水力机械模型试验台的设计研究

合集下载

土木工程中的水力模型试验研究与应用

土木工程中的水力模型试验研究与应用水力模型试验是土木工程领域中一种重要的实验研究方法，它能够通过缩小比例尺，模拟真实工程中的水流过程，对水力学问题进行深入的研究与分析。

本文将探讨水力模型试验的原理、方法以及在土木工程中的应用。

首先，水力模型试验的原理是基于相似性原理，即在相似比例下，物理量之间的比值保持不变。

通过调节比例尺，我们可以将实际工程中的水流过程缩小到实验室中进行研究。

通过水力模型试验，我们可以得到一些关键参数，如流速、水位、压力以及水力力学特性等信息，这对于设计工程结构、预测水流行为以及解决实际问题具有重要意义。

水力模型试验的方法主要包括物理模型的制作、试验设备的布置以及数据的采集与分析。

首先，制作物理模型是试验的第一步，需要根据实际工程的几何形状和尺寸，按照一定比例进行缩放制作出模型。

在物理模型制作的过程中，需要考虑到材料的选择、模型的加工工艺以及模型的通水性能等因素。

其次，试验设备的布置是保证试验顺利进行的基础，需要合理设计和布置水槽、泵站、流量计等设备，以及确保试验的安全性和准确性。

最后，数据的采集与分析是水力模型试验的重要环节，通过使用传感器、探针等设备采集试验过程中的数据，并借助计算机等工具进行数据处理和分析，得出试验结果并进行评估。

水力模型试验在土木工程中具有广泛的应用。

首先，在水利工程领域，水力模型试验可以用来研究河流、水库、堤坝等水利建筑物的水流特性，通过模拟真实流动情况，分析流速、水位变化以及水波传播等问题，为工程设计和防洪工作提供重要依据。

其次，在海洋工程领域，水力模型试验可以用来研究海岸侵蚀、波浪对海岸结构的影响以及沉船沉降等问题，为港口建设、海岸保护等工作提供技术支持。

另外，在水下工程、水力发电、给排水工程等领域，水力模型试验也能够发挥重要作用。

除了以上应用之外，水力模型试验还有一些新的研究方向和应用领域值得关注。

例如，在生态工程领域，水力模型试验可以用于研究湿地恢复、水生态系统的模拟与评估，为保护生态环境和推动可持续发展提供支持。

基于NI的高精度水力机械试验台测试系统设计

1 测试系统方案
水力机械试验台由水库、校正池、折向器、称
作者简介：周同旭（1985-），男，硕士研究生，工程师， Email： dongdong993@
周同旭，等：基于 NI 的高精度水力机械试验台测试系统设计
电气传动 2016 年第 46 卷第 12 期
摘要：国家能源中小水电设备重点实验室水力机械试验台数据采集系统采用 NI 公司的 LabVIEW 软件和 PXI Express 硬件的测试方案，再配合一整套的高精度测试传感器和测量仪表，实现高速、高效、高精度和高吞吐量实时在线测量，在试验过程中最大程度上减少测量误差，提高测试精度。并能自动存储、开机自动恢复、显示、绘出实验结果和打印，保证了试验测量精度，提高试验效率。通过试验证明，该系统测量精度高，运行稳定可靠，操作方便，达到国际 IEC 相关标准。关键词：水力机械试验台； LabVIEW 软件；数据采集中图分类号： TP274 文献标识码： A DOI： 10.19457/j.1001-2095.20161215
行试验研究和分析，通过模拟运行下的高精度测量可获得模型水轮机在各种水工况下的参量，如水头、转速和效能数据。通过试验比对，检验水轮机设计方案优劣，确定其模型转轮的性能。最后利用相似原理推广到原型水轮机上，不仅缩短了水轮机转轮的开发周期，同时还节约了其制造成本。水力机械试验台采用 NI 公司的 LabVIEW 作为测试软件和 PXI Express 仪器作为测试硬件。通过软件的 DAQmx 和 PXI Express 仪器快速 PCI 总线的高吞吐量实现高精度测试，保证了测试系统的精度与性能，实现了整个试验台高综合测量精度与运行效率。

管道水力输送模型实验台研制的开题报告

管道水力输送模型实验台研制的开题报告一、课题背景随着国民经济的快速发展，水资源的需求量越来越大。

而水的输送是保证水资源离地理位置、金融投入等方面的多样性而实现水资源整合利用的关键步骤，因此管道水力输送模型实验台研发对于水输送系统的研究及信息化发展具有至关重要的意义。

