张登祥-第一讲水轮机的相似原理第三章水轮机特性及.pptx

第一讲水轮机的相似原理CSUST水利工程学院张登祥第三章水轮机特性及选型/slgc/index.htm

水轮机水流条件复杂至今尚不可能从理论上提供出水轮机完整的运行特性。试验研究理论分析计算水轮机特性：水轮机在不同工况下运行时，各运行参数之间的关系，称水轮机的特性。试验研究：原型试验、模型试验原型试验：尺寸大，试验困难多，受某些条件限制难以实现，同时也不经济。模型试验：模型水轮机D较小(一般取250-460mm，轴流式可达800mm)，试验H较低(一般取2-6m)，在水轮机设计及研究中广泛应用。

模型运行参数N、?、?原型运行参数N、?、?相似定律相似条件相似理论研究相似的水轮机运行参数之间存在的相似规律，并确立这些参数之间的换算关系的理论，称为相似理论。

一、水轮机的相似条件几何相似的水轮机系列称为轮系。同一轮系的水轮机才能建立运动相似和动力相似。几何相似1????“对应角度相等，对应尺寸成比例”

“各对应点的速度三角形相似”同轮系水轮机，保持运动相似的工作状况—相似工况运动相似2一、水轮机的相似条件?????

两台几何相似水轮机过流通道内所有对应点的水流质点所受到各同名力方向相同、大小成比例。注：模型试验中和在参数的应用换算中，要完全满足上述条件是困难的，可忽略相对糙度、水流的粘性力和重力等一些次要因素的影响，以便抓住主要影响因素，得出初步相似公式，然后再针对某些不足之处加以修正。一、水轮机的相似条件动力相似3

二、水轮机的相似定律相似定律：同轮系水轮机在相似工况下运行时，其各工作参数（如：水头H、流量Q、转速n等）之间的固定关系。流量相似率转速相似率出力相似率相似定律相似定律的实质是建立模型与原型水轮机参数之间的关系。

?由运动相似，即转轮进出口速度三角形相似，有如下比例关系：代入：转速相似率1二、水轮机的相似定律????且?（水轮机基本方程式）??

?通过水轮机转轮的有效流量流量相似率2二、水轮机的相似定律??而F为转轮进口处过水断面面积：??前面已经推导：??Fv

出力相似率3二、水轮机的相似定律水轮机出力：P=9.81QHη?则：由流量相似律??

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