水轮机概述
水轮机概论
4、水轮机的装置方式
• 水轮机轴装置方式——立轴、卧轴、斜轴 • 机组连接方式：直接——水轮机轴、发电机轴在同一 轴线 间接——水轮机轴、发电机轴不在同 一轴线，靠传动装置连接 • 立轴直接连接方式——大中型水轮机 • 卧轴直接连接方式——大中型水斗式水轮机
金属蜗壳—立轴装置
混凝土蜗壳—立轴装置
金属蜗壳—卧轴布置
明槽——卧轴布置
5、思考练习
P17 1、2、3、4题
•
• •
2、水轮机基本类型
• 反击式水轮机——利用水流的压力能和动能做 功：混流式、轴流式、斜流式、贯流式 • 冲击式水轮机——利用水流的动能做功：水斗 式（切击式）、斜击式、双击式
混流式水轮机
• 指水流沿径向进入转轮然后沿轴向自转轮流出的水轮 机。适用水头一般为20～700m，适用水头范围广，结 构简单，运行可靠，应用最为广泛。
• 流道呈直线状的卧轴水轮机,分为定桨式和转桨式两种。 其转轮与轴流式水轮机相似,但效率和过流量比轴流式 水轮机大,适用水头一般为3～20m，是开发低水头和潮 汐水力资源的新型水轮机。按发电机的布置方式分为 全贯流式和半贯流式两种半贯流式又分为竖井式、轴 伸式和灯泡式,其中以灯泡式水轮机应用最广泛。
斜流式水轮机
• 水流经转轮叶片时倾向于轴线某一方向的水轮机。其 叶片可转动，在结构和特性方面介于混流式和轴流式 水轮机之间，适用水头一般为40～120m，比轴流式水 轮机的适用水头高，比混流式水轮机的平均效率高， 对水头、负荷变化的适应性好。缺点是制造工艺复杂， 造价高，小型电站不宜采用。
贯流式水轮机
水斗式水轮机
• 由喷嘴喷射的轮缘 上所组成，适用水头一般为100～1700m。
3、水轮机型号
水轮机结构介绍
水轮机结构介绍水轮机是利用水能转换为机械能的一种装置，是发电厂中常用的主要发电设备之一、下面将对水轮机的结构进行详细介绍。
水轮机主要由机壳、转轮、导向装置、涡排装置、轴承和透水管道等组成。
1.机壳：水轮机的机壳是一个装置的外部保护壳，一般由钢板或钢铸件焊接而成。
机壳内有良好的润滑和密封装置，以保证机器的正常运转，并能减少机械损耗，并防止泄漏。
2.转轮：转轮是水轮机的核心部分，是水能转换为机械能的重要部分。
转轮的形状和组织结构根据不同的水轮机类型而有所不同，常见的有斜流式、混流式和轴流式等类型。
3.导向装置：导向装置起到引导水流进入转轮并调节进水流量的作用。
导向装置一般由多个可调节的导叶组成，导叶的位置和角度可以通过液压机构或机械装置进行调节，以实现对水流的控制。
4.涡排装置：涡排装置将已经转过水轮机的水流排出，将水流的动能转化为排出水流的动能。
一般情况下，涡排装置由锥壳、导管和涡轴组成，通过设计合理的导管形状和尺寸，使水流尽可能地获得动能转换。
5.轴承：轴承用于支撑和固定转轮和轴的位置，以减少旋转过程中的运动摩擦和机械损耗。
轴承在水轮机中至关重要，要求具有较高的承载能力和良好的摩擦性能。
6.透水管道：透水管道用于将调节好流量的水流引入水轮机的导叶中，以驱动转轮旋转。
透水管道的设计应保证水流顺利地进入和离开水轮机，并尽量减少水流中的压力损失和涡旋现象。
水轮机通过上述各部分的相互配合和工作，将水能转化为机械能，实现发电厂的发电功能。
在实际应用中，水轮机的转速和功率可根据工作需求进行调节和匹配，并通过自动控制系统来控制和监测水轮机的运行状态。
总之，水轮机是一种利用水能发电的设备，它通过机壳、转轮、导向装置、涡排装置、轴承和透水管道等部分的协同工作，将水能转化为有用的机械能。
水轮机的设计和运行状态对于发电厂的稳定运行至关重要，因此，在水轮机设计和制造过程中需要严格遵循相关的技术规范和要求，确保水轮机的性能和安全性。
水轮机结构及工作原理
水轮机结构及工作原理
水轮机是一种利用水流转动轮盘产生动力的机械装置，它可以将流体动能转化为机械能。
水轮机结构简单，主要由导流装置、转轮、出水装置和传动装置组成。
导流装置通常由水导管、导叶或导流管等构成，主要作用是引导水流进入转轮；转轮是水轮机的核心部件，通常由叶片和轮辐组成，它负责将水流的动能转化为机械能；出水装置用于将转轮后的水流排出；传动装置则将转轮的机械能传递给其他设备，如发电机或机械磨粉机等。
水轮机的工作原理基于液体在流动过程中所具有的动能和压力能。
当水流进入转轮时，叶片将水流的动能转化为转轮的旋转动能，然后通过传动装置将旋转动能传递出去。
在转轮内部，水流的压力能也会对转轮产生作用，进一步增加了转轮的驱动力。
水轮机的工作过程可以分为导流、冲击和排泄三个阶段。
在导流阶段，导流装置将水流引导进入转轮，并使其流向叶片；在冲击阶段，水流与叶片相互作用，使叶片受到冲击力，从而转动转轮；在排泄阶段，转轮后的水流通过出水装置被排出。
总之，水轮机通过利用水流动能和压力能的转化，将水流的动能转化为机械能，实现了能源的转换和利用。
水轮机具有结构简单、效率高等优点，在水力发电、水泵和机械加工等领域得到了广泛应用。
水轮机的基础知识
水轮机的基础知识水轮机的一些基础知识要点：1. 工作原理：水轮机通过水流对其内部转轮叶片的作用力而转动，将水流的动能和势能（位能）转化为机械能。
2. 分类：根据转换水流能量方式的不同，水轮机主要分为两大类：冲击式水轮机：如水斗式、斜击式和双击式等，这类水轮机的特点是水流在进入转轮前已转变为高速射流，直接冲击转轮叶片以做功。