此外，采用水力输送技术，能够克服地形、地貌、交通等因素对水资源利用的限制，发挥远距离、大规模搬运水的作用，实现城乡一体化、全国水网优化配置及环境可持续性等目标。

所以，研制一款管道水力输送模型实验台有助于提升国家水资源保障能力和绿色能源开发和利用水平。

二、研究目的本研究的目的在于构建一种管道水力输送模型实验台，用于模拟管道水力输送过程中的流态变化、水质特性、停运原因分析，以及外部因素（如地理位置、人为等）对输水效果的影响，为对水力输送系统的优化提供实验依据及支持。

三、研究内容1. 输水的物理过程分析与建模，针对实验对象进行流量、压力等参数的测量与分析，带宽计算等数据处理；2. 拟定实验方案，设计样品，制作液晶屏幕、滚轮及流量计等相关配件；3. 实验数据分析，记录水质监测器实时数据，归纳总结罐体内各个层面的水质变化和流态特征，分析输送效率；4. 结合实验数据，设计管道工程案例，梳理输送的优缺点，为今后的科研成果输出提供依据。

四、进度安排1. 第一阶段（1月-3月）：调查水力输送模型在工程实践中的应用情况，确定实验方案，打造基础数据；2. 第二阶段（4月-5月）：拟定模型实验台技术方案，设计制作样品，开发配套软件、控制系统等；3. 第三阶段（6月-8月）：搭建水力输送模型实验台，进行初步模拟实验，优化模型，并择人才梳理优化管道工程的方向；4. 第四阶段（9月-11月）：根据实验方案设计完成直管、弯头和阀门等管道工程配件，并采用加工机械进行制作；5. 第五阶段（12月-2月）：对实验设备进行检修与调整，进行全面测试与验证，统计数据，并围绕实验结果投稿各类期刊。

水力机械综合试验台水力循环系统模块化设计

ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ，ａｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｍｏｄｕｌａｒｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｉｎａｌｉｍｉｔｅｄｓｐａｃｅ，ａｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｔｈｅｌａｒｇｅ－ｃａｐａｃｉｔｙａｎｄ
ｆｌｅｘｉｂｌｅ－ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ．ＴｈｉｓｔｅｓｔｒｉｇｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔＩＥＣｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄｃｏｍｅｓｕｐｔｏｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｔｅａｃｈｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｄｅｌｔｅｓｔｕｎｉｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｉｔｃａｎｅｘｔｅｎｄａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｅｓｔ，ａｎｄｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｍｕｌｔｉ＿ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｆｌｅｘｉｂｌｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．

