水轮机的基本工作参数

水轮机的基本工作参数

水轮机是将水能转换为旋转机械能的一种水力机械，它包括引水部件、导水部件、工作部件和泄水部件四部分，其关键是它的工作部件，即水轮机转轮。水流流经水轮机时，水流能量发生改变的过程，就是水轮机的工作过程。反映水轮机工作过程特性值的一些参数，称为水轮机的基本参数，水轮机的参数包括结构参数、工作参数以及综合参数等。水轮机的工作参数是表征水流通过水轮机，水流的能量转换为转轮的机械能过程中的一些特征数据。水轮机的基本工作参数有：工作水头H、流量Q、出力N、效率η、转速n和转轮直径D1。

１、工作水头H

水流从是从高处流向低处，这是水流流动的客观规律，当某河段修建水电站装置水轮机后，水流便由水轮机进口经水轮机流向出口，这就是说在水轮机进口和出口存在着能量差，其大小可以根据水流能量转换规律来确定。水轮机工作水头就是指水轮机进、出口处水流的总比能之差。水轮机的工作水头是水轮机的重要工作参数，其大小表示水轮机所利用水流单位能量的多少。

2、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，称为水轮机的流量。通常以Q表示，其单位为米3/秒。水轮机流量为水轮机的另一个重要工作参数，其大小同样表示水轮机利用能量的多少。

3、出力N和效率η

具有一定水头和流量的水流在流经水轮机时便可以做功，在单位时间内所做的功，在工程上称为出力或功率。单位时间内水轮机主轴所输出的功，称为水轮机的出力。水流输入给水轮机的出力为：

由于水流经水轮机时有摩擦、漏水等损失，实际水流输入给水轮机的出力，不能被水轮机全部利用并传输出去。真正输出的出力小于输入的出力。故水轮机输出出力为：

式中：η为水轮机的效率，水轮机的轴出力N与输入给水轮机的水流出力Nsr之比，称为水轮机的总效率。它表示水轮机对水流的有效利用率，水流流经水轮机时损失越小，有效利用率越大，即效率越高。

同样，出力和效率也是水轮机两个主要工作参数，其大小表示水轮机做功的多少。

4、转速n

水轮机转速是水轮机转轮单位时间内旋转的次数，常用n表示，转速的单位为r/min。

5、转轮直径D1

水轮机转轮直径是一个很重要的尺寸，水轮机其他部件的尺寸都与转轮直径有关，所以直径大，厂房的尺寸就大，工程的投资也就大。但直径小，可能达不到设计出力，水轮机直径D1的尺寸，国家已有标准系列，选择D1时应以满足水轮机设计出力为准。