水轮机、水泵及其辅助设备.ppt

“水轮机、水泵及辅助设备”辅导 1. 本课程的特点 内容多 理论性、实践性兼有 “水、机、控”全面 多媒体一体化教材 2. 学习方法 自学为主，集中面授。自学、课堂学习、网上学习结合 自学:基本概念,基本理论,基本计算,作业 3.多种媒体教材的应用 以文字教材为主 适当观看录像教材 基本概念，基本理论， 基本计算，基本应用。 例: 水轮机的工作水头定义为水轮机进、出口断面单位重量水流的能量差。 2）规定：对某些术语，参数的规定 例：混流式水轮机转轮标称直径D1为转轮进口边的最大直径。 3）分类：根据某些特征对事物进行的类别定义。 例：反击型水轮机为利用水流势能与动能工作的水轮机。 4)物理意义:由某种物理意义形成的概念。 例: 空化是常温下液体内部由于压力降低而形成的流体形态破坏,产生空泡或空穴。 需要掌握的基本概念: a.水轮机 b.工作水头 c.反击式水轮机 d.冲击式水轮机 e.水流速度三角形 f. 最优工况 g. 无撞击进口 o.几何相似 p. 运动相似 q.单位转速 r.单位流量 s.比转速 t.飞逸转速 u.设计水头 基本概念的学习方法： 注意基本概念的严密性 理解基本概念的意义 应用基本概念分析问题 例：水轮机工作水头的概念 严格定义：水轮机进、出口断面单位重量水流的能量差值; 含义：进、出口断面的规定，能量含哪几种; 应用：水头的测量与计算。 (2) 基本理论： 水轮机、水泵的基本理论： 水轮机、水泵基本工作原理 相似原理 过流部件基本工作原理 空化的理论 1）基本工作原理 水轮机基本工作原理 水流在水轮机中的运动 水轮机基本方程式 水泵基本方程式 2）相似原理 水轮机相似条件 水轮机相似律 水轮机效率换算原理 水泵相似律 3）空化理论 空化机理与空蚀机理 水轮机空化类型 水轮机空化系数与安装 高程 4）过流部件工作原理 导水机构调节流量原理 尾水管回收转轮出口动 能原理 5）特性曲线换算原理 模型特性曲线 原型运转特性曲线 （3）基本计算 1）理论计算 水流速度三角形的计算 水泵水轮机相似换算 …… 2）应用计算 水轮机选型计算 油、气、水系统设备选择 计算 调速器选择计算 调节保证计算 3）水力设计计算 蜗壳水力设计 尾水管水力设计 2. 难点 理论上不易理解；涉及基础知识面广不易全面掌握；计算复杂；工作原理复杂。 (1) 理论上的难点 1)水流运动分析,速度三角形计算 2)水轮机基本方程式的理解 3)水轮机变工况时的流态与性能变化 4)水轮机空化系数的推导与物理意义 5)蜗壳水力计算公式的导出 6)尾水管动能恢复原理 7)水轮机特性与其类型及ns的关系 (2) 计算上的难点 1）特性曲线的换算 2）蜗壳水力计算 3）尾水管设计计算 4）调节保证计算 5）油、气、水设备选择计算 (3) 设备结构与动作原理方面的难点 1)水轮机主要部件与工作原理 2)转桨式水轮机叶片操作机构 3)调速器电气回路与液压机构 ZI = 500 m , ZⅡ= 450 m , PⅠ= 9.81×104 PaQ = 16 m3/sD = 2.0 m Pa = 0 解： 例2: 轴流式水轮机进、出口速度三角形的计算 轴流式水轮机D1 = 1 m, dh= 0.4 m, b0=0.4 m, Q = 4 m3/s, n = 375r/min, α0’=55o，求D = 0.75 m 圆柱面上转轮进、出口速度三角形的主要参数, 并绘制两三角形。（假定β2b = 25o） 解： 例3: 相似换算(用模型参数求原型参数) 模型水轮机参数：HL220-LJ-46, n11=70 r/min, Q11=1.1 m3/s, D1M=0.64 m,HM=4 m, PM=14.83 kW。求原型水轮机HL220-LJ-550在H = 49 m时的转速n,流量Q和出力P。 解:应用一次近似式计算 解题关键:  a.掌握相似律公式  b.掌握效率修正公式 例4: 相似换算(原型之间的换算) 已知HL220-LJ-550水轮机在HA=49 m时nA=89 r/min, QA = 233 m3/s, PA=100 MW, 求同一水轮机在HB=64 m时(相似工况)下的转速nB、流量QB与出力PB。 解：同一水轮机D1A=D1B 例5: 水轮机选型及参数计算 己知某电站的水头范围Hmin =30 m, Hr=40 m, Hav=45 m, Hmax=52 m, 单机容量Pr =