水力机械的设计及其水动力特性研究

水力机械的设计及其水动力特性研究水力机械是利用水力能量转换为机械能或电能的设备。

水力机械的应用广泛，涵盖了水力发电、水运输、农业灌溉、城市供水等领域。

在这些领域中，水力机械的设计和水动力特性研究至关重要。

一、水力机械的设计水力机械的设计是一项复杂的工作，需要考虑多种因素。

首先，设计师需要确定水流的流动状态，包括水流速度、流量、水流方向等。

然后，设计师需要确定水力机械的大小、形状、叶轮类型以及其它参数，如进口角、出口角等。

在进行水力机械的设计时，设计师还需要考虑水力机械的材料选择、制造工艺、运行环境和维护等方面的问题。

同时，设计师还需要考虑经济因素，如成本、效率和耐用性等。

二、水力机械的水动力特性研究水力机械的水动力特性是指水流通过机械时，产生的涡流、压力损失、振动和噪声等现象。

水力机械的水动力特性研究是为了改进水力机械的设计和优化机械的性能。

通常情况下，水力机械的水动力特性研究可以分为以下几个方面。

1.流场测量和分析流场测量和分析是研究水力机械水动力特性的关键。

通过使用不同的流量测量和分析方法，可以更好地了解水流对机械的影响。

2.雷诺数和尺寸效应尺寸效应是指在不同尺度下水动力现象的变化。

在研究水力机械的水动力特性时，尤其需要考虑这一点。

同时，需要注意雷诺数的影响，因为不同的雷诺数可能会导致不同的水动力现象。

3.减阻和流阻减阻和流阻是影响水力机械水动力特性的两个关键因素。

减阻可以帮助机械更好地排水和节省能量。

流阻则会导致压力损失和阻力增加，降低机械的效率。

4.振动和噪声水力机械的振动和噪声对机械的使用寿命和效率有很大的影响。

因此，在研究机械的水动力特性时，需要考虑振动和噪声的影响，并采取措施来减少它们的影响。

总之，水力机械的设计和水动力特性研究是非常重要的。

通过不断地研究和改进，可以优化机械的性能，提高水利设施的效率和可靠性。

水轮机模型试验装置设计进步与创新

图１模型试验装置设计框图
在整个研发过程中，从水轮机专业角度４模型试验装置设计工作的创新与人，
拓展
模型试验装置设计工作绝非简单的机械加工设计。首先，为水力研发课题的重作
和试验装置设计与水力因素相结合的层次
段管路设计工作；转轮安装装置设计；各试
验台机械配件设计等基础性设计工作。为试验台的建设做出了贡献。
５模型试验装置设计工作的项目
化建设
从水力研发项目立项之初，置设计装
（３潮汐电站水轮机模型和离心泵１）
一
结构，减小了蜗壳和尾水管表面粗糙度，但内表面型线精度仍待提高，同时还存在刚度不够等其它问题。（）３蜗壳和尾水管采用铸铝分上下或
左右随型铸造，内腔数控加工然后把合成
一
波逐阶而上的创新历程，以设计水平的进
步、设计方案的高要求带动加工制造水平的进步，以模型转轮为例，以前每片叶片全为
步提高。另外在不同水头段密封型式结
构设计和导水机构浮动底环的结构设计使动、部件之间间隙控制水平得到了很大静
的提高。
相关质量控制体系（Ｓ９０）建立，Ｉ００１的模
３模型水轮机试验装置设计的程序化
型试验装置设计质量的提高得到了可靠保证。模型试验装置设计框图见图１。
模型的设计研制完成，是东方电机水力更

水力机械多功能模型试验台循环管路系统水力设计

313 密封系统自激振动稳定性分析
(1) 轴向气锤Байду номын сангаас激振动
因为气膜轴向阻尼 (所有自激频率下都没有
出现负的轴向阻尼) ,所以系统恒稳定[10] 。
(2) 角向摆动自激振动
工作浮环的转动惯量为 :
I
n
= ∑[ i =1
mi
R2i
+ 4
r2i + ei ]
≈01001347 (kg·m2)
(6)
据前述理论 , 经有限元程序动态分析计算得
5 结语
(1) 目前国内尚无一种水力机械模型试验台做到了既可以做立式模型试验又可以做到卧式模型试验 ,而本模型试验台方案真正达到了“一套模型试验台多种功能”的目的。 (下转第 25 页)
Vol. 29 ,No. 11 ,2001 FLUID MACHINERY 25
3 循环管道系统水力计算
循环管道系统水力计算的主要内容包括循环
系统水流循环时间、循环系统水流阻力计算和水
温变化等计算。
311 循环系统水流循环时间
循环系统水流循环时间的计算目的是保证循
环系统有足够时间把在低压时从水中析出的空气
重新溶解到水中。循环系统水流循环时间 :
t =ΣV/ Q
(1)
式中 ΣV ———循环系统总容积 ,
式灯泡贯流式机组则是开发低水头水力资源的较好方式 ,与立式轴流式水轮机相比 ,具有过流通道的水力损失小、施工方便、过流能力较高、比转速大及效率较高等优点。因此 , 本模型试验台的模型机选用卧式灯泡贯流式机组 , 以后根据需要亦可更换模型机组 , 如换成立式混流机组和立式轴流机组。
211 压力箱尺寸与容积确定压力箱的功能是为了消除进入机组的水流扰动 ,使进入机组前的流速分布比较均匀。为保证进入模型机组前的水流达到稳定 , 在压力箱内加设了稳流栅 ,参见图 3 。压力箱的尺寸 (轴线长 × 宽 ×高) 2000 ×2500 ×4000mm ,容积为 20m3 。