反击式水轮机：包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式等，其特点是水流在通过转轮叶片时，压力和速度同时发生变化，水流充满整个转轮通道，在流动过程中持续作用于叶片上。
3. 主要部件：转轮（Runner）：是水轮机中直接接受水流能量并将其转化为旋转运动的关键部件。
导叶（Guide Vanes）：用于调节水流方向和速度，控制进入转轮的水流状态，从而影响水轮机的工作效率和稳定性。
压力管道或蜗壳（Spiral Case）：将上游水库中的水引入水轮机，并调整水流到合适的参数供转轮使用。
尾水管（Draft Tube）：作完功后的水流出转轮后，通过尾水管逐渐减压并将剩余能量转化为低速水流排出，减少能量损失。
4. 工作参数：工作水头（Head）：即水流从上游至下游的高度差，它代表了水流的位能大小。
流量（Discharge 或 Flow Rate）：单位时间内通过水轮机的水量，反映了水流的能量密度。
输出功率（Power Output）：由水头和流量共同决定，水头越高、流量越大，则水轮机输出的功率也越大。
5. 应用场合：水轮机广泛应用于水电站，根据不同的水头和流量条件选择不同类型的水轮机设计，以达到最优的能源转化效率。
6. 性能指标：效率（Efficiency）：衡量水轮机能量转化好坏的重要参数，通常指水轮机的有效功率与输入水流总能量之比。
稳定性（Stability）：反映水轮机在各种工况下运行的稳定程度。
7. 发展历史：水轮机的历史悠久，早在古代中国就有利用水轮驱动磨坊等器械的记载，现代水轮机则经过不断的科技创新，设计和制造技术日益成熟，效能不断提升。
《水轮机介绍》课件
工业应用
水轮机可以通过联轴器或其他机构与其它设备实现 任意转速匹配和联动运作。
水轮机基本原理
水轮机受到水流的作用产生功率，根据能量守恒和牛顿第二定律，外出水功率等于轮机内部转化的机械功率和 内部耗散的损失。
1
流体力学基础
水轮机是流体力学和材料力学相结合的
机械运动学基础
2
产物。 流体力学研究的是液体在各种情况下运
境没有污染。 • 使用寿命长，可达数十年或更长。
缺点
• 需要大量的水资源支持，这可能对周边生态 环境造成影响。
• 需要耗费较大的资金和人力来进行安装和维护。 • 无法满足一些特定的需求，比如一些应用场
合需要更高的功率。
水轮机的维护和保养
定期的维护和保养对水轮机的运行和性能十分重要，它们可以延长水轮机的使用寿命。
可获得的能量之比，通常在80%-90%之 间。功率则是水轮机的输出功率。
流量指单位时间内通过水轮机的水量，
转速是叶轮每分钟的旋转圈数，是影响ຫໍສະໝຸດ 水轮机性能的重要因素之一。
水轮机的优缺点
水轮机具有高效、环保、耐久等优点，但也存在一些缺点，比如对水资源需求大、安装和维修成本高等。
优点
• 具有高效利用水能和发电效率高等优点。 • 使用水作为能源，无需消耗化石能源，对环
2 水轮机对环境的影响
水轮机对环境主要的贡献在于它产生的清洁能源有助于减少化石燃料的使用，从而降低 温室气体的排放。
案例分析
水轮机在发电、工业和民用领域有着广泛的应用，以下将介绍几个成功案例。
水轮机应用案例
八闽大地水利用电站是福建省最大的水利机械系统项目，水轮机的运行保障了亿万家庭的用 电需求。
水轮机维护案例
水轮机介绍
水轮机概述
水轮机概述水轮机概述（Hydraulic Turbine Overview）水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，是利用水流做功的水力机械，根据转换水流能量方式的不同，水轮机分为冲击式水轮机（Impulse Turbine）和反击式水轮机（Reaction Turbine）两大类。
水轮机受水流作用而旋转的部件称为转轮（Runner）。
水轮机主要类别见图1。
图1--水轮机主要类别图一、冲击式水轮机（Impulse Turbine）冲击式水轮机的转轮受到喷射水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换，在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分，而不是全部。
图2是冲击式水轮机水流向示意图。
图2--冲击式水轮机水流向示意图冲击式水轮机按水流的流向可分为切击式（又称水斗式）、斜击式、双击式三类。
图3--水斗式、斜击式、双击式水轮机示意图（1）水斗式水轮机（Pelton Turbine），水流由喷嘴喷射出来沿着转轮圆周的切线方向冲击在斗叶上做功，图3（a）。
由美国人培尔顿于1889年提出，又称为培尔顿式水轮机。
适用水头范围40~2000m，尤其适用超高水头，国外最大单机出力目前已达40万kW，是冲击式水轮机中应用最广泛的一种水轮机。
图4--水斗式水轮机转轮图5--双喷管水斗式水轮机（2）斜击式水轮机（Turgo Turbine、 Inclined-jet Turbine），水流由喷嘴喷射出来沿着与转轮旋转平面成某一角度（约22.5°）进入叶片，图3（b）。
适用于高水头，中小型的水电站。
图6--斜击式水轮机转轮图7--斜击式水轮机转轮及主轴（图片来源于网络）（3）双击式水轮机（Banki Turbine、Cross-flow turbine），水流从喷嘴流出后，从转轮外周通过径向叶片进入转轮中心，进行第一次能量交换，再从转轮中心通过径向叶片流出转轮，完成第二次能量交换，图3（c）。
水轮机结构介绍范文
