4水輪機(jī)特性曲線2011

1、£2我用必羋 Wuhan University水輪機(jī)特性曲錢水輪機(jī)的特性曲線用于表達(dá)水輪機(jī)在不同工況下能量轉(zhuǎn)換以及空 化等方面的水力性能、力特性及其他性能.這些特性是水輪機(jī)內(nèi)部流 動(dòng)規(guī)律的外部表現(xiàn)，被稱為水輪機(jī)的特性.目前的一些理論方法還難 于全面地、精確地計(jì)算水輪的各種性能，因此，水輪機(jī)的特性常通過 模型試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法獲得。將試驗(yàn)所獲得的水輪機(jī)性能參數(shù)繪 制成不同形式的曲線圖，即水輪機(jī)的特性曲線.水輪機(jī)特性曲線有著 廣泛的用途，可以用它來分析水輪機(jī)的特性。在水電站設(shè)計(jì)中選擇水 輪機(jī)的基本參數(shù)、確定其合理的運(yùn)行方式都要用到水輪機(jī)特性曲線°水輪機(jī)相似理論©M2

2、 Wuhan University 水輪機(jī)的相似條件兩水輪機(jī)相似是指兩水輪機(jī)的水流流動(dòng)相似，亦即兩水輪機(jī)中 有相似的水流流動(dòng)場(chǎng).具體說，要使兩水輪機(jī)中的水流流動(dòng)相似，必 須滿足如下條件。(1) 幾何相似兩水輪機(jī)從蝸殼進(jìn)口到尾水管出口的過流表面對(duì)應(yīng)線性尺寸成比 例，且對(duì)應(yīng)角相等.幾何相似的水輪機(jī)稱為水輪機(jī)系列.(2) 運(yùn)動(dòng)相似運(yùn)動(dòng)相似是指兩水輪機(jī)中的流場(chǎng)相似，既流場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的水流質(zhì)點(diǎn) 的速度方向相同、大小成比例.保持運(yùn)動(dòng)相似的兩水輪機(jī).(3) 動(dòng)力相似為了保持運(yùn)動(dòng)相似，作用在兩流場(chǎng)中相應(yīng)流體質(zhì)點(diǎn)上的同名力方 向相同，大小成比例.滿足水輪機(jī)相似條件的水輪機(jī)工況稱相似工況。水輪機(jī)相似理論我用女才Wuh

3、an University水輪機(jī)的相似律轉(zhuǎn)速相似流量相似出力扌刖以Qt = Dt dHTPT _ DH1瓦=吠晉水輪機(jī)相似理論dz Wuhan University水輪機(jī)的單位參數(shù)工程中為了便于應(yīng)用，常常把模型試驗(yàn)所得的模型水輪機(jī)參數(shù)按 照相似律換算成直徑=lm.水頭n lm的標(biāo)準(zhǔn)的相似水輪機(jī)在相似工 況下的參數(shù).直徑 lm、有效水頭 Im的水輪機(jī)的參數(shù)稱為單位參 數(shù)，分別用單位轉(zhuǎn)速.單位流量和單位功率表示.也c _ QP = Fn嚴(yán)而°廣廳7帛D；汕比轉(zhuǎn)速：與尺寸大小無關(guān)但能反映水輪機(jī)工ny/P>?=作特點(diǎn)的相似參數(shù)。£ h昭水輪機(jī)相似理論% = 1 - (1 -

4、% )水輪機(jī)的效率換算混流式水輪機(jī)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)77r =1-(1-7；a/03+071水輪機(jī)特性曲錢水輪機(jī)各參數(shù)間的相互關(guān)系比較復(fù)雜，為了明確某些參數(shù)之間 的關(guān)系，有時(shí)需要把一些參數(shù)固定，而單獨(dú)考察某兩個(gè)參數(shù)之間的 關(guān)系，這種表示兩個(gè)參數(shù)之間關(guān)系的特性，可用一條曲線表示，這 種曲線稱為水輪機(jī)的線性特性曲線；當(dāng)需要綜合考慮水輪機(jī)各參數(shù) 之間的相互關(guān)系時(shí)，則把水輪機(jī)的各種性能曲線繪于同一張圖上， 這種曲線稱為水輪機(jī)的綜合特性曲線.工作特性曲線表示水輪機(jī)在水頭和轉(zhuǎn)速為常數(shù)時(shí)的特性的曲線稱為水輪機(jī)工 作特性曲線。水輪機(jī)工作特性曲線反映了水輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行的工作情 況，可用來比較不同水輪機(jī)的工作性能.水

5、輪機(jī)特性曲錢冰雋以上三種工作特性曲線可以相互轉(zhuǎn)換，將一種形式變換成任何 其他一種形式。從任何一種工作特性曲線上都可以看出水輪機(jī)的空 載開度及所對(duì)應(yīng)的流量，以及水輪機(jī)的最優(yōu)工況所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 開度、流量和出力.我薩女才Wuhan University混流式水輪機(jī)模型綜合特性曲線U0015<»QniL/ni混流式水輪機(jī)模型綜合特性曲線WMUniversity我薩女才Wuhan University軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)模型綜合特性曲線宅一UJ U)二EWMUniversity沖擊式水輪機(jī)模型綜合特性曲線46434133374947202426222830QZL/GISSSS =sB_-

6、nss _ H8li II二=_ fit ml almMII 一 _»=書 =_三«晶. |口| 丨 I u : J Ju H nnbRnnuHU18 Wuhan University水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線水輪機(jī)的模型綜合特性曲線反映水輪機(jī)單位參數(shù)之間的關(guān)系. 但在水電廠運(yùn)行中，為了擬定機(jī)組的運(yùn)行方式以及考察機(jī)組的動(dòng)力 特性，若使用模型綜合特性曲線就不夠直觀，也不方便，因此需要 把模型綜合特性曲線按相似公式換算成原型水輪機(jī)的綜合特性曲線, 這些曲線以水頭為縱坐標(biāo)，出力為縱橫坐標(biāo)，反映水頭、出力、效 率和吸出高度等參數(shù)之間的關(guān)系，稱為水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線. 在這種曲線圖上包

7、括有等效率線、出力限制線和等吸出高度線。水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線我用女才Wuhan University050604030100 110P(MW)三峽電站混流式水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線我薩女才Wuhan University引片逬I邊（背而）初生空化線7等吸出圧度線一葉逍渦發(fā)展線2004006008001000不穩(wěn)定 運(yùn)行區(qū)域葉片進(jìn)口邊（iF面初主空化線葉道渦初牛線Pi MW95%功半限制線混流式水輪機(jī)原型機(jī)組運(yùn)行區(qū)域劃分圖我用女才Wuhan University807570E 65- 禁止運(yùn)行區(qū)5540導(dǎo)葉開廈等效率線、20°16；,12n額定功率限制線80I2UP/MW180 200220240夠、95%額定功啼限制線I70%功率線展人功申 限制線60一穩(wěn)，行水口水電站軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線我薩女才Wuhan University40=40%0=70% 94.5%RA=292%一-91%?8<m-竽空化系數(shù)線等槳葉開度鴿效率線100智廿葉開度巾匸£匕恥刃另勿#zisRds三