水力机械试验台智能控制系统设计

ＺＫ０ｎ－ａＺｔ６Ｙｉｇｎｎ，ＨＡＮＧａ－、ＮＧａｇＱｉｎｌ，７ｉＩＹｎ
（．ａｉｎｔｔｏＬｒｅｌｔｃｃｉｅ，ａｉ１０４ｈａ２ＨｉｎｊｎＡａｅｏＳｅ￣ｓａｉ１０９Ｃｉａ１ＨｒｎＩｓｔｅｆａＥｅｒＭａｈｒＨｒｎ５００Ｃｉ；．ｅｏｇａｇｃｄｍｙｆｄｎ，ｒｎ５００ｈ）ｂｉｕｇｃｉｎｙｂｎｌｉＨｂｎ
《动技与用》００第２卷期自化术应２１年９第６
经验交流
ＴｃｉａＩｍｍｕｎｃｔｓｅｌｈｎｃＣｏｉａｉｏｎ
水力机械试验台智能控制系统设计
赵英男，千里，张王阳
（．１哈尔滨大电机研究所，黑龙江哈尔滨１０４；．５００２黑龙江省科学院，龙江哈尔滨ｌ０９）黑５００
１引言
对水力发电设备生产厂家来说，高水头水力机械试
的布线，使电缆的配线、安装、操作与维护费用大幅可减少。２由于数字传输精度大大高于模拟信号，（）使检测精
度大提高，很容易实现万分之几的检发展的基础，是进行水力
ＡｂｔａｔＴｈｉｌｕｓａｏｔｄｉｈｌｃｒｃｃｎｒｌｙｔｍｆｔｅｈｇｅｄｈｄａｌｃｍａｈｎｒｅｔｓａｄｔａｏａｅｎｔｅｓｒｃ：ｅｆｅｄｂｓｉｄｐｅｎｔｅｅｅｔｉｏｔｏｓｅｏｈｉｈｈａｙｒｕｉｃｉｅｙｔｓｔｎｈｔｌｃｔｓｉｈｓＨａｂｎＩｓｉｔｆＬａｇｅｔｉａｈｎｒ．ｉｐｐｒｉｕｔａｅｈｌｃｒｃｃｎｒｌｓｓｅｐｏｅｕｅａｄｍｅｈｄｂｒｉｎｔｔｅｏｒｅＥｌｃｒｃＭｃｉｅｙＴｈｓａｅｌｓｒｔｓｔｅｅｅｔｉｏｔｏｙｔｍｒｃｄｒｎｔｏｙｕｌｔｅＰｈＲＯＦＢＵＳｆｅｄｂｓＴｈｄａｔｇｓａｄｃａａｔｒｓｉｓｏｅｆｅｄｂｓａｅｓｍｍａｉｅ．Ｉｉｌｕ．ｅａｖｎａｅｎｈｒｃｅｉｔｃｆｔｉｌｕｒｕｈｒｚｄ

水利工程中的水力模型试验研究

水利工程中的水力模型试验研究一、引言随着我国水利基础设施建设的快速发展，水力模型试验研究在水利工程中扮演着越来越重要的角色。

水利工程的规模越来越大，设计越来越复杂，因而需要借助模型试验来预测和验证实际施工效果，为工程的正确实施提供可靠的科学依据。

本文采用实证研究方法，结合实际案例对水力模型试验的各个环节进行探讨，旨在为水利工程实践提供有益的参考。

二、水力模型试验的概念及意义水力模型试验是一种使用物理模型，通过观察、测量等手段，模拟自然水文水利体系中特定部位或对系统进行整体模拟的试验方法。

水力模型试验属于实验技术范畴，是运用力学、流体力学、数学等学科的原理建立的小比例模型，通过测量物理量、观察流动状态等手段将试验模型所产生的现象和结论应用到实际水利工程中。

水力模型试验对于水利工程的设计、施工及运行维护有着不可替代的作用。

首先，水力模型试验可以在现实工程未建成前，对设计方案进行检验和完善；其次，水力模型试验可以模拟现实环境，评估不同设计方案的具体效果，为工程施工提供可靠的建议；最后，水力模型试验可以帮助工程运行和维护人员解决工程中出现的问题，提高工程性能。

三、水力模型试验的具体步骤水力模型试验的主要步骤包括：实验目标确认、模型设计（包括相似关系的确定）、物理模型的制作、实验环境的设置、数据采集分析、结论的推导以及试验成果的应用。