水轮机结构介绍范文水轮机是一种将水的动能转化为机械能的装置，是发电厂中常用的水力发电装置。
水轮机的结构包括水轮机转子、定子和调节装置。
水轮机转子是水能转化的主要部分。
它一般由转轮、叶片和轴承组成。
转轮是一个直径较大的圆盘，由高强度的金属材料制成，通常是铸铁或钢。
转轮上有一系列的叶片，叶片的形状有直线型、曲线型、斜面型等，可以根据具体的水力条件进行设计。
叶片的材料通常是耐磨的合金钢。
转轮的直径决定了水轮机的功率大小，直径越大，功率越大。
轴承用于支撑转轮，并使其能够旋转。
水轮机定子包括水轮机轮槽、喷口和进流导管。
轮槽是由金属材料制成的圆筒形结构，安装在转轮的外围。
它的作用是将水引入叶片之间，使水对叶片施加压力，产生转动力。
喷口是水流进入轮槽的出口，通常位于轮槽的下部。
进流导管用于将水从水库或河流引导到水轮机的轮槽中，通常是金属管道或混凝土构筑物。
水轮机的调节装置用于控制水流的流量和压力，以便适应不同的发电负荷。
常见的调节装置有进水阀门和偏心机构。
进水阀门的开度可以调节进入轮槽中的水流量，从而控制水轮机的转速。
偏心机构是一种可以改变喷口的位置的装置，通过改变喷口的位置，可以调整水流对叶片的压力，从而改变水轮机的转速。
水轮机的工作原理是利用水流的动能和压力作用于叶片上，将水的动能转化为转轮的机械能。
当水流经过叶片时，叶片受到水的冲击力，产生力矩将转轮带动旋转。
转动的轴通过连接装置将机械能传递给发电机或其他机械设备。
水轮机广泛应用于水力发电、水泵站和水厂等场所。
在水力发电过程中，利用水轮机将水的潜能和动能转换为电能，实现可持续能源的利用。
同时，由于水轮机具有结构简单、运行可靠、维护成本低等优点，因此得到了广泛的应用和推广。
总之，水轮机是一种将水的动能转化为机械能的装置，由转子、定子和调节装置组成。
它的工作原理是利用水的动能和压力作用于叶片上，将水的动能转化为转轮的机械能。
水轮机具有结构简单、运行可靠等优点，在水力发电、水泵站等领域有着广泛的应用。
水轮机概述
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轮叶
水
斗
式
水
轮
轮盘
机 转
轮
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
斜 击 式 水 轮 机 转 轮
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
双击式水轮机转轮
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
水轮机的主要类型及其构造
水轮机
反击式 冲击式
混流式 轴流式 斜流式 贯流式
水斗式 双击式 斜击式
轴流定浆式
轴流转浆式
全贯流式
灯泡式
半贯流式
轴伸式
竖井式
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
(一)、反击式水轮机 (reaction water turbine)
➢定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机
水轮机
反击式 冲击式
混流式 轴流式 斜流式 贯流式
水斗式 双击式 斜击式
轴流定浆式
轴流转浆式
全贯流式
灯泡式
半贯流式
轴伸式
竖井式
水轮机的主要类型及其构造--基本构造
1、反击式水轮机的主要组成部件： (1) 进水(引水)部件—蜗壳：使水流均匀、旋转，以最小水头损失送入转轮室。 (2) 导水机构（导叶及控制设备)：控制工况。 (3) 转轮（工作核心)：能量转换，决定水轮机的尺寸、性能、结构。 (4) 泄水部件(尾水管)：回收能量、排水至下游。 2、冲击式水轮机的主要组成部件：喷管，转轮，折流器，机壳，射流制动器等 组成。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
冲 击 式 水 轮 机 运 行 中
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
水轮发电机结构及工作原理介绍
水轮发电机结构及工作原理介绍水轮发电机是一种利用自然水流的动能来产生电能的装置。
它是电力工业中最为常见的发电机之一，被广泛应用于水力发电站和小型水电站中。
本文将介绍水轮发电机的结构组成及其工作原理。
一、水轮发电机的结构组成1. 水轮机水轮机是水轮发电机中的核心部件，它通过水的冲击力将水的动能转化为机械能。
水轮机通常由转子、转子叶片和轴组成。
转子是水轮机的主要部件，负责承载叶片和转动。
转子叶片用来接收水流冲击力，将动能转化为转子运动能量。
轴则将转子连接到发电机，使其能够转动。
2. 水导装置水导装置是控制水流进入水轮机的装置，它的作用是将水流引导到水轮机的转子上。
水导装置通常由水闸、引水渠和水轮机进水口组成。
水闸和引水渠用来控制水流的流量和流速，可以根据实际需要进行调节。
水轮机进水口是水流进入水轮机转子的地方，需要保证水流的稳定和流量的均匀分布。
3. 输电系统输电系统是将水轮发电机产生的电能传输到用户端的系统。
它由发电机、变压器、输电线路和配电系统组成。
发电机是将机械能转化为电能的设备，它通过转子的旋转产生感应电动势，从而产生交流电。
变压器负责将发电机产生的低电压升高为输电线路所需的高电压，以减少输电损耗。
输电线路将电能从发电厂传输到用户端，而配电系统则将电能从输电线路引导到用户家庭或工厂。
