水轮机简答题

1.什么是水轮机？水轮机有那些主要部件组成？都有何作用？

答：水轮机是一种将河流中蕴藏的谁能转换成旋转机械能的原动机。饮水室：将水引入转轮前的导水机构；座环：用来承受水力发电机组的轴向载荷，并把载荷传递给混凝土基础；导水机构：引导水流按一定方向进入转轮，并通过改变导叶开度来改变流量，调整出力，截断水流，便于检修与调相运行；转轮：将水流的机械能转换成固体机械能；尾水管；回收转轮出口水流中的剩余能量；主轴：将水轮机转轮的机械能传递给发电机；轴承：承受水轮机轴上的载荷并传给基础。

2.水电厂中的水能是如何转化成电能的？

答：水流经引水道进入水轮机，由于水流和水轮机的相互作用，水流便把再记得能量传给了水轮机，水轮机获得了能量后开始旋转而做功。因为水轮机和发电机相连，水轮机便把它获得的能量传给了发电机，带动发电机转子旋转，在定子内感应电动势，带上负电荷后便输出了电流。

3.水轮机的参数有哪些？都是如何定义？

答：水头H：上游与下游的差值；流量Q：单位时间内通过水轮机某一既定过流断面的水流体积；转速n：转轮在单位时间内的旋转次数；出力P：水轮机轴端出力；效率：水轮机出力与水流出力之比。

4.水轮机有哪几种形式？

答：反击式:混流式、轴流式（定浆式、转浆式）、斜流式、贯流式（定浆式、转浆式）冲击式：水斗式、斜击式、双击式。

4.水轮机牌号如何定义？

答：水轮机的牌号由三部分组成：每一部分用短横线—隔开。第一部分有汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水轮机型式，阿拉伯数字表示转轮型号；第二部分由两个汉语拼音字母组成，前者表示水轮机主轴布置形式，后者表示引水室的特征；第三部分用阿拉伯数字表示水轮机转轮的标称直径以及其他必要数据。

5.水斗式水轮机有哪些损失？

答：水力损失、容积损失、机械损失。

6.水斗式水轮机都有哪些损失？

答：喷嘴损失、斗叶损失：进口撞击损失、摩擦损失、出口损失、容积损失、机械损失。

7.空化空蚀的机理是什么？

答：温度一定，当压力降低到某一汽化压力，水就汽化。水轮机中水流，一部分水流过快，使此处水压力降低产生汽化。

8.空化空蚀的类型及其发生部位？

答：翼型空化空蚀（反击式特有）：叶片背面与上冠下环交界处；空隙空化空蚀：混流式水轮机转轮上、下迷宫环间隙处、轴流转浆式水轮机叶片外缘与转轮室间隙处、叶片根部与轮间隙处，以及导水叶断面间隙处；局部空化空蚀：叶片固定螺钉及密封螺钉处；空腔空化空蚀：尾水管壁。

9.防止空化空蚀的措施有哪些？

答：改善水轮机的水利设计；提高加工工艺水平，采用抗蚀材料；改善运行条件并采用适当的运行措施（主轴中心补气、尾水管补气——十字架补气、短管补气）。

10.什么事水轮机的析出高度？如何计算？

答：从叶片背面压力最低点到下游水面的垂直高度。轴流式：下游水面到准轮叶片旋转中心线的距离；混流式：下游水面到导水机构的下环平面的距离；斜流式：下游水面到转轮叶片旋转轴线与转轮室内表面交点的距离；卧式反击式：下游水面到准轮叶片最高点的距离。

11.水轮机相似的条件及相似的定律有那些？

答：相似条件：几何相似、运动相似、动力相似；相似定律：转速相似、流量相似、出力相似。

12.水轮机的比转速的定义以及公式？

答：同一系列水轮机在水头为1m，出力为1KW时的转速。

13.什么是水轮机的飞逸特性？防止飞逸的措施有那些？

答：水轮机突然丢弃全部负荷，发电机输出功率为零，且此时恰逢调速机构失灵或某种原因导水机构不能关闭时，则水轮机转速将迅速升高。当水轮机转轮所产生的功率与转速升高相应的机械损失功率相平衡时，转速达到某一稳定最大值，此时的转速即为飞逸转速。

防止措施：设置快速闸门、增设事故配压阀、对转浆式水轮机强行关闭或开大转轮叶片转角，同时增大转轮叶片操作机构零件尺寸、轴流式水轮机采用制动叶片、导叶自关闭。

14.水轮机饮水室的作用？基本要求有什么？

答：将水流顺畅且轴对称地引向导水机构。

15.饮水室类型？

答：开敞式、罐式、蜗壳式（金属蜗壳、混凝土蜗壳）

16.金属蜗壳、混凝土蜗壳的包角各是多少?

答：水头H<40m时采用混凝土蜗壳，包角选180—270度一般选180度；高水头采用金属蜗壳，包角选340—350度，一般选345度。

17.调节流量的方式？

答：改变导水叶高度b2，改变导叶液流出口角α0，改变β2。

18.设计混流水轮机转轮一元理论与二元理论有何不同？

答：一元理论的实质是水流在转轮中的轴面速度只要用一个能表面质点所在过水断面位置的坐标即可确定，一元理论多用于设计低比转速的转轮；二元理论设计方法同样假定转轮叶片无穷多水流运动也是轴对称，但却认为轴面速度沿过水断面不均匀分布，因此轴面上任一点运动必须由确定该点在轴面上的位置的两个坐标来决定。二元理论多用于设计中高比转速的混流式转轮。

19.轴流式水轮机转轮中水流运动有什么特点？

答：水流在导叶与转轮之间由径向流动转变为轴向流动，而在转轮区内，水流保持轴向流动。

20.尾水管的作用？尾水管的类型有哪些？

答：水流在转轮中完成了能量交换后，将通过尾水管流向下游;使水轮机转轮出口处的水流能量有所降低，从而增加转轮前后能量差，回收一部分水流能量。

直锥形尾水管、弯曲型尾水管。

21.真空破坏阀的作用？工作原理？

答：当水轮机紧急停机时，导叶迅速关闭截断进入转轮的水流，而转轮后的水流因惯性继续由尾水管排出，这时顶盖下部出现真空。这部分真空使尾水管的水迅速倒流，且有很大冲击力，会将转轮抬起并造成几件破坏，真空破坏阀可防止这种状况发生。

当顶盖上下的压差达到预定值时，阀门即被顶开，空气进入破坏真空，当压差低于预值后，弹簧又使阀门回复到关闭位置。