（一）实验目标确认水力模型试验需以确定实验目标作起点。

实验目标是指试验所要掌握的基本信息，包括需要测定的物理量、工程参数等，实验目标确认的好坏直接关系到后续工作的有效性和实验效果的可靠性。

（二）模型设计水力模型试验的设计是关键环节。

在确定相似关系的基础上，需要制定合适的模型比例以及精度，设计出符合实际情况的模型结构、验算结构、分析参数等。

（三）物理模型的制作在设计好的模型基础上，需要进行物理模型的制作。

物理模型的制作需要注意工艺要求、材料的选用及加工质量等问题。

（四）实验环境的设置水力模型试验需要在合适的环境下进行，环境因素可能会对试验结果产生影响，如环境温度、湿度等。

水力机械研究所设计思路简介

额定转速：ｎ＝１９ｒｍＯ０３ｐ；为了能够使得水泵在０Ｏ围内都能够平稳运行、平滑调速并且在～ｎ范
速度控制上实现较高的时实响应，采用了西门子６ＡＯＲＴ单象限可控硅直流调速的方案。根据直流电机参数，结合监控和操作要求，选择配套的可控硅直流调
因此，采用选择一个双出轴电机拖动两个水泵的方案，两个水泵并
连，以满足第一种最大流量工况；两个水泵串连，来产生第二种最大水头
的工况；
选择卧式双吸离心泵，通过厂家样本并考虑一定的裕量，选择水泵参数如下：额定扬程：Ｈ￣３ｍＯ４数；测量仪器：中图分类号：ＴＩ文献标识码：Ａ文章编号：１７－７９２１）１２０７０Ｖ６１５７（０Ｏ００４－２
０引言
水罐模拟实际电站的上水库；而后带有压力的水冲击模型转轮后流入尾水罐，该尾水罐模拟实际电站的下水库；最后通过主管路流回水池。而转轮受到水流冲击后，带动测功电机发电。在该过程中，一方面，通过调整水泵的出口的水头、管路阀门的开度或是模型组装的导叶角度等来模拟不同的工况，另一方面，通过测量转轮、水罐的压力，水的流量，测功电机的反力矩，液位等，观察和计算模型转轮在这些不同工况下的水力性能。校正方面：压力传感器，通过标准压力检测台校正；流量计，采用称重法，将流过流量计的水导入ｌＯ蓄水箱，用安装在ｌＯ蓄水箱底部的称ＯｔＯｔ重传感器称量这些水的重量来校正流量计；而１０水箱底部安装的称重传０Ｔ感器来也需要校正。这是通过一台高精度的台秤称量２蓄水箱中的水，多ｔ次将这些重量精确的水导入到ｌＯ水箱，以此对ｌＯ水箱底部的承重传感ＯｔＯｔ器进行校正。试验台的工作原理简图，如图ＩＮ示。３试验台设备选型３１主泵、主泵电机的选型及调速方案的确定根据模型试验的应用条件，试验台需要在两种最大流量和压力的工况

河海大学水力机械多功能试验台

河海大学水力机械多功能试验台简介河海大学水力机械多功能试验台是“211工程”重点建设项目之一。

试验台按照DL446-91《水轮机模型验收试验规程》进行设计与建造，试验台2003年底通过江苏省科技厅的鉴定，具有A级精度。

试验台不仅可以做立式、卧式水轮机、水泵的能量特性、汽蚀特性、飞逸特性和水流内特性等试验研究，而且还可以做正向、反向水轮机、水泵的能量特性、汽蚀特性、飞逸特性和水流内特性等试验研究。

南水北调东线工程解台泵装置模型泵及进出口流道试验台机组型式、主要设备型号及参数机组型式试验台既可做立式机组试验，也可做卧式机组试验。

主要设备型号、参数模型机转轮直径：φ300-φ350；测功电机功率N=50-100KW；转速n≤3000rpm；供水泵型号：14Sh-19A，与供水泵配套的直流电机功率为120kW，水泵扬程H=15—20m；差压传感器，型号为：EJA110A，精度为±0.075%；电磁流量计，型号为：RFM4110-500，精度为±0.2%；扭矩仪，型号为：JCZ-1000n.m，精度为±0.1%。

试验台计算机采集与控制系统图“十五”期间水力机械多功能试验台开展的研究项目编号研究内容1 南水北调东线工程解台泵装置特性试验研究2 南水北调东线工程淮安四站装置特性试验研究3 南水北调东线工程刘山泵装置特性试验研究4 淮河入海水道工程妇女河贯流泵装置特性试验研究5 上海东大盈贯流泵装置特性试验研究6 上海杨树浦港泵装置特性试验研究7 上海东茭泾泵装置特性试验研究8 上海桃浦河斜轴泵装置特性试验研究9 无锡梅梁湖竖井贯流泵装置特性试验研究10 南京红山窑轴流泵装置特性试验研究11 镇江谦壁轴流泵装置特性试验研究12 苏州市元和塘泵站工程双向贯流泵装置模型试验研究13 苏州市东风新泵站工程双向平面“S”型卧轴泵装置模型试验研究14 吉林白城市白沙滩泵站装置特性试验研究15 吉林大安泵站装置特性试验研究16 广东中山市金鱼沥泵站装置特性试验研究17 广东广昌泵站模型试验研究18 福建建瓯扬墩水电站模型试验研究19 HL-XFLQ-DA1系列水轮机开发研究试验台操作流程水轮机正向运行工况参见图1、图2所示，试验前，首先将手动阀门3、手动阀门2、手动阀门4关闭，其它阀门打开，用充水泵将循环管路系统充满水，关闭手动阀门5。

水轮机的模型试验

水轮机的模型试验一、水轮机的模型试验的意义前面讨论了水轮机相似的条件，这就从理论上解决了用较小尺寸的模型水轮机，在较低水头下工作去模拟大尺寸和高水头的原型水轮机。