二、水轮发电机的工作原理水轮发电机的工作原理基于水能转化为机械能，再由机械能转化为电能的过程。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 水的冲击力当水流通过水闸和引水渠进入水轮机时，会受到水轮机转子上叶片的阻力，从而产生冲击力。
这种冲击力将水的动能转化为机械能，使转子开始旋转。
2. 转子的旋转转子受到冲击力作用后开始旋转，旋转的速度取决于水流的流量和水轮机的设计。
转子旋转会带动轴一起旋转，将机械能传递到发电机中。
3. 感应电动势转子的旋转会产生变化的磁场，使静子（固定在发电机内部的零部件）中的导体产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生电势差，即感应电动势。
水力发电机的结构和工作原理
水力发电机的结构和工作原理一、水力发电机的结构：1.水轮机：水轮机是水力发电机的核心部分，负责将水流的动能转换为机械能。
根据水流的流动形式，水轮机分为水轮和涡轮。
其中，水轮分为垂直轴水轮和水平轴水轮两种类型。
水轮机通常由转轮、叶片和轴组成。
转轮是水轮机最重要的部件，叶片固定在转轮上，通过转动转轮使得水受到叶片的冲击，产生反作用力推动转轮旋转。
2.发电机：发电机是将水轮机产生的机械能转变为电能的关键设备。
发电机主要由定子和转子组成。
定子是固定不动的磁铁，上面布满了线圈，称为励磁线圈。
转子是转动的部分，装有一定数量的磁铁，称为极对。
当转子旋转时，磁场会切割通过定子线圈的磁力线，根据电磁感应的原理，产生感应电动势，从而使得线圈中的电流产生变化，达到发电的目的。
3.调速装置：调速装置是使得水力发电机能够根据负荷的需求自动调节转速的装置。
常见的调速装置有调速器和调节闸门等。
调速器主要控制发电机的磁场强度，以影响转子旋转的速度。
调节闸门则用于控制水流的流量大小，从而调节水轮机的转速。
二、水力发电机的工作原理：1.水轮机的工作原理：水流经过水轮机时，受到叶片的冲击，水流的动能被转换为水轮机的机械能。
叶片上的冲击力产生反作用力推动转轮旋转。
叶片的结构和材料的选择会影响到水轮机的效率和输出功率。
2.发电机的工作原理：水轮机通过轴将机械能传递给发电机。
转动的转子会切割通过定子线圈的磁力线，产生感应电动势。
当产生的感应电动势大于定子线圈的电动势时，发电机就开始产生电能。
通过通过定子的线圈电流，电能可以被输送到电网或用于其他用途。
3.调速装置的工作原理：调速装置可以控制水轮机的转速，从而控制发电机的输出功率。
调速装置根据负荷的需求，调整发电机的磁场强度或水轮机上的闸门开度，以达到稳定的发电功率输出。
综上所述，水力发电机是一种利用水流能转换成机械能，再经由发电机转变为电能的设备。
其主要结构包括水轮机和发电机，通过水轮机将水流的动能转换为机械能，再经由发电机将机械能转变为电能。
水轮发电机的工作原理
水轮发电机的工作原理一、水轮发电机概述水轮发电机是一种利用水能转换为电能的设备，它主要由水轮机和发电机两部分组成。
水轮机是将水的动能转化为机械能，而发电机则将这种机械能转化为电能。
二、水轮发电机的结构1. 水轮机水轮机主要由进口管道、导叶、叶片、转子、出口管道等部分组成。
进口管道将水引入导叶，通过导叶的调节使得流入叶片的水流方向和速度都得到了优化，然后流入叶片中。
在叶片中，由于其形状和角度的设计，使得流经其上面的水流动起来，并且给予了它们方向性和速度。
这些运动的水通过转子，在运动过程中传递了一部分动能给转子，从而让它开始旋转。
2. 发电机发电机主要由定子和旋子两部分组成。
定子是安装在外壳内不动的部分，而旋子则是安装在转子上并随着其旋转而产生相对运动的部分。
当旋子绕定子旋转时，它会产生磁场变化，并在定子上感应出电势差，从而产生电流。
三、水轮发电机的工作原理1. 水能转换为机械能当水流经过水轮机的叶片时，由于叶片的形状和角度的设计，使得水流动起来，并且给予了它们方向性和速度。
这些运动的水通过转子，在运动过程中传递了一部分动能给转子，从而让它开始旋转。
2. 机械能转换为电能当旋子绕定子旋转时，它会产生磁场变化，并在定子上感应出电势差，从而产生电流。
这个过程是利用了法拉第电磁感应定律。
根据这个定律，一个导体在磁场中运动时会感应出电势差。
由于发电机中有大量的导体（即线圈），所以当旋子绕定子旋转时，就会在定子上感应出很多个方向不同、大小不同的电势差。
这些电势差通过连接在定子上的导线传输到外部负载中（如灯泡、电机等），从而实现了将机械能转换为电能。
四、水轮发电机的优点1. 环保节能水轮发电机是一种环保节能的设备，因为它利用的是水能，而水能是一种可再生能源，不会对环境造成污染。
2. 长寿命水轮发电机由于没有燃烧过程，所以它的部件不容易受到腐蚀和磨损。
这使得它的使用寿命相对较长。
3. 可靠性高由于水轮发电机的结构相对简单，所以其故障率比较低，并且维护起来也比较方便。
水轮机概论及工作原理
水轮机概论及工作原理水轮机是一种将水的能量转化为机械能的装置，广泛应用于水力发电和工业生产中。
水轮机的工作原理基于流体静力学原理和动力学原理，通过水流的压力和流速来驱动轮盘的转动。
水轮机的主要组成部分包括定子、转子和导水管道。
定子是需要安装在导水管道上的一种装置，用于引导水流并控制水流的压力和方向。
转子是水轮机的核心部分，由轮盘和转轴组成。
轮盘上面通常有多个叶片，可以根据水流的压力和流速来转动。
转轴将转动的动能传输给发电机或其他机械装置。
