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水电站课程设计

一：计算水轮机安装高程

参考教材，立轴混流式水轮机的安装高程Z

s

的计算方法如下：

式中?为设计尾水位，取正常高尾水位1581.20m；b

为导叶高度，1.5m；H

为吸出高度，m。

?

其中，H

s

?10.0? ? ?(?

900 m

0 s

???)H

式中，?为水轮机安装位置的海拔高程，在初始计算时可取为下游平均水位的海拔高程，设计取1580m；

m m? 为模型气蚀系数，从该型号水轮机模型综合特性曲线（教材P69)查得?

m m

??为气蚀系数的修正值，可在教材P52页图2-26中查得??=0.029；

H为水轮机水头，一般取为设计水头，本设计取H=38m。水头H

max

及其对应工况的?

m进行校核计算。

m

H ?10.0?

s

?

900

?(?

m

???)H=10.0-1580-(0.2+0.029)?38=-0.458

900

Zs????Hs

?b/2=1581.20-0.458+1.5/2=1581.49m。

0

二：绘制水轮机、蜗壳、尾水管和发电机图

水轮机的计算

图1.1 转轮布置图

如图所示，可得HL240具体尺寸：

表1.11转轮参数表

D

D

D

D

D

D

b

h

h

h

h

1

2

3

4

5

6

0

1

2

3

4

1.0 1.078 0.928 0.725 0.483 0.128 0.365 0.054 0.16 0.5930.283

1.0 1.078 0.928 0.725 0.483 0.128 0.365 0.054 0.16 0.593

0.283

4.1 4.420 3.805 2.973 1.980 0.525 1.497 0.221 0.656 2.4311.160

进口断面尺寸计算

(1)进口断面流量的确定

由资料，该水电站初步设计时确定该电站装机17.6×104kW，电站共设计装4台机组，故每台机组的单机容量为17.6×104kW÷4=4.4×104kW。

由水轮机出力公式：N???QH?9.81QH=4.4×104kW

式中：Q为水轮机设计流量（m3/s）；

H为设计水头，m；由设计资料得H=38.0m。

所以，Q?N?/9.81H?4.4×104（/ 9.81?38.0）=118.03（m3/s）

?

进口断面流量计算公式：Q ?

0

0Q

360

?

Q ? 0

345

Q=

?118.03=113.11（m3/s）

0 360 360

式中：? —蜗壳包角，通常均采用3450

0

Q—水轮机设计流量，Q=118.03m3/s

进口断面流速的确定

蜗壳进口断面平均流速可由教材P36（图2-8a，已知设计水头38.0m，本设计为金属蜗壳可取为上

限值）查得：V

0

=5.8m/s。

进口断面半径?

113.115.8

113.11

5.8?3.14

Q?3600V

Q?

3600V?

0

0

0

= ?2.492m

进口断面中心距a

i

由公式a=r

0 a

?? =2.492+3.15=5.642

0

式中r=D /2

a a

断面外半径R

0

由公式：R

0

?r?2?

a 0

=3.15+2×2.492=8.134m

绘制蜗壳单线图时，在蜗壳上共取0—0~7—7共八个蜗壳断面（从0—0开始每隔45°取一个断面），利用下列公式进行断面计算，得各断面的参数。

i任一断面i—i的流量：Q? ? Q

i

i 3600

断面半径：??

i

（断面上沿径向各点的水流圆周分速度等于一个常数，即V

Q?

Q?

3600V?

i

i

?V）

i

断面中心距：a=r??

i a i

断面外半径：R

i

?r?2?

a i

蜗壳计算列表（圆形断面）断面号

蜗壳计算列表（圆形断面）

断面号

?(°)

i

Q（m3/s）

i

?(m)

i

a(m)

i

R(m)

i

0

345

113.11

2.492

5.642

8.134

1

300

98.36

2.324

5.474

7.798

2

255

83.60

2.143

5.293

7.435

3

210

68.85

1.944

5.094

7.039

4

165

54.10

1.723

4.873

6.597

5

120

39.34

1.470

4.620

6.090

6

75

24.59

1.162

4.312

5.474

7

30

9.84

0.735

3.885

4.620