按相似理论，模型水轮机的工作完全能反映任何尺寸的原型水轮机。

模型水轮机的运转规模比真机运转规模小的多，费用小，试验方便，可以根据需要随意变动工况。

能在较短的时间内测出模型水轮机的全面特性。

将模型试验所得到的工况参数组成单位转速11n和单位流Q后，并分别以它们作为纵坐标及横坐标，按效率相等工况点连量11线所得到的曲线图称为综合特性曲线。

此综合特性曲线不仅表示了模型水轮机的工作性能，同样地反映了与该模型水轮机几何相似的所有不同尺寸，工作在不同水头下的同类型真实水轮机的工作特性。

水轮机制造厂可从通过模型试验来检验原型水力设计计算的结果，优选出性能良好的水轮机，为制造原型水轮机提供依据，向用户提供水轮机的保证参数。

水电设计部门可根据模型试验资料，针对所设计的电厂的原始参数，合理地进行选型设计，并运用相似定律利用模型试验所得出的综合特性曲线，绘出水电站的运转特性曲线。

为运行部门提供发电依据，水电厂运行部门可根据模型水轮机试验资料，分析水轮机设备的运行特性，合理地拟定水电厂机组的运行方式，提高水电厂运行的经济性和可靠性。

当运行中水轮机发生事故时，也可以根据模型的特性分析可能产生事故的原因。

二、水轮机模型试验的方法水轮机的模型试验主要有能量试验，气蚀试验，飞逸特性试验和轴向水推力特性试验等几种。

由于篇幅所限，本教材主要介绍反击式水轮机的能量试验。

反击式水轮机的汽蚀试验可参阅有关参考文献。

能量试验台分为开敞式试验台和封闭式试验台，封闭式试验台无需设置测流槽，故平面尺寸要比开敞式试验小，而且水头调节更加方便，但封闭式试验台投资较高。

1. 开敞式能量试验台（1）开敞式能量试验台水轮机效率是水轮机能量转换性能的主要综合指标，因此，模型水轮机的能量试验主要是确立模型水轮机在各种工况下的运行效率。

水轮机模型试验台的构建

内结构及人员通行需要，有试验室可用的布置空问为８５现．ｍ
由于空问的限制，原本需要径直的水路设计成有折弯的回
路，故为了尽量减少与水轮机本身设计无关的水力损失，在流道中添加了起整流稳定作用的部件，大小水罐内共设四个整流
［］曹鹃，姚志民．水轮机原理及水力设计ｆ．北京：清华５Ｍ】
大学出版社，１９．９１
（上接第８２页）
表２各设备可靠性参数列表
系统可靠性指标
评估结果
ＳＩＩＡＦ
０１９５９５０
ＳＩＡＤ１
流栅起到了整流稳定作用。
试验水头分为静水头和动水头，静水头可用压力计测量而得。常用的压力计有液柱式、弹簧式、活塞式和电气式四
种。前三者均是将压力信号转换成模拟量信号输出，若要在上位计中使用则还需要对信号进行调节、放大、波并由Ａ滤Ｄ
建好的试验台将用于验证数值解析结果和指导转轮的水力设计。
关键词：试验台；水轮机；模型；构建中图分类号：Ｔ７４Ｖ３文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ９３（０２－０３００６７７２１）１０８ — ２１
转换器转换成数字信号；而电气式的可以直接输出为可用的
数字信号。由于试验需要，采用数字式压力计可以实现高精

水力机械的模型试验及特性曲线概要

第五章水力机械的模型试验及特性曲线
本章讲述的主要内容：
第一节水力机械模型试验的意义和任务
第二节水力机械特性曲线的定义和分类第三节模型试验及特性曲线的绘制
第一节水力机械模型试验的意义和任务
一、水力机械的现代设计方法：理论与试验相结合的方法
理解：
水力机械过流通道内的流动规律目前还不能利用数学的方法完全解决，因此设计时，必须引入一些假设进行简化。
流量随转速变化的规律
（三）不同比转速机器工作特性曲线的比较效率随流量（或负荷）变化的规律影响效率曲线形状的因素平均运行效率功率限制问题
二、综合特性曲线
自变量＝2
（一）水轮机综合特性曲线
1、综合特性曲线
等效率线等开度线
等空化系数线
功率限制线
2、运转特性曲线功率限制线：电机功率限制水轮机功率限制混流式：Pmax 轴流转桨：a0
设计对给定计算工况（即设计工况）下进行。在非设计工况
下，流动会产生脱流或转轮低压侧的强烈旋涡等，进行流动分析更加困难。因此除了在理论上进行探索之外，还必须通过试验来修正和补充。试验工作必须有理论进行指导。
二、水力机械的模型试验 1、进行真机的全特性试验不可能，真机试验多为验收试验、专题研究试验及改进性试验。但有些情况：如制造质量的检验；实际运行情况（振动、轴承发热、漏水等）以及泥沙磨损和汽蚀程度等，则只有在真机上才能观察到。 2、为得到水力机械的全特性，模型水力试验的任务包括：
4、将数据换算成单位参数（n11、Q11、P11、）
5、在一个a0下测量的数据可以绘制转速特性曲线
对转桨式水轮机，应在每一个叶片角度下进行上述测量
2、水轮机的空化试验程序（闭式台）