根据水轮机叶片的形状和布局方式，可以将水轮机分为多种类型，其中最常见的是水轮机和斜流水轮机。
水轮机：水轮机采用径流式布置，叶片通过水流的冲击和冲击力矩来转动轮盘。
流入水轮机的水流方向垂直于轮盘的转动轴线，水流经过叶片后冲击轮盘的另一侧。
水轮机适用于大流量、低水头的水力资源，如河流和瀑布。
斜流水轮机：斜流水轮机采用斜流式布置，水流的方向与轮盘的转动轴线呈45度角。
水流沿着叶片倾斜的方向经过水轮机，通过叶片的转动转变为轮盘的旋转动能。
斜流水轮机适用于中等流量、中等水头的水力资源，如河流和水库。
水轮机的工作过程可以概括为以下几个步骤：1.水流的引导：水轮机的定子通过导水管道将水流导向叶片区域。
定子具有特定的形状和角度，能够使水流以一定的速度和方向进入叶片。
2.水流的转向：水进入叶片区域后，受到叶片的作用发生方向的变化。
叶片的形状和布局可以改变水流的流向，并且通过冲击叶片产生冲击力矩来推动轮盘的转动。
3.转动轮盘：当水流对叶片施加冲击力矩时，叶片就会开始转动轮盘。
转动轮盘的速度取决于水流的流速和压力，以及叶片的形状和数量。
4.能量转移：转动轮盘的动能可以进一步转移到发电机或其他机械装置。
发电机将机械能转化为电能，用于供电；或者机械装置可以利用转动的动力进行生产。
总体上，水轮机利用水的能量来推动转子旋转，将水流的动能转化为机械能。
水轮机具有高效、可持续的特点，在水力资源丰富的地区广泛应用，为社会经济的发展提供了重要的能源支持。
水轮机复习知识要点总结
水轮机复习知识要点总结第一章1、 水轮机是一种将河流种蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机，水流流过水轮机时，通过主轴带动发电机或者发电机的转子将旋转的机械能转换成电能。
2、 反击式水轮机转轮区内的水流在通过转轮叶片通道时，始终是连续充满整个转轮的有压流动，当水流通过水轮机后其动能和势能大部分被转换成转轮的旋转机械能。
3、 反击式水轮机包括：混流式水轮机：水流从四周沿径向进入转轮，然后近似的以轴向流出转轮，应用水头范围较广，约为20~700m ，水头较高。
轴流式水轮机：水流在导叶和转轮之间由径向流动变为轴向流动，而在转轮区水流保持轴向流动，其应用水头约为3~80m ，适用水头较低，根据其转轮叶片在运行中能否转动，可以分为轴流定浆式和轴流转浆式两种。
斜流式水轮机：斜流式水轮机具有较宽的高效率区，适用水头在轴流式与混流式水轮机之间，约为40~200m 。
贯流式水轮机：根据其发电装置形式不同，分为全贯流式和半贯流式两类。
4、冲击式水轮机的转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前已转变成高速自由射流，该射流冲击水轮机的部分轮叶，并在轮叶的约束下发生流速大小和方向的急剧改变，从而将其动能大部分传递给轮叶，驱动轮叶旋转。
5、冲击式水轮机按射流冲击转轮方式的不同分为：水斗式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机三种。
6、水头H ：水轮机的水头（亦称工作水头），是指水轮机进口和出口截面处单位重量的水流能量差，单位为m 。
7、各种水头：（1）最大水头：H max ，是允许水轮机运行的最大净水头。
它对水轮机结构的强度设计有决性影响。
（2）最小水头H mim ，是保证水轮机安全、稳定运行的最小净水头。
（3）加权平均水头H a ：是在一定期间内（视水库调节性能而定），所有可能出现的水轮机水头的加权平均值，是水轮机在其附近运行时间最长的净水头。
（4）设计水头H r ：是水轮机发出额定出力时所需要的最小净水头。
水轮机的分类
水轮机的分类水轮机是一种将水流能转化为机械能的装置，广泛应用于水力发电、水泵和水压机等领域。
根据不同的分类标准，水轮机可以分为以下几种类型。
一、按照水轮机的工作方式分类1. 响应式水轮机：也称为反应式水轮机，是最常见的一种水轮机。
它利用来自水流的冲击和压力来驱动水轮转动。
响应式水轮机适用于水流较大、水头较高的场所，如大型水电站。
2. 冲击式水轮机：冲击式水轮机利用水流的冲击力来推动水轮旋转。
它适用于水流较小、水头较低的场所，如小型水力发电站。
二、按照水轮机的装置方式分类1. 垂直轴水轮机：水轮机的轴线与水平面垂直，水流从轮盘的中心进入，然后从轮盘的边缘排出。
垂直轴水轮机适用于水流较大、水头较高的场所。
2. 水平轴水轮机：水轮机的轴线与水平面平行，水流从轮盘的一侧进入，然后从轮盘的另一侧排出。
水平轴水轮机适用于水流较小、水头较低的场所。
三、按照水轮机的叶轮形状分类1. 斜流水轮机：斜流水轮机的叶轮叶片呈斜向布置，水流从叶片的一侧进入，然后从叶片的另一侧排出。
斜流水轮机适用于水流较大、水头较高的场所。
2. 混流水轮机：混流水轮机的叶轮叶片呈螺旋状布置，水流既从叶片的内侧进入，也从叶片的外侧排出。
混流水轮机适用于水流较小、水头较低的场所。
四、按照水轮机的功率分类1. 小型水轮机：小型水轮机的功率一般在几千瓦到几十万瓦之间。
它适用于小型水力发电站、农村生活用水等场所。
2. 中型水轮机：中型水轮机的功率一般在几十万瓦到几百万瓦之间。
它适用于中型水力发电站、工业用水等场所。
3. 大型水轮机：大型水轮机的功率一般在几百万瓦到几千万瓦之间。
它适用于大型水力发电站、水压机等场所。
