水轮机结构蜗壳及尾水管学习教案.pptx

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1、会计学 1水轮机结构(jigu)蜗壳及尾水管第一页，共25 页。2.2.金属 金属(jnsh(jnsh)蜗壳 蜗壳nn 当H40m 时采用金属蜗壳。其断面为圆形，适用于中高水头的水轮机。nn 钢板焊接：H=40200m，钢板拼装焊接。nn 铸钢蜗壳：H200m 时，钢板太厚，不易焊接，与座环一起(yq)铸造而成的铸钢蜗壳，其运输困难。第2 页/共25 页第二页，共25 页。二、蜗壳 二、蜗壳(w k)(w k)的主要参数 的主要参数 1.断面型式与断面参数 金属蜗壳：圆形结构参数：座环外径、内径、导叶高度(god)、蜗壳断面半径、蜗壳外缘半径。第3 页/共25 页第三页，共25 页。混凝土蜗壳

2、：“T”形。(1)m=n 时：称为对称型式(2)mn：下伸式(3)mn：上伸式(4)n=0：平顶蜗壳中间断面：蜗壳顶点、底角点的变化规律按直线(zhxin)或抛物线确定。第4 页/共25 页第四页，共25 页。蜗壳中间(zhngjin)断面金属(jnsh)蜗壳 混凝土蜗壳第5 页/共25 页第五页，共25 页。2.2.蜗壳 蜗壳(w k)(w k)包角 包角 nn 蜗壳末端(鼻端)到蜗壳进口断面之间的中心角0nn(1)金属蜗壳：0=340350,常取345nn(2)混凝土蜗壳：0=180270,一般取180，一大部分水流直接进入导叶，为非对称入流(r li)，对转轮不利）第6 页/共25 页第

3、六页，共25 页。3、蜗壳进口平均流速(li s)：进口断面流量 Qmax 水轮机的最大引用流量。VcFchw；VcFchw；一般由HrVC 曲线确定VC 第7 页/共25 页第七页，共25 页。金属(jnsh)蜗壳流速系数混凝土蜗壳进口断面流速(li s)系数第8 页/共25 页第八页，共25 页。三、蜗壳的水力 三、蜗壳的水力(shu(shu l)l)计算 计算1.1.水力计算的目的:确定蜗壳各中间断面的尺寸，绘出蜗壳单线图，为厂房设计提供依据。2.2.已知：3.3.水流在蜗壳中的运动规律4.4.水流进入蜗壳后，形成(xngchng)一种旋转运动(环流)，之后进入导叶,水流速度分解为Vr、

4、Vu。5.5.进入座环时，按照均匀轴对称入流的要求，Vr=常数。第9 页/共25 页第九页，共25 页。圆周(yunzhu)流速Vu 的变化规律，有两种基本假定：(1)速度矩Vur=C 假定蜗壳中的水流是一种轴对称有势流，忽略粘 性及摩擦力，Vu 会随r 的增加而减小。(2)圆周(yunzhu)流速Vu=C：即假定Vu=VC=C第10 页/共25 页第十页，共25 页。3.3.蜗壳 蜗壳(w k)(w k)的水力计算按 的水力计算按(Vu=VC=C)(Vu=VC=C)（1）金属蜗壳水力(shul)计算第11 页/共25 页第十一页，共25 页。(i)蜗壳(w k)进口断面：断面半径：从轴心线到

5、蜗壳(w k)外缘半径：第12 页/共25 页第十二页，共25 页。(ii)中间断面(dun min)()由此可以绘出蜗壳平面图单线图。其步骤为：(i)确定0 和VC；(ii)求Fc、max、Rmax；(iii)由i 确定Fi、i、Ri。第13 页/共25 页第十三页，共25 页。(2)(2)混凝土蜗壳的水力计算 混凝土蜗壳的水力计算(j sun)(j sun)(半解析法 半解析法)第14 页/共25 页第十四页，共25 页。(1)按进口(jn ku)流速求进口(jn ku)断面积；(2)根据水电站具体情况选择断面型式，并确定断面尺寸，使其(3)选择顶角与底角点的变化规律(直线或抛物线)，以虚

6、线表示并画出1、2、3.等中间断面。(4)测算出各断面的面积，绘出：F=f(R)关系曲线。(5)按 绘出F=f()直线。(6)根据i 确定Fi、Ri 及断面尺寸，绘出平面单线图。第15 页/共25 页第十五页，共25 页。第五节 尾水管的型式(xn sh)及其主要尺寸一、尾水管型式 直锥形 用于小型(xioxng)水轮机 弯锥形 用于卧轴水轮机 弯肘形（大中型电站）第16 页/共25 页第十六页，共25 页。常见 常见(chn(chn jin)jin)尾水管的形式 尾水管的形式直锥形第17 页/共25 页第十七页，共25 页。常见(chn jin)尾水管的形式弯锥形弯肘形第18 页/共25 页

7、第十八页，共25 页。弯肘型尾水管 弯肘型尾水管nn 减小厂房开挖深度(shnd)，水力性能好，大中型号水轮机均采用弯肘型尾水管。组成：直锥段、肘管、出口扩散段。轴流式水轮机 混流式水轮机第19 页/共25 页第十九页，共25 页。1.进口直锥段：进口直锥段是一个垂直(chuzh)的圆锥形扩散管，D3 为直锥管进口直径，为锥管单边扩散角。混流式：直锥管与基础环相接，(转轮出口直径)，=7 9轴流式：与转轮室里衬相连接，D3=0.937D1，=8 10。h3 直锥段高度，其长度增加将会导致开挖量增加。一般在直锥段加钢板衬。第20 页/共25 页第二十页，共25 页。2.肘管：90 变断面的弯管，

8、进口为圆形断面，出口为矩形断面。F 进/F 出=1.3曲率半径R 小 离心力大压力(yl)、流速分布不均匀hw 大。R=(0.61.0)D4为减小转弯处的脱流及涡流损失，肘管出口收缩断面(hc)：高/宽=0.25。第21 页/共25 页第二十一页，共25 页。3、出口扩散段：矩形(jxng)扩散管，出口宽度B5，B5 很大时，加隔墩d5=(0.10.15)B5顶板=1013，底板水平。第22 页/共25 页第二十二页，共25 页。4.尾水管的高度与水平(shupng)长度尾水管的总高度和总长度是影响尾水管性能的重要因素。H=h1+h2+h3+h4 h1，h2 由转轮结构确定;h4 为肘管高度，

9、不易变动。H 取决于h3(直锥段长度)。h3 大 开挖加大，工程投资增大；L：机组中心到尾水管出口，L 大F 出大V 出小w 大hf 大厂房尺寸加大，一般L=(3.5 4.5)D1。5.推荐尾水管尺寸：表4-15。第23 页/共25 页第二十三页，共25 页。6.尾水管局部尺寸的变更厂房设计中，由于地形、地质条件，布置厂房的原因(yunyn)，在不影响尾水管能量指标的前提下，对选出的尾水管尺寸可作局部变更。减小开挖，h 不动，扩散段底板向上倾斜612大型反击式水轮机，为减小厂房长度，尾水管不对称布置地下电站：为使岩石稳定，尾水管采用窄深断面加长h3、L(目前国内最长取到L=108D1)，但需要论证转轮出口的真空度和机组的抬机可能性。第24 页/共25 页第二十四页，共25 页。感谢您的观看(gunkn)！第25 页/共25 页第二十五页，共25 页。