水轮机作业
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３．轴流式水轮机的导水机构高度bo一般为( )。A．(0.1~0.35)b1；B．(0.35~0.45)b1
4． 轴流式水轮机一般采用（ ）。A．负曲率导叶；B．正曲率或对称形导叶
５．混凝土蜗壳的包角一般为（ ）。A．180~270度；B．270~345度
二．叙述下列基本概念
1．协联关系;2．圆柱层无关性假设;3．转轮进口环量
；
，
2．水轮机HL220－LJ－550的工作参数为： ，
后大坝加高，水头 增至 ，求相似工况下同一水轮机的转速 、流量 与出力 。
＊解题指导：转速、流量与出力均可用一次相似公式计算。
第3章 水轮机空化
（一）单项选择题
1．水轮机的空化系数 是水轮机（）的相对值。
（A）动态真空 （B）静态真空
2．水轮机的空化系数与水轮机的（）有关。
第1章概论
（一）单项选择题
1．水轮机的工作水头是（）。
（A）水电站上、下游水位差
（B）水轮机进口断面和出口断面单位重量水流的能量差
2．水轮机的效率是（）。
（A）水轮发电机出力与水流出力之比（B）水轮机出力与水流出力之比
3．反击式水轮机是靠（）做功的。
（A）水流的动能（B）水流的动能与势能
4.冲击式水轮机转轮是（）。
3．导水机构调节流量的实质是（）。
（A）改变导叶出口面积（B）改变导叶出口水流角度
4．可以增大水流环量的导叶是（）。
（A）正曲率导叶（B）负曲率导叶
5．直锥形尾水管的恢复系数比弯肘形尾水管的恢复系数（）。
（A）大（B）小
（二）说明下述基本概念
1．蜗壳包角;2．导叶开度;3．导叶相对开度;4．尾水管恢复系数;5．尾水管相对损失
（二）说明下列术语
1．空化;2．空蚀;3．翼型空化;4．吸出高度;5．空化核
（三）计算题
1．某电站安装ZZ560－LH－330水轮机，设计水头 ，水轮机的空化系数 （不用修正），电站海拔高程 ，求此水头下水轮机的允许吸出高度 。
2．已知某电站安装的水轮机为HL200－LJ－550，在某工况下模型空化系数 ，水轮机工作水头 ，导叶高度 ，水轮机安装高程 ，尾水位 ,取安全系数 ，试判断此工况下水轮机是否产生翼型空化。
（A）整周进水的（B）部分圆周进水的
5．喷嘴是（）水轮机的部件。
（A）反击式（B）冲击式
（二）填空题
1．水电站中通过把水能转变成旋转机械能，再通过把旋转机械能转变成电能。
2．水轮机分为和两大类。
3．轴流式水轮机分为和两种。
4．水轮机主轴的布置形式有和两种。
5．冲击式水轮机有、和三种。
（三）计算题
1．某水轮机的水头为18.6m，流量为1130m3/s，水轮机的出力为180MW，若发电机效率 ，求水轮机的效率和机组的出力 。
＊解题指导：①根据模型导叶开度，查飞逸特性曲线（见附图1－1～1－15）找出单位飞逸转速 ，用最高水头计算出对应飞逸转速 ；②在飞逸特性曲线
2．某混流式水轮机HL240－LJ－410的参数为： ，水轮机的额定转速 ，求水轮机各水头下的最大出力。
＊解题指导：首先计算出各水头对应当单位转速 ，在HL240模型综合特性曲线上查出各 与出力限制线交点处的 ，再将各 换算成 ， （ 取 ）；最后由公式 计算出各点出力，即各水头下的最大出力。
（二）简答题
1．水轮机选型的基本内容有哪些？
2．比转速高的水轮机为什么不适用于高水头？
3．选型计算中如何确定水轮机的单位转速与单位流量？（以混合式和转桨式为例说明）
（三）计算题