基于Visual Basic的水力机械模型试验台测控系统设计

基于Visual Basic的水力机械模型试验台测控系统设计吾买尔·吐尔逊;穆哈西;夏庆成;张德虎【摘要】由于自动化程度低的原因,传统的水力机械模型试验台无法实现模型机的稳定运转而产生误差,降低试验数据精度.针对这种情况,利用可编程序控制器及其模块、编程软件Visual Basic开发了水力机械模型试验台测控系统.该系统通过PLC 自动控制试验台辅助设备,保证模型机的稳定运转,及时采集实验数据.试验结果表明,原试验台试验数据精度得到明显提高,给水力机械制造厂提供可靠地数据参数.该系统不仅具有操作简单、抗干扰能力强、灵活方便、实用性等特点,而且大大降低由控制试验台辅助设备所引起的试验数据误差.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2015(032)001【总页数】5页(P100-103,107)【关键词】测控系统;模型试验台;Visual Basic;水力机械;PLC【作者】吾买尔·吐尔逊;穆哈西;夏庆成;张德虎【作者单位】新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052;新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052;新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052;河海大学能源与电气学院,江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】TK730.3;TP273水能,即水力发电,是一种清洁能源,可再生、无污染、运行费用低,便于进行电力调峰,有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益[1]。

水轮机、发电机和变压器是在水电站生产过程中不可缺少的设备。

泵与水轮机等水力机械的内部流动现象是十分复杂,难以光靠数学分析方法得到实用结果。

科学技术发展的今天,水力机械的不断发展和性能的不断提高与完善,主要还是依靠模型试验取得的。

近年来,微型计算机在水力机械的生产和科学研究中得到愈来愈广泛的应用,现在已可用计算机对水力机械的内部流动进行数值模拟,用以替代部分模型试验。

基于PLC的水力机械多功能模型试验台测控系统设计

基于PLC的水力机械多功能模型试验台测控系统设计
吾买尔·吐尔逊;穆哈西;张德虎
【期刊名称】《自动化技术与应用》
【年(卷),期】2015(034)011
【摘要】多功能、高精度和自动化程度是衡量一座试验台的标准,为提高试验台试验数据精度和自动化程度,本文利用可编程序控制器及其模块、编程软件Visual Basic来开发了水力机械多功能模型试验台测控系统.该系统不仅具有操作简单、灵活方便、实用性等特点,而且大大降低由控制试验台辅助设备所引起的试验数据误差.
【总页数】3页(P109-111)
【作者】吾买尔·吐尔逊;穆哈西;张德虎
【作者单位】新疆农业大学水利与土木工程学院,乌鲁木齐830052;新疆农业大学水利与土木工程学院,乌鲁木齐830052;河海大学能源与电气学院,南京210098【正文语种】中文
【中图分类】TM571.61
【相关文献】
1.基于Visual Basic的水力机械模型试验台测控系统设计 [J], 吾买尔·吐尔逊;穆哈西;夏庆成;张德虎
2.基于组态软件的水力机械模型试验台测控系统的开发 [J], 吾买尔·吐尔逊;穆哈西;夏庆成;张德虎
3.水力机械多功能模型试验台循环管路系统水力设计 [J], 郑源;李平;陈新方;王超
4.基于PLC和WINCC的水力机械模型试验台控制系统设计 [J], 刘志林;张卫江;罗红英
5.基于LabView和PLC的低速机喷油器试验台测控系统设计 [J], 贾波凯;李文杰;卢训;雷友军;张永林
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

