2022年水轮机课程设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 水轮机课程设计 说明书姓名：学号：学院：水利水电学院 班级：指导老师：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录一、水轮机选型及参数运算 1. 已知参数 1 2. 水轮机型号挑选 1 基本参数运算 1 二、水轮机运转特性曲线的绘制曲线的绘制 3 4 5 吸出高度线绘制 3. 出力限制线绘制 三、蜗壳设计基本参数的挑选 6 6 7 8 2. 进口断面运算 3. 圆断面运算 4. 椭圆形断面运算 四、尾水管设计名师归纳总结 形式的挑选 9 9 第 2 页,共 12 页 2

2、.尾水管高度的确定 3. 尾水管各部分尺寸的运算 9 蜗壳平面图 10 蜗壳单线图 11 尾水管图 12 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 一、水轮机选型及参数运算装机容量 580.00MW；装机台数 4 台；单机容量 145MW；H max m；H min；rH ；H a水轮机安装高程2. 水轮机型号挑选n =2000-20= H2000m kw73可以挑选 HL220型水轮机基本参数运算1运算转轮直径 D ；水轮机额定出力：rP N G 145000 147959 KW G 0 . 98取最优单位转速 n 110 与出力限制线交点的单位流量为设计工

3、况点单位流量,就 Q 11 r .1 14m3/ s,对应的模型效率 M 89 % 暂取效率修正值3 %,就设计工况原型水轮机效率 M .0 89 .0 03 .0 92,水轮机转轮直径 D 为D 19 . 81 Q P11 rH r .1 59 . 81 1 . 14 14795973 .1 5.0 92 .4 80 m取标准值 D =5m 该方案水头高于 40m,故应使用金属蜗壳,就使用水轮机型号为HL220-LJ-500 2效率.的运算D M D 1110.91 50.460.944max1-（1-M0）500.9440.920.024890.0240.9143转速 n 的运算1 名师归

4、纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - nn110Ha71571.2119.82（r/min）D 1转速运算值介于发电机同步转速r/min 之间,接近,故取水轮机的转速n 为r/min 4水轮机设计流量 rQ 的运算2 2 3Q Q 11 r D 1 H r 1 . 14 5 73 243 . 5 m /s 5几何吸出高度 H 的运算；在设计工况下,模型水轮机的空化系数为M 0.133,取 0.02 ；H s 10-（M）H r 10-580-0.135 73-0.5m900 900就取吸出高度 H s-1 m；5水轮机工作范

5、畴的检验Q 11 r9 .P r/29 .81147959.1 735=1.05 m/s 2 381 D 1 H r.0922 5最大、最小水头所对应的单位转速n11minnD 1115.45562.76（r/min）Hmax84.n11maxnD 1115.4569.97（r/min）Hmin68平均水头对应的单位转速n 11 a n D 1 115 . 4 568 . 38 r/min）H a 71 . 2在 HL220 型 水 轮 机 模 型 综 合 特 性 曲 线 图 上 , 分 别 绘 出 Q 11 r 1050 L / s,n 11 min 62 . 76 r / min 和 n

6、11 max 69 . 97 r / min 为常数的直线, 依据图可得,效率在高效率区邻近；因此该方案可行；2 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二、水轮机运转特性曲线的绘制曲线的绘制原型水轮机效率M水轮机出力P9 .2 81 D 1H1.5Q 11P H P H P 由附表 912 页查出Q 并运算出 P得到下表H H P 167220 167220 149712 吸出高度线绘制3 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - H s10-90

7、0-（M）H r由附表 912 页查出相关数据；依据各工况点的 Hs 、P,绘出各水头下的 Hs=fP曲线；PH=80.9091190481H=73 138623H=68n3. 出力限制线绘制4 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 求出与Hmin和H 相对应的水轮机出力P min、rP ,将点H ,rP 、点P min、Hmin连成一条斜线,此线即为水轮机出力限制线；Q P H=73 H=68 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三、蜗

8、壳设计及基本参数的挑选本电站水头在 40m以上,应选用金属蜗壳,包角选为345 ；875 m取55 ,查表得蜗壳流速系数K 取D a1 .55,D b.133,运算得到Ra.3325 m,r a.3b 00 .25,得b 0.125D 1hb 0,取 0.2 ,运算得 h 22. 进口断面运算 进口断面流量Q 00Q r345243.5233 .353 m /s 360360进口断面流速v0KH r0 .8773.743m/s进口断面面积FQ 0233 .3531 .42 m v0.743进口断面半径0F 031 .4.316m.31415查表得 D,K r07.750.154.03m2进口断

9、面中心距a0r02 0h24.033.1620.8327 .30m进口断面外径R 0a007 .33 .1610 .46m6 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 蜗壳系数Ca0027.33453 .162480a2 07 .320蜗壳常数KQ rC243.548051.6727203603. 圆断面运算ix2h2表ia ir0xRiaii分别取不同值运算于下r b1 345 2 330 3 315 4 300 5 285 6 270 7 255 8 240 9 225 10 210 11 195 12 180 13

10、165 14 150 15 135 16 120 17 105 18 90 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4. 椭圆形断面运算当运算圆形断面半径s 时,蜗壳的圆形断面不能与座环蝶形边相切,须由圆断面过渡到椭面断面；圆断面运算中,当 = 90 时,1.37 ms,即 = 90 时,蜗壳外形已经是椭圆形,即应按椭圆断面运算；椭圆短半径：21.045A0.81L21.345L与圆的同等面积：Ai2d2ctg2 R ac1d（ctg2ci/sinR ara椭圆断面长半径1L2-ctg, Lh0.831 .013 m

11、sinsin55椭圆断面中心距aR a1 .22 P 2椭圆断面外径Ra1运算结果如下表1 90 2 75 3 60 4 45 5 30 6 15 蜗壳图绘制于 10、11 页8 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 四、尾水管设计形式的挑选大中型仍击式水轮机组如采纳直锥型尾水管,经济性等因素,故本方案采纳弯肘形尾水管；2. 尾水管高度的确定会带来大量的挖深, 考虑综合考虑依据h2.6 D 1h2.6513m3. 尾水管各部分尺寸的运算查水电站机电设计手册表 2-17 得肘管类型：标准混凝土肘管适用范畴：混流式D 1

12、D 26 .75 mD 4.135 D 1.1355锥管段尺寸运算取8D 3D 21.0208D 151 .02085 .1 m肘管的运算h 3D 42D 3ctg6 .7525.1ctg85 .87 m出口扩散段B 5 2.720D 1 13.60b = B 5 取 b = 0.12 B 5 = 1.63 m R=3 6 b 取 R = 5b = 8.16 m r = b 取 r = 0.25b = 0.41 m l 1.4D 1 取1 = 10.0 m 尾水管图绘制于 12 页9 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页