1．某水电站Hmax=150m，Hr=120m，Hav=130m，Hmin=90m，单机水轮机出力220MW，电站选用HL160型水轮机。使用模型综合特性曲性计算水轮机的转轮直径 ，转速 和过流量 。
2．水轮机中水流的轴面分量 与相对速度的轴面分量 （）。
（A）相等（B）不相等
3．水轮机输出有效功率的必要条件是（）。
（A）进口环量必须大于0（B）进口环量必须大于出口环量
4．无撞击进口是指水流的（）与叶片进口骨线的切线方向一致。
（A）绝对速度（B）相对速度
5．法向出口是指（）。
（A）出口水流的绝对速度是轴向的（B）出口水流的绝对速度与圆周方向垂直
2．某水轮机蜗壳进口压力表的读数为 ，压力表中心高程为887m，压力表所在钢管内径D =6.0m，电站下游水位为884m，水轮机流量Q =290 m3/s，若水轮机的效率 ，求水轮机的工作水头与出力。
第2章 水轮机的工作原理
（一）单项选择题
1．水轮机中水流的绝对速度在轴面上的投影是（）。
（A）轴向分量 （B）轴面分量
三．简答题
1．与混凝土蜗壳相连接的座环的固定导叶的数目与形状有何特点？
2．为什么轴流式水轮机采用略带正环量出口？
3．为什么轴流转桨式水轮机有较宽广的高效区？
四．计算题
1．某轴流式水轮机叶片数为6片，转轮直径D1=5m，水头H=20m，试计算水轮机的轴向水推力Tz=？
2．某轴流式水轮机的总流量Q=850m3/S，蜗壳包角为180度，计算蜗壳进口断面的流量Qo=？若进口断面的平均流速取为4.5m/s，蜗壳进口断面的面积应为多少？
（A）安装高程 （B）工况
3．尾水管补气的主要目的是（）。
（A）消除和减轻尾水管的空腔空化 （B）消除和减轻转轮叶片的空化
4．空蚀发生时过流表面的损坏特征是（）。
（A）表面组织呈蜂窝状 （B）表面组织呈沟槽状
5．防止翼型空化的条件是（）。
（A）实际吸出高度大于允许吸出高度 （B）实际吸出高度小于允许吸出高度
第9章水轮机的选型设计
（一）判断题
1．在同样水头与压力条件下,冲击式水轮机的尺寸比混流式大。（）
2．计算水轮机转速直径时应使用额定水头。（）
3．计算水轮机额定转速时应使用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定水头。（）
4．水轮机的最大容许吸出高度应选择各水头下吸出高度的最大值。（）
5．水头变幅较大的低水头水电站应选择轴流转桨式水轮机。（）
第9章 水轮机的特性曲线
（一）单项选择题
1．水轮机模型综合特性曲线以（）作为坐标参数。
（A）单位转速与单位流量（B）水头与出力
2．水轮机运转综合特性曲线以（）作为坐标参数。
（A） 和 （B）H和P
3．等叶片转角线是（）水轮机模型综合曲线的组成部分。
（A）轴流转浆式（B）混流式
4．转浆式水轮机协联保持时的飞逸转速比协联破坏时（）。
5．同一水轮机在工况相似条件下，其转速与水头成正比。（）
6．同一水轮机在工况相似条件下，其流量与水头成正比。（）
（三）简答题
1．什么是水轮机的几何相似与运动相似？
2．分别写出水轮机单位参数 和 的一次近似式与二次近似式。
3．相似换算时，对水轮机效率进行修正的原因是什么？
（四）计算题
1．试用相似判据判断两水轮机是否工况相似。已知两同系列的水轮机A、B的参数分别为：
（四）计算题
1．某混流式水轮机的参数为： ， ， ，H =256m，n =1000r/min，若水轮机的水力效率 ，试按法向出口条件计算进口速度三角形的参数 与 ，并绘出进口速度三角形。
＊解题指导：参考例2－5
