轴流式水轮机设计说明书.docxVIP

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TOC\o1-4\h\z\u一、设计参数 2

二、设计步骤 2

1.确定流道几何形状 2

1.1初绘制流道 2

1.2检查过水断面面积 3

2.按轴面流速为均匀分布绘制轴面流线 4

3.检查流网准确性 5

4.计算轴面流速 8

5.进出口三角形计算及绘制 9

5.1确定进出口边位置 9

5.2确定叶片进出口速度矩分布 9

6.利用BladeGen生成叶片 10

6.1轴面投影的生成 10

6.2确定进出口安放角的分布规律 10

6.3叶片的加厚 11

6.4叶片的调整与输出 11

7.利用UG进行木模截线绘制 12

8.木模图的绘制 13

三、设计总结 13

一、设计参数

Hmin=20mHav=35m

Hmax=48Nr=3692.71Kw

转速n=333.3rpmQr=11.95m3

D1=1.34mHs=1.9m

海拔高程:79m

本次课程设计采用以上设计参数进行混流式水轮机叶片设计,设计方法参照《水轮机课程设计设计指导书》中的方法二,最后绘制出叶片木模图。

二、设计步骤

1.确定流道几何形状

1.1初绘制流道

采用方法二初绘流道,其中绘制5条流线的坐标数据按指导书中所给出的值绘制。所得流道如图

1.2检查过水断面面积

在转轮流道内做内切于转轮上冠和转轮下环的公切圆,计算各断面面积,做出轴面液流过水断面面积沿Lm的变化曲线:

lm(mm)

内切圆

S(mm)

ρ〔mm〕

r(mm)

t(mm)

A=2πrt(mm2)

0

1

421

210.5

996.3533

421

2635575

346.6576

2

430.3448

219.0429

672.7014

432.9251

1829848

414.8075

3

454.8277

230.7077

605.7012

457.0236

1739310

482.8309

4

476.392

241.1785

543.7583

478.3803

1634403

510.2887

5

487.0729

245.2376

515.5808

488.207

1581541

543.6407

6

496.9754

249.1055

490.2508

497.3873

1532120

603.5493

7

506.9319

254.0181

449.6619

507.3

1433279

642.1231

8

511.3319

258.075

435.6846

512.9379

1404161

718.7862

9

531.8428

272.5391

409.0289

536.2546

1378177

876.2715

10

673.9633

337.8095

336.4104

674.5152

1425742

1553.437

11

722.3721

361.4709

361.4709

722.562

1641074

轴面液流过水断面面积沿Lm的变化曲线如图:

由于扩散形流道易产生脱流而导致较大的水力损失,根据上图所示,可以看出过流断面面积沿lm是逐渐减小,整体呈一个收缩流道,同时为了提高汽蚀性能,转轮出口处面积略有扩散,根本符合设计要求。

2.按轴面流速为均匀分布绘制轴面流线

根据过水断面与流线相互垂直的原那么,作线垂直于各轴面流线,并以该线为母线绕水轮机轴线旋转得到的回转面就是过水断面。一般规律为近下环处流线较密集,在近上冠处流线较稀疏。

下表为校正流线后的相关数据:

等势线a

L1-L2

L2-L3

L3-L4

L4-L5

结果

Δb

102.8322

104.1849

106.0511

107.8861

rm

801.3509

802.5798

802.4101

801.5601

const

82404.68

83616.67

85096.47

86477.19

av%

-0.02363

-0.00927

0.008267

0.024626

等势线b

L1-L2

L2-L3

L3-L4

L4-L5

Δb

103.0002

106.9342

111.6166

116.1764

rm

709.3221

667.6537

644.5619

632.7579

const

73060.3

71395.03

71943.78

73511.51

av%

0.008039

-0.01494

-0.00737

0.014264

等势线c

L1-L2

L2-L3

L3-L4

L4-L5

Δb

96.22111

108.9634

126.

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