五、按照水轮机的安装方式分类1. 固定式水轮机：固定式水轮机是通过固定在地面或混凝土坝上来安装的。
它适用于水流较大、水头较高的场所。
2. 浮动式水轮机：浮动式水轮机是通过浮筒或浮船来支撑和安装的。
它适用于水流较小、水头较低的场所。
六、按照水轮机的特殊用途分类1. 波浪能水轮机：波浪能水轮机是一种利用海洋波浪能量来发电的水轮机。
水轮机概述
第一节 水轮机概述一、 水轮机工作参数1、水轮机工作水头（1）水轮机槪念：水流付出的能量转换成旋转机械能的机器。
（2）水轮机工作水头：水轮机进口断面与出口断面水流单 位能量之差。
公式H=Hst -Δh 即：水轮机工作水头等于水电站净水头。
Hst ---水电站毛水头，等于上下游水位差Δh----水头损失，引水管的沿程水力与局部水力损失（3）设计水头：水轮机发额定出力是的最小水头。
发电机水轮机ⅠⅠγZ IⅡ∏ⅡⅡα1v 122g2、水轮机的功率和效率（1）水轮机的功率：单位时间内，水流对水轮机所做的功。
用N表示。
公式：N=9.81QHη其中：Q为水轮机流量η为水轮机效率，现在的水轮机效率可达90%以上，而模型效率可达95%。
（2）水轮机效率：水轮机把水轮机出力与水流出力之比，主要有三方面的效率损失：①容积效率：即一部分水量没有流经转轮做功，损失了。
如：主轴漏水，下迷宫环漏水等。
用ηq表示。
②水流效率：转轮在旋转过程中，克服水的阻力所损失的功率，用ηd表示。
③机械效率：克服主轴与轴承之间的摩擦阻力所消耗的功率，用ηm表示。
则：水轮机的效率为η=ηq×ηd×ηm3、流量单位时间内流过转轮的水量，以Q表示，单位m³／s。
两种说法：①水轮机发额定出力时的最大流量②在设计´水头下，水轮机发额定出力时的流量。
4、水轮机的转速（1）定义：单位时间内水轮机旋转次数，以n表示。
n10´Hav公式n=──────D1其中：n10´为最优单元转速Hav为加权平均水头，在某些情况下可取设计水头。
（2）水轮机额定转速按（1）式计算结果，取相近发电机同步转速为水´轮机额定转速，可大于计算结果。
同步转速按n=f×60／P计算。
其中f=50HZ，P为磁极对数。
（3）飞逸转速：水轮机发额定出力时，突然跳闸，而调速器又失灵，不能关／闭导水机构，以致转速快速上升，并达到某一最高值后稳定，这个空转的最高转速就是水轮机的飞逸转速。
小型水轮机基本技术条件
小型水轮机基本技术条件一、小型水轮机的概述小型水轮机是指功率在数千瓦以下的水轮机，主要用于小型水电站和农村家庭自发电等场合。
小型水轮机具有体积小、重量轻、成本低等优点，是一种非常实用的清洁能源设备。
二、小型水轮机的基本技术条件1.适应流量范围：小型水轮机应能适应不同的流量范围，以满足不同场合下的使用需求。
2.适应扬程范围：小型水轮机应能适应不同的扬程范围，以满足不同场合下的使用需求。
3.高效率：小型水轮机应具有高效率，以提高能源利用效率和经济性。
4.稳定性：小型水轮机应具有良好的稳定性，以确保设备长期稳定运行。
5.可靠性：小型水轮机应具有良好的可靠性，以确保设备长期稳定运行，并减少维护费用和停机时间。
6.安全性：小型水轮机应具有良好的安全性，以确保运行过程中不会对人员和环境造成危害。
7.耐久性：小型水轮机应具有良好的耐久性，以确保设备长期稳定运行，并减少更换设备的频率和成本。
8.易于维护：小型水轮机应易于维护，以降低维护费用和停机时间。
三、小型水轮机的结构小型水轮机主要由以下部分组成：1.水轮：水轮是小型水轮机的核心部件，负责将水能转化为机械能。
2.发电机：发电机是将转动的机械能转化为电能的设备。
3.调速器：调速器用于控制水流量和转速，以保证设备长期稳定运行。
4.冷却系统：冷却系统用于降低设备温度，以提高设备效率和延长使用寿命。
5.控制系统：控制系统用于监测和控制设备运行状态，保证安全可靠地运行。
四、小型水轮机的选型在选购小型水轮机时，需要考虑以下因素：1.场地条件：根据场地流量和扬程等条件选择适当的小型水轮机。
2.功率需求：根据实际需求选择适当功率的小型水轮机。
3.经济性：根据设备价格、维护费用和使用寿命等因素选择经济实用的小型水轮机。
4.品质保证：选择具有良好品质保证和售后服务的小型水轮机品牌。
五、小型水轮机的安装和维护1.安装前需进行场地调查，确定场地条件和设备选型。
2.安装时需按照生产厂家提供的安装说明进行操作，并确保设备安装牢固可靠。
水轮机结构介绍范文
水轮机结构介绍范文水轮机是一种利用水能转化为机械能的装置，广泛应用于水力发电、水泵等领域。
它的结构主要包括水轮机框架、转轮、导叶、水桨、轴承等部分。
水轮机框架是整个水轮机的基础支撑结构，主要由底座和横梁构成。
底座一般采用铸铁或焊接钢板制成，具有足够的强度和稳定性。
横梁用来连接底座和转轮，承受转轮产生的水力力矩。
转轮是水轮机的核心部分，负责将水的动能转换为机械能。
转轮通常由一系列叶片组成，叶片的形状和数量会影响水流的流速和压力。
叶片材质一般为铸铁、钢板或水泥等。
叶片形状有直角梯形、希顿梯形、半圆形等，根据水轮机的设计需要进行选择。
导叶是调节水轮机的出口水流方向和流量的装置。
它通常由一些可调节的片状元件组成，可以通过调整导叶的角度来改变水轮机的运行状态。
导叶的材质一般为钢板或铸铁，它具有耐磨、耐蚀和耐高温等特性。
导叶装置通常安装在转轮周围，可以控制水流进入转轮的角度和速度。
水轮机的水桨是指用来控制水流进入转轮的部分。
根据水桨的位置和形状的不同，水轮机可以分为前导叶式、内导叶式和后导叶式三种。
