲线两端存在严重的交叉、重叠现象，且右端存在多值情况。

可逆式水泵水轮机的过渡过程计算多且复杂，为了得到准确的计算结果必须保证读取的瞬态工况性能参数的准确性，而可逆式水泵水轮机的倒“S”型曲线和在其两端存在的严重交叉和重叠现象为瞬态工况参数的准确读取带来了巨大困难。

本文利用某水蓄能电站的可逆性水泵水轮机全特性曲线图，在Suter曲线的基础上，参考验证多种在Suter曲线基础上改良的全特性曲线处理方法，通过引入修正系数，变换参考公式来保证得到较好的插值效果和简练的计算公式，最终得到一种新的可逆式水泵水轮机全特性曲线处理方法。

2研究对象的基本参数某抽水蓄能电站水泵水轮机的有关参数为：最大毛水头／扬程610.2m；最小毛水头／扬程518m；水轮机工况设计水头526m；轴输出／入功率336Mw；额定转速500r／min(双向)；转轮进口直径4030mm；转轮出口直径2045mm；设计最大稳态飞逸转速680r／rnin。

电站正常发电运行工况范围内(对应水头为518m～610.2m，单位转速为42r/min~46r／min)的导叶各开度下的零流量单位转速线附近或以上区域，机组全特性曲线中存在明显的“S”形区域，即运型不稳定区域。

该抽水蓄能电站可逆式水泵水轮机的全特性曲线图如图1。

3可逆式水泵水轮机全特性曲线的几种处理方法3.1Suter变换水泵水轮机全特性曲线处理新方法程远楚王杰飞(武汉大学动力与机械学院武汉430072)[摘要]以某抽水蓄能水电站可逆式水泵水轮机全特性曲线为研究对象，研究验证Suter变换处理方法及其改进方法的优缺点，在原有全特性曲线图中从固定点作射线取值，将相对开度y引入自变量，增加常数项修正系数，进行数学变换，最终提出一种新的可逆式水泵水轮机全特性曲线处理方法。