０引言
水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，
ｔｏｆｔｅｍｏｌｔｓｏｓｌｏｙｒｕｉａｈｎｒｒｒｅｅＴｈｏｃｄ－ｅｓｓｅｉｌｖｌｅｗｉｈｄａｂｅｓｉｅｉｅｅｏｅｏａｉｎｏｈｄｅｅｔｃｎｏｅｆｒｈｄａｌｃｍｃｉｅｙａｅｂｉｆｄ．ｅｆｒｅｐｒｓｐｃａａｖｔｒｗａｌｌｄｓｄｖｌｐｄｔ —
ｓｖｎａｕｂｅｗａｅｓｕｃ．ＴｉｓｃｎｏｅｉｔｃｎｃｌｕｈｎｉａｅｙｂｔｈｎｓｏｉｔｒＥｅｔｃｌｇｎｅｉｇａｄＣｉａａｉｇｖｌａｌｔｒｅｏｒｅｈｓｔｔｏｓｌｅｈｉａｌａｔｅｔｔｄｂｏｈＣｉｅｅＳｃｅｙｆｌｃｒａｒｅｓｙｃｏｉＥｎｉｅｒｎｈｎｎ
证叶片角度调整精度的同时又提高了工作效率；取了保持试验水质清洁的相关措施，约了宝贵的水资源。该试采节验台通过了由中国电机工程学会和中国水力发电工程学会组织的技术鉴定，到国际先进水平。达
Ｌｉ，ＣＵＣｈＨＥＮＬａｇｎａ，ＸＩｉｎ－ｉｎＯＮＧＪａ — ｉｇｉｎｐｎ，ＴｋｏＴｋｍｉａ，ＮｏｉｔｋａｅｏｕｙｒＯａｅｏ
（．ｏｈａＨｄｏＰｗｒ（ｎｚｏ）Ｃ．ＬｄＨｎｚｏ３０１，ｈｎ；．ｏｈｂｏｐｒｔｎＴｋｏ１ＴｓｉｙｒｏｅＨａｇｈｕｏ，ｔ，ａｇｈｕ１０６Ｃｉａ２ＴｓｉａＣｒｏａｉ，ｏｙ）ｂｏ
关键词：水力机械；模型试验台；流量率定；扭矩测量；特殊阀；叶片联调
中图分类号：ＫＴ７文献标识码：Ａ
ＳｔｙｏｓｇｆＭｏｅｓｎｏｅｆｙｒｕｉａｈｉｅｙｕｄｎＤｅｉｎｏｄｌＴｅｔＣｏｓｌｏｒＨｄａｌｃＭｃｎｒ
Ａｂｔａｔｔｄｎｍａｎｐｐｌｅｓｓｍ，ｄｓｈｒｅｃｌｒｔｎｓｓｅ，ｔｒｕａｕｅｎｙｔｍ，ｅｃｏｅｔｓｃｎｏｅｉｏｓｒｅｓｒｃ：Ｓｕｙｏｉｉｅｉｙｔｎｅｉｃａｇａｉａｉｙｔｍｏｑｅｍｅｓｒｍｅｔｓｓｅｂｏｔｆｔｅｔｏｓｌｎｃｎｔｕ — ｈ
ＳｃｅｙｆｒＨｙｒｐｗｅｇｎｅｒｎｇ，ｐｏｉｇｉｒａｈｓｔｅｉｔｒａｉｎｌａａｅｅｅ．ｏｉｔｄｏｏｒＥｎｉｅｉｏｒｖｎｔｅｃｅｈｎｅｎｔｏａｄｖｎｃｄｌｖ１
Ｋｅｏｄ：ｙｒｕｃｍｃｉｒ；ｏｅｔｔｏｓｌ；ｉｈｒａｂａｏ；ｏｕｅｓｒｍｎ；ｐｃｌａｅｊｉｌｅａｊｓｅｔｙｗｒｓＨｄａｌａｈｎｙｍｄｌｅｎｏｄｓａｅｃｌｒｔｎｔｑｅｍａｕｅｅｔｓｅｉｌ；ｏｔａｄｔｎｉｅ－ｓｃｅｃｇｉｉｒａｖｖｎｂｄｕｍ
西北水电・【２年・－２）ｌ增７１１Ｊ
文章编号：０６２１（０２ｓ —０１— ０１０－６０２１）１０３４
１３
水力机械模型试验台的设计研究
卢池，年，建德宫１，竹陈梁熊平，健男，大典男２
（．１东芝水电设备（州）限公司，州３０１；．式会社东芝，杭有杭１０６２株东京）
摘要：扼要介绍在水力机械定系统、扭矩测量系统等进行的研
究。开发了闸板可抽取式强迫压紧特殊阀，杜绝了管路内漏现象的发生；引进了模型水轮机叶片角度联调机构，在保
ｖｉｏｃｒｎｅｆｎｒｒｅｋｇｆｉｌｅｈｉｔｄｓｎｅｈｎｓｒｌｄｎｌｏｏｅｔｒｉｅｓｐｌｄａｓｒｇｔｄｏｃｕｒｃｔｏａａｅｐｉ．Ｔｅｏｊｔｇｍｃａｉｆａｅａｇｅｆｄｌｕｂｎｐｉ，ｓｉｅａ — ｄｅｏｉｅｌｉｏｐｅｎｊｎａｕｉｍｏｂｍｉａｅｕｎｈｊｓｎｒｉｏｆｈｌｅａｇｎｐｏｉｇｗｒｆｃｎｙａｅ．Ｒｌｖｎｍａｕｅｒｋｎｔｋｅｓｗｔｕｌｙｃａ，ｕｔｇｐｅｓｎｏｔｅｂａｎｌａｄｉｒｖｏｋｅｉｃｓｌｅａｔｅｓｒｓｅｔｅｅｐｔｔａｅｑａｔｌｎｉｃｉｄｅｍｎｉｅｗ１ｅａａｏｅｒｉｅ