（1）法向出口条件下水轮机的基本方程式为： ，由此得 ，由此式可求 。
（2） 的水轮机属低比转速水轮机，转轮进口断面面积 ，在给出流量Q时，可求出 。（3）由 与 三个参数可绘出进口速度三角形。
＊解题指导
根据水轮机安装高程与尾水位求出水轮机的吸出高度 ，再根据装置空化系数 求出对应的 ，并求出水轮机的原型空化系数 ，最后二者相比，判断空化是否发生。
第5章 混流式水轮机
（一）单项选择题
1．金属蜗壳的断面为（）。
（A）圆形和椭圆形（B）梯形
2．包角越大，蜗壳中的水流越（）。
（A）均匀（B）不均匀
（三）简答题
1．混流式水轮机的引水室有几种型式？各适用于什么类型的水电站？
2．导式机构的作用是什么？水轮机流量调节有哪几种方式。
3．尾水管的作用是什么？其工作原理是什么？
（四）计算题
1．某水电站的导叶相对开度 ，水轮机的单位参数： ， ，水轮机水力效率 ，求该工况下导叶出口水流角 =？
＊解题指导：应用公式
2．某轴流式水轮机的参数为： ， ， ， ，假定水力效率 ，在 圆柱面上，按无撞击进口与法向出口条件计算转轮进、出口速度三角形参数，并绘出进、出口速度三角形。
第3章 水轮机的相似原理
（一）填空题
1．水轮机相似应符合的条件为、和。
2．水轮机工况相似的判据是和分别相等。
3．水轮机的比转速越高，其空化系数越 。
4．轴流转浆式水轮机的效率修正值与有关。
5．水轮机的比转速越高，其应用水头越 。
6．水轮机比转速的常用单位制是和。
（二）判断题（对：√，错：×）
1．只有几何相似的水轮机才有可能工况相似。（）
2．效率相等的水轮机工况一定是相似工况。（）
3．水轮机的比转速相等时，其工况一定相似。（）
4．水轮机的 和 分别相等时，其比转速一定相等。（）
中取最大者作为水轮机最高飞逸转速 。
（A）高（B）低
5．低比转速混流式水轮机的流量随转速的升高而（）。
（A）增大（B）减小
（二）简答题
1．转浆式水轮机模型综合曲线由哪几种曲线所构成？
2．出力限制线的意义何在？
3．不同比转速水轮机的等开度线有何不同？绘简图说明。
（三）计算题
1．混流式水轮机HL160－LJ－520的参数为 ，设计工况模型导叶开度 ，求水轮机的最高飞逸转速 ？
＊解题指导：参考教材第九章第九节水轮机选型算例，查HL160模型综合特性曲线确定 ， 等参数。
2．某水电站装置HL220-LJ-550水轮机。水轮机的参数为：Hmax=55m，Hr=48m，Hmin=40m， ，水电站尾水位高程 尾=450m，试计算水轮机的最大容许吸出高程Hs。
＊解题指导：根据各水头与转速计算对应的单位转速，查HL220模型综合特性曲线，找出个单位转速与压力限值点的交点，确定各交点 值，将 修正为原型空化系数 ，再用吸出高计算式计算出各水头对应的Hs值，取其中最小者作为水轮机的最大容许吸出高度。上查出最大飞逸转速 ，用设计水头计算出对应的飞逸转速 ；③在 与
（二）填空题
1．水轮机转轮中的水流运动是和的合成。
2．水轮机轴面上所观察到的水流速度分量是和。
3．转轮中水流质点的绝对速度 可分解为和。
4．绘制转轮进口速度三角形需、和三个参数。
5．绘制转轮进口速度三角形需、和三个参数。
（三）简答题
1．水轮机基本方程式的物理意义是什么？
2．什么是水轮机的最优工况？
3．偏离最优工况时水轮机效率下降的原因是什么？
2．某模型水轮机的参数为： ， ， ，若原型水轮机 ， ，求原型水轮机在与模型水轮机相似工况时的导叶开度 。
＊解题指导：应用原型水轮机开度换算公式。
第6章 轴流式水轮机
（一）单项选择题
