蝸殼的水力計(jì)算

1、 蝸殼的水力計(jì)算 蝸殼水力計(jì)算的目的是要確定在中間不同包角時(shí)蝸殼斷面的形狀和尺寸。計(jì)算是在給定的水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭、最大引流量、導(dǎo)葉高度、座環(huán)尺寸(外徑、內(nèi)徑等)和選擇的蝸殼斷面形式、包角、進(jìn)口平均流速的情祝下進(jìn)行的水流在進(jìn)入蝸殼后，其流速可分解為園周速度和徑向速度，在進(jìn)入導(dǎo)葉時(shí)，按照均勻軸對(duì)稱的入流要求，則應(yīng)為常數(shù)；其值為= 對(duì)于圓周速度的變化規(guī)律，計(jì)算時(shí)有不同的假定，一般常用的有下列兩種假定： （一）速度矩r=C(C為一常數(shù)) 假定蝸殼中的水流是一種軸對(duì)稱的有勢(shì)流動(dòng)，并忽略其內(nèi)摩擦力，這樣就可以近似的認(rèn)為水流除了繞軸的旋轉(zhuǎn)外，沒(méi)有任何外力作用在水流上并使其能量發(fā)生變化，即=0則 = C = C

2、上式說(shuō)明蝸殼中距水輪機(jī)軸線半徑r相同的各點(diǎn)上，其水流的園周速度是相同的，隨著半徑r的增大而減小。（二）圓周速度=C 此假定即認(rèn)為蝸殼各斷面的圓周速度不變，且等于蝸殼進(jìn)口斷面的平均流速。這樣使得在蝸殼尾部的流速較以r=C所得出的流速為小，得出的斷面尺寸較大，從而減小了水力損失并便于加工制造按照這種假定計(jì)算蝸殼的尺寸，方法簡(jiǎn)單，所得出的結(jié)果與前一種假定的結(jié)果也很近似。 以下僅介紹按照假定=C的計(jì)算方法，對(duì)于按照假定r=C的計(jì)算可參考其他有關(guān)書籍。1 金屬蝸殼的水力計(jì)算1） 對(duì)于進(jìn)口斷面斷面的面積 =斷面的半徑 = 從軸中心線到蝸殼邊緣的半徑 =+22） 對(duì)中間任一斷面 = = =+2式中 座環(huán)外半

3、徑；從蝸殼鼻端起算至計(jì)算斷面的角度；、分別為計(jì)算斷面處的流量、斷面半徑及邊緣半徑。由此便可繪制出蝸殼斷面和平面的單線圖。2混凝土蝸殼的水力計(jì)算混凝土蝸殼的水力計(jì)算采用半圖解法極為方便，如下圖所示，現(xiàn)將其計(jì)算方法及步驟分述如下：1）按下式計(jì)算蝸殼進(jìn)口斷面的面積 = 2）根據(jù)水電站的具體情況選擇斷面形式，并規(guī)劃進(jìn)口斷面的尺寸使其包括的面積符合的要求，然后將進(jìn)口斷面畫在圖的右上方； 3）選擇頂角和底角的變化規(guī)律(圖中選擇的是直線變化規(guī)律)，以虛線表示，并畫出若干個(gè)中間斷面(如圖上1、2、3、斷面)； 4）計(jì)算各斷面的面積，并在斷面圖的下面對(duì)應(yīng)地繪制出F=f(R)的關(guān)系曲線； 5）按下列關(guān)系式在左下方并列繪制出F=f()的直線， =6）根據(jù)所需要的角度在圖上便可查