水桨的主要材料为钢板或铝合金，具有较好的强度和耐腐蚀性能。
水桨的数量和位置也会对水轮机的性能和效率产生影响。
轴承是连接转轮和轴的装置，主要用于支撑和定位转轮的旋转。
轴承一般采用滚动轴承或滑动轴承，分为振动轴承和支座轴承两种。
振动轴承一般用于小型水轮机，支座轴承适用于大型水轮机。
水轮机还包括止回阀、调速器、冷却系统等辅助装置。
止回阀用于防止水流逆流，保证水轮机的正常运行。
调速器用于调整水轮机的转速，使其适应不同的工况要求。
冷却系统用于降低水轮机的温度，保证其正常运行。
总的来说，水轮机的结构包括框架、转轮、导叶、水桨和轴承等部分。
这些部件相互协作，将水的动能转换为机械能，实现了水能的有效利用。
水轮机的设计和选择需要考虑到各个部分的特性和要求，以提高水轮机的效率和功率输出。
水轮发电机组概述
❖ 1745年英国学者巴克斯，1750年匈牙利人辛格聂 尔分别提出了一种依靠水流反作用力工作的水力原 动机。
❖ 1751~1755年，俄国彼得堡科学院院士欧拉发表了 著名的叶片式机械的能力平衡方程式(欧拉方程)， 这个方程式直到今天仍被称为水轮机的基本方程。
❖ 1877年法国人菲康，采用转动导向叶片的方 法调节流量。以后在实践中对向心式水轮机 不断改进和完善，才发展成现代最广泛使用 的混流式水轮机。
第五节 水轮机的装置型式
❖ 反击式水轮机装置型式
反击式水轮机使用水头范围大，单机容量的差别 大，机型繁多，所以装置型式各不相同。
对大型机组，为了缩小厂房面积，一般采用立轴 布置形式水轮机与发电机轴直接连接。
对中、小型机组，根据利用方式不同，主轴可以 布置成立式或者卧式。水轮机轴与发电机轴可以 采用直接连接，也可以通过齿轮、皮带间接连接。
目前广泛使用的是灯泡贯流式水轮机，其结构紧 凑、稳定性好、效率较高 。
轴伸贯流式水轮机
1—转轮；2—水轮机主轴；3—尾水管；4—齿轮转动机构；5—发电机
竖井贯流式水轮机
灯泡贯流式水轮机
冲击式水轮机
❖ 水斗式水轮机
亦称切击式水轮机，从喷嘴出来的高速自由射 流沿转轮周围切线方向垂直冲击轮叶。
适用于高水头、小流量的水电站，特别是当水 头超过400m时，常采用水斗式水轮机。
❖ 1842年法国学者勃尔金建议一种水力原动机，并第 一次称为水轮机 。
❖ 1827~1834年勃尔金的学生富聂隆和俄国人 萨富可夫分别提出导叶不动的离心式水轮机 。
❖ 1837年德国的韩施里，1841年法国的荣华里 提出采用吸出管（尾水管）的轴向式水轮机。
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水轮机的主要类型及其构造--主要类型
冲 击 式 水 轮 机 运 行 中
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
单 喷 嘴 运 行 中
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
➢水斗: 特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗 作功。
口到尾水管出口都是轴向的。H<20m，小型河床电站。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
贯流式机组分类
全贯流式：发电机转子安装在水轮机转轮外缘，其密封困难，现在较少使 用。
半贯流式：
➢灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体内，使用较广泛，机组结 构紧凑，流道形状平直，水力效率高。
➢轴伸式贯流机组：发电机安装在外面，水轮机轴伸出到尾水管外面。
➢竖井式贯流机组：发电机安装在竖井内。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
灯泡式水轮机组
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轴伸式贯流机组
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
竖 井 贯 流 式 水 轮 机
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
(二)、冲击式水轮机(Inpulse water tubine)
➢定义：利用水流的动能来做功的水轮机 ➢特征：由喷管和转轮组成。
水流以自由水流的形式(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方向、大小改变)产生 旋转力矩使转轮转动。在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分，而不是全部。 不适宜调峰运行。 ➢适用：水头高，流量小，多用于400m以上，最高接近2000m。
水 轮 发 电 机 组
水轮机是将水能转 变为旋转机械能，从而 带动发电机发出电能的 一种机械，是水电站动 力设备之一。
水轮机的工作参数
水轮发电机组装置原理图
水轮机的工作参数
定义：反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本 参数。
由水能出力公式: N=9.81ηQH 可知，基本参数包括：工作水 头H、流量Q、出力N、效率η，工作力矩M、机组转速n。
水轮机的输出功率： 2. 效率：