1．轴流式水轮机的过流能力比混流式大（）。A．大；B．小
2．一般情况下轴流式水轮机的叶片数比混流式（ ）。A．多；B．少
4． 轴流式水轮机一般采用（ ）。A．负曲率导叶；B．正曲率或对称形导叶
５．混凝土蜗壳的包角一般为（ ）。A．180~270度；B．270~345度
二．叙述下列基本概念
1．协联关系;2．圆柱层无关性假设;3．转轮进口环量
；
，
2．水轮机HL220－LJ－550的工作参数为： ，
后大坝加高，水头 增至 ，求相似工况下同一水轮机的转速 、流量 与出力 。
＊解题指导：转速、流量与出力均可用一次相似公式计算。
第3章 水轮机空化
（一）单项选择题
1．水轮机的空化系数 是水轮机（）的相对值。
（A）动态真空 （B）静态真空
2．水轮机的空化系数与水轮机的（）有关。
第1章概论
（一）单项选择题
1．水轮机的工作水头是（）。
（A）水电站上、下游水位差
（B）水轮机进口断面和出口断面单位重量水流的能量差
2．水轮机的效率是（）。
（A）水轮发电机出力与水流出力之比（B）水轮机出力与水流出力之比
3．反击式水轮机是靠（）做功的。
（A）水流的动能（B）水流的动能与势能
4.冲击式水轮机转轮是（）。
3．导水机构调节流量的实质是（）。
（A）改变导叶出口面积（B）改变导叶出口水流角度
4．可以增大水流环量的导叶是（）。
（A）正曲率导叶（B）负曲率导叶
5．直锥形尾水管的恢复系数比弯肘形尾水管的恢复系数（）。
（A）大（B）小
（二）说明下述基本概念
1．蜗壳包角;2．导叶开度;3．导叶相对开度;4．尾水管恢复系数;5．尾水管相对损失
（二）说明下列术语
1．空化;2．空蚀;3．翼型空化;4．吸出高度;5．空化核
（三）计算题
1．某电站安装ZZ560－LH－330水轮机，设计水头 ，水轮机的空化系数 （不用修正），电站海拔高程 ，求此水头下水轮机的允许吸出高度 。
2．已知某电站安装的水轮机为HL200－LJ－550，在某工况下模型空化系数 ，水轮机工作水头 ，导叶高度 ，水轮机安装高程 ，尾水位 ,取安全系数 ，试判断此工况下水轮机是否产生翼型空化。
（A）整周进水的（B）部分圆周进水的
5．喷嘴是（）水轮机的部件。
（A）反击式（B）冲击式
（二）填空题
1．水电站中通过把水能转变成旋转机械能，再通过把旋转机械能转变成电能。
2．水轮机分为和两大类。
3．轴流式水轮机分为和两种。
4．水轮机主轴的布置形式有和两种。
5．冲击式水轮机有、和三种。
（三）计算题
1．某水轮机的水头为18.6m，流量为1130m3/s，水轮机的出力为180MW，若发电机效率 ，求水轮机的效率和机组的出力 。
＊解题指导：①根据模型导叶开度，查飞逸特性曲线（见附图1－1～1－15）找出单位飞逸转速 ，用最高水头计算出对应飞逸转速 ；②在飞逸特性曲线
2．某混流式水轮机HL240－LJ－410的参数为： ，水轮机的额定转速 ，求水轮机各水头下的最大出力。
＊解题指导：首先计算出各水头对应当单位转速 ，在HL240模型综合特性曲线上查出各 与出力限制线交点处的 ，再将各 换算成 ， （ 取 ）；最后由公式 计算出各点出力，即各水头下的最大出力。
（二）简答题
1．水轮机选型的基本内容有哪些？
2．比转速高的水轮机为什么不适用于高水头？
3．选型计算中如何确定水轮机的单位转速与单位流量？（以混合式和转桨式为例说明）
（三）计算题
1．某水电站Hmax=150m，Hr=120m，Hav=130m，Hmin=90m，单机水轮机出力220MW，电站选用HL160型水轮机。使用模型综合特性曲性计算水轮机的转轮直径 ，转速 和过流量 。
2．水轮机中水流的轴面分量 与相对速度的轴面分量 （）。
（A）相等（B）不相等
3．水轮机输出有效功率的必要条件是（）。
（A）进口环量必须大于0（B）进口环量必须大于出口环量
4．无撞击进口是指水流的（）与叶片进口骨线的切线方向一致。
（A）绝对速度（B）相对速度
5．法向出口是指（）。
（A）出口水流的绝对速度是轴向的（B）出口水流的绝对速度与圆周方向垂直
2．某水轮机蜗壳进口压力表的读数为 ，压力表中心高程为887m，压力表所在钢管内径D =6.0m，电站下游水位为884m，水轮机流量Q =290 m3/s，若水轮机的效率 ，求水轮机的工作水头与出力。
第2章 水轮机的工作原理
（一）单项选择题
1．水轮机中水流的绝对速度在轴面上的投影是（）。
（A）轴向分量 （B）轴面分量
三．简答题
1．与混凝土蜗壳相连接的座环的固定导叶的数目与形状有何特点？
2．为什么轴流式水轮机采用略带正环量出口？
3．为什么轴流转桨式水轮机有较宽广的高效区？
四．计算题
1．某轴流式水轮机叶片数为6片，转轮直径D1=5m，水头H=20m，试计算水轮机的轴向水推力Tz=？
2．某轴流式水轮机的总流量Q=850m3/S，蜗壳包角为180度，计算蜗壳进口断面的流量Qo=？若进口断面的平均流速取为4.5m/s，蜗壳进口断面的面积应为多少？
（A）安装高程 （B）工况
3．尾水管补气的主要目的是（）。
（A）消除和减轻尾水管的空腔空化 （B）消除和减轻转轮叶片的空化
4．空蚀发生时过流表面的损坏特征是（）。
（A）表面组织呈蜂窝状 （B）表面组织呈沟槽状
5．防止翼型空化的条件是（）。
（A）实际吸出高度大于允许吸出高度 （B）实际吸出高度小于允许吸出高度
第9章水轮机的选型设计
（一）判断题
1．在同样水头与压力条件下,冲击式水轮机的尺寸比混流式大。（）
2．计算水轮机转速直径时应使用额定水头。（）
3．计算水轮机额定转速时应使用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定水头。（）
4．水轮机的最大容许吸出高度应选择各水头下吸出高度的最大值。（）
5．水头变幅较大的低水头水电站应选择轴流转桨式水轮机。（）
第9章 水轮机的特性曲线
（一）单项选择题
1．水轮机模型综合特性曲线以（）作为坐标参数。
（A）单位转速与单位流量（B）水头与出力
2．水轮机运转综合特性曲线以（）作为坐标参数。
（A） 和 （B）H和P
3．等叶片转角线是（）水轮机模型综合曲线的组成部分。
（A）轴流转浆式（B）混流式
4．转浆式水轮机协联保持时的飞逸转速比协联破坏时（）。
5．同一水轮机在工况相似条件下，其转速与水头成正比。（）
6．同一水轮机在工况相似条件下，其流量与水头成正比。（）
（三）简答题
1．什么是水轮机的几何相似与运动相似？
2．分别写出水轮机单位参数 和 的一次近似式与二次近似式。
3．相似换算时，对水轮机效率进行修正的原因是什么？
（四）计算题
1．试用相似判据判断两水轮机是否工况相似。已知两同系列的水轮机A、B的参数分别为：
（四）计算题
1．某混流式水轮机的参数为： ， ， ，H =256m，n =1000r/min，若水轮机的水力效率 ，试按法向出口条件计算进口速度三角形的参数 与 ，并绘出进口速度三角形。
＊解题指导：参考例2－5
（1）法向出口条件下水轮机的基本方程式为： ，由此得 ，由此式可求 。
（2） 的水轮机属低比转速水轮机，转轮进口断面面积 ，在给出流量Q时，可求出 。（3）由 与 三个参数可绘出进口速度三角形。