η=N/Nw ， 一般η=80%~95%
水轮机的工作参数--出力与效率
水轮机的出力可以用旋转机械运动公式来表达
N M M 2n 9.81QH
60
M——主轴力矩; ω——水轮机旋转角速度， n ——转速，n=3000/p p ——发电机磁极对 额定转速n：正常情况下机组的转速保持为固定转速，该转速称为额 定转速，并与发电机的同步转速相等。
水轮机的工作参数--水头(head)
1. 毛水头(nominal productive head)
HM=EU-ED=ZU-ZD 2. 反击式水轮机的工作水头
毛水头 - 水头损失=净水头 3. 冲击式水轮机的水头
HG=EA- EB=HM - hI-A
HG=ZU- ZZ - hI-A 其中ZU和ZZ分别为上游和水轮机喷嘴处的水头。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轴 流 式 水ห้องสมุดไป่ตู้轮 机
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轴 流 转 浆 式 水 轮 机 转 轮
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
3. 斜流式：水流经过转轮时是斜向的。转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
4. 贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。不设蜗壳，水流直贯转轮。水流由管道进
水轮机的主要类型及其构造
水轮机
反击式 冲击式
混流式 轴流式 斜流式 贯流式
水斗式 双击式 斜击式
轴流定浆式
轴流转浆式
全贯流式
灯泡式
半贯流式
轴伸式
竖井式
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
(一)、反击式水轮机 (reaction water turbine)
➢定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机
➢特征：转轮的叶片为空 间扭曲面，流过转轮的 水流是连续的，而且在 同一时间内，所有转轮 叶片之间的流道都有水 流通过，水流充满转轮 室。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
反击式水轮机原理
➢水流通过转轮叶片时， 水流流速的大小、方向均 发生变化，因此动量也发 生了改变，水流产生反作 用力，作用与 每个转轮叶片，使转 轮产生旋转力矩，从 而做功。
水轮机概述
--水轮机组工作参数、主要类型及构造数
类型及 构造
型号及 直径
水轮机概述--什么是水轮机?
➢水轮机+发电机： 水轮发电机组
功能：
发电
➢水 泵+电动机： 水泵抽水机组
功能：
输水
➢水 泵+水轮机： 抽水蓄能机组。
功能：
抽水蓄能
水轮机概述--什么是水轮机?
大的机组。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
混 流 式 水 轮 机
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
2. 轴流式： ➢特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。 ➢适用于大流量、低水头。一般水头在50m以下。 ➢轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。高效率区较小，适用于水头变化 不大的小型电站。 ➢轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角 度)。适用于大型水电站。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
1. 混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
➢ 适用范围：H=30-450 m , 最高水头已接近700米，单机容量：几万kW-几
十万kW ➢ 特点：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用高水头小流量电站。 ➢ 三峡水电站即采用了这种水轮机，单机容量70万kW。是世界上单机容量最
水轮机的工作参数--水头(head)
4.特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况。 最大工作水头： Hmax=Z正-Z下min-hI-A 最小工作水头： Hmin=Z死-Z下max-hI-A 设计水头(计算水头) Hr ：
水轮机发额定出力时的最小水头。 平均水头： Hav =Z上av-Z下av
水轮机的工作参数--流量(m3/s)
单位时间内通过水轮机的水量 Q 。 Q随H、N的变化：
H、N一定时， Q也一定； 当H=Hr、N=N额时，Q为最大。 在Hr、nr、Nr 运行时—— Qr(设计流量)
水轮机的工作参数--出力与效率
1. 出力(水轮机的输出功率)N： 指水轮机轴传给发电机轴的功率。 水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量)为：