＊解题指导
根据水轮机安装高程与尾水位求出水轮机的吸出高度 ，再根据装置空化系数 求出对应的 ，并求出水轮机的原型空化系数 ，最后二者相比，判断空化是否发生。
第5章 混流式水轮机
（一）单项选择题
1．金属蜗壳的断面为（）。
（A）圆形和椭圆形（B）梯形
2．包角越大，蜗壳中的水流越（）。
（A）均匀（B）不均匀
（三）简答题
1．混流式水轮机的引水室有几种型式？各适用于什么类型的水电站？
2．导式机构的作用是什么？水轮机流量调节有哪几种方式。
3．尾水管的作用是什么？其工作原理是什么？
（四）计算题
1．某水电站的导叶相对开度 ，水轮机的单位参数： ， ，水轮机水力效率 ，求该工况下导叶出口水流角 =？
＊解题指导：应用公式
2．某轴流式水轮机的参数为： ， ， ， ，假定水力效率 ，在 圆柱面上，按无撞击进口与法向出口条件计算转轮进、出口速度三角形参数，并绘出进、出口速度三角形。
第3章 水轮机的相似原理
（一）填空题
1．水轮机相似应符合的条件为、和。
2．水轮机工况相似的判据是和分别相等。
3．水轮机的比转速越高，其空化系数越 。
4．轴流转浆式水轮机的效率修正值与有关。
5．水轮机的比转速越高，其应用水头越 。
6．水轮机比转速的常用单位制是和。
（二）判断题（对：√，错：×）
1．只有几何相似的水轮机才有可能工况相似。（）
2．效率相等的水轮机工况一定是相似工况。（）
3．水轮机的比转速相等时，其工况一定相似。（）
4．水轮机的 和 分别相等时，其比转速一定相等。（）
中取最大者作为水轮机最高飞逸转速 。
（A）高（B）低
5．低比转速混流式水轮机的流量随转速的升高而（）。
（A）增大（B）减小
（二）简答题
1．转浆式水轮机模型综合曲线由哪几种曲线所构成？
2．出力限制线的意义何在？
3．不同比转速水轮机的等开度线有何不同？绘简图说明。
（三）计算题
1．混流式水轮机HL160－LJ－520的参数为 ，设计工况模型导叶开度 ，求水轮机的最高飞逸转速 ？
＊解题指导：参考教材第九章第九节水轮机选型算例，查HL160模型综合特性曲线确定 ， 等参数。
2．某水电站装置HL220-LJ-550水轮机。水轮机的参数为：Hmax=55m，Hr=48m，Hmin=40m， ，水电站尾水位高程 尾=450m，试计算水轮机的最大容许吸出高程Hs。
＊解题指导：根据各水头与转速计算对应的单位转速，查HL220模型综合特性曲线，找出个单位转速与压力限值点的交点，确定各交点 值，将 修正为原型空化系数 ，再用吸出高计算式计算出各水头对应的Hs值，取其中最小者作为水轮机的最大容许吸出高度。上查出最大飞逸转速 ，用设计水头计算出对应的飞逸转速 ；③在 与
（二）填空题
1．水轮机转轮中的水流运动是和的合成。
2．水轮机轴面上所观察到的水流速度分量是和。
3．转轮中水流质点的绝对速度 可分解为和。
4．绘制转轮进口速度三角形需、和三个参数。
5．绘制转轮进口速度三角形需、和三个参数。
（三）简答题
1．水轮机基本方程式的物理意义是什么？
2．什么是水轮机的最优工况？
3．偏离最优工况时水轮机效率下降的原因是什么？
2．某模型水轮机的参数为： ， ， ，若原型水轮机 ， ，求原型水轮机在与模型水轮机相似工况时的导叶开度 。
＊解题指导：应用原型水轮机开度换算公式。
第6章 轴流式水轮机
（一）单项选择题
1．轴流式水轮机的过流能力比混流式大（）。A．大；B．小
2．一般情况下轴流式水轮机的叶片数比混流式（ ）。A．多；B．少