《蜗壳断面设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蜗壳断面设计.docx（28页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第五章反击式水轮机的基本结构第三节：反击式水轮机的引水室、简介 一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门， 小型水轮机为闸阀 或球阀，大型多为碟阀。阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故 时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量 水轮机引水室的作用:1. 保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周受水流的作用力 均匀，以便提高运行的稳定性。2. 水流进入导水机构签应具有一定的旋转 下导叶处在不大的冲角下被绕流。（环量），以保证在水轮机的主要工况、引水室引水室的应用范围1000-00600004WJOO30000200001030o .u c o o o o
2、nu O 吐钉 叮可 c fl c fl o o o o 00 0 3 OCH刑创创阳飘霑® MfflJ帥帅J03fl20J50月石 H 自 2!R 1( 1Z 14 1ft ZO Z5 30 354D 和irxi引水室的应用范围血1. 开敞式引水室般昱用砖 头及温嚴丄 做成,适川 尸低水头及 小型水轮机开敞式引水室2. 罐式引水室3. 蜗壳式引水室 混凝土蜗壳一般用于水头在40M以下的机组。由于混凝土结构不能承受过大水压 力，故在40M以上采用金属蜗壳或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角蜗壳包角图金属蜗壳的包角340度到350度、金属蜗壳和
3、混凝土蜗壳的形状及参数 1.蜗壳的型式水轮机蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳当水头小于40M时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳；一般用于大、 中型低水头水电站。当水头大于40M时，由于混凝土不能承受过大的内水压力， 常采用钢板焊接或铸 钢蜗壳，统称为金属蜗壳。蜗壳应力分布图蜗花应力分布椭圆断面应力分析图椭圆断面应力分析图金属蜗壳按制造方法有焊接铸焊和铸造三种焊接蜗比结构图11 Mr nt-尺寸较大的中、低水头混流一般采用钢板焊接，其中铸造和铸焊适用于尺寸不大 的高水头混流水轮机 2.蜗壳的断面形状 金属蜗壳的断面常作成圆形，以改善其受力条件，当蜗壳尾部用圆断面不能和座 环蝶形边相接时，采
4、用椭圆断面。金属蜗壳与有蝶形边座环的连接图金属W売4仃蝶形边座坏的连接图金属蜗壳的断面形状图IE%金属蜗売的断而形状图混凝土蜗壳的断面常做成梯形，以便于施工和减小其径向尺寸、 降低厂房的土建 投资混凝土蜗壳断面形状图日.斗 G-八1£-1f=J qIfj(1-M当蜗壳的进口断面的形状确定后，其中间断面形状可由各断面的顶角点的变化规 律来决定，有直线变化和向内弯曲的抛物线变化规律混凝土蜗壳的断面变化规律混凝土蜗壳的断面变化规律3. 蜗壳的包角对于金属蜗壳，其过流量较小，允许的流速较大因此其外形尺寸对厂房造价影响 较小，为获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般 久=3
5、45 °对于混凝土蜗壳其过流量较大，允许的流量较小，因此其外形尺寸常成为厂房大小的控制尺寸，直接影响厂房的土建投资，一般 汇 金心 宀"上；4. 蜗壳的进口流速 当蜗壳断面形状及包角"确定后，蜗壳进口断面平均流速是决定蜗壳尺寸的主 要参数。对于相同的过流量，选得大，则蜗壳断面就小，但水力损失增大。值可 根据水轮机设计水头查曲线的。一般可取图中的中间值；对于金属蜗壳和有钢板 里村的混凝土蜗壳，可取上限值；当布置上不受限制时也可取下限值， 但不应小 于引水道中的流速。四、蜗壳的水力计算1. 蜗壳中的水流运动蜗壳中的水流运动规律，一般认为两种形式。（1）蜗壳断面的平均速
6、度周向分量I八:为常数的规律 匕均二耳二常数（2）蜗壳中水流按等速度矩规律运动。即位于蜗壳内任一点水流速度的切向分IZV r 量与该点距水轮机轴线的半径-的乘积不变 J常数蜗壳中的水流运动图通过蜗壳任一断面的流量V tga = vQInrbC27rbCJ I-中:2. 金属蜗壳的水力计算(1)参数的选择2 =1.55 L6457= 1.33 - 137 一般取« = 55°金属蜗売的断血(2)与座环蝶形边相接的金属蜗壳的水力设计(a) 蜗壳参数与断面连接尺寸选择1) 按金属蜗壳的流速系数与水头的关系曲线金属蜗売的流速系数与水头的关系III I线选择蜗壳流速系数K2) 确定蜗
7、壳包角'13) 与座环连接部位几何尺寸由座环 设计给定，见图*<0A<珥>e a>与蝶形边札接的金属蜗克椭圆形断(b) 进口断面计算进口断面流量进口断面流速zn进口断面面积进口断面半径So求得:进口断面中心距WoQC360 x 2ti 7200C进口断面外径% _+ Do(c) 圆断面计算x=c+r°c/j2 pt = lx2+h2at +xK =吗十只(d) 椭圆断面计算椭圆短半径p2 = V1-04S4+0.81L2 -1345LA = 7Tp 2 + d2tgactg2a + - +(pJC sill a与圆的同等面积draRaP= L + 心
8、一 Pictga椭圆断面长半径椭圆断面中心距L 'J "二八椭圆断面外径R=a+p3. 混凝土蜗壳的水力计算p_Q_Q甲严（1）确定进口断面尺寸°360°rL*i£7（2）确定中间断面的顶角点、底角点变化规律（3）绘制若干 查出相应的，及断面尺寸，便可绘制出蜗壳平面单线图混凝土蜗壳的水力计算曲线» I】蜗血的水力计融线混凝土蜗壳的平面单线图054_亠申混凝土蜗売的平而单线图4. 座环的结构形式(1)与混凝土蜗壳联结的座环一是整体结构座环如图整体结构座环二是装配式结构如图金T装配式结构(2)与金属蜗壳联结的座环是带蝶形边的座环如图(a)(
9、b)(c)带蝶形边的座环二是不带蝶形边的座环如图第五节：反击式水轮机的尾水管一、尾水管的作用尾水管的作用1. 将转轮出口水流引向下游2. 利用下游水面至转轮出口处的高程差，形成转轮出口处的静力真空3. 利用转轮出口的水流动能，将其转换成为转轮出口处的动力真空三种尾水管三种尾水管的能量差比较2.弯曲线尾水管1.没有尾水管A£ff =2.具有圆柱形尾水管(Pf P圧）-h5十红+红1储丿冷2葺丿3.具有扩散型尾水管时实际恢复的动能与理想恢复的功能的比值称为尾水管的恢复系数二、尾水管的基本类型1.直锥形尾水管弯肘形尾水管弯锥形尾水管三、尾水管选择1.直锥形尾水管的设计(1) 根据经验公式，
10、决定尾水管的进口速度 = 0-008+1.2(2)确定尾水管出口断面面积(3)确定锥角及管长根据扩散管中水力损失最小原则，一般选锥角 日_ :，管长L可由进口断面面积 宀'和出口断面面积值及值算出(4)决定排水渠道尺寸2.弯肘形尾水管的选择及计算(1)尾水管的深度尾水管深度是指水轮机导水机构底环平面至尾水管底板平面之间的距离。对转轮进口直径'小于转轮出口直径，:的混流式水轮机取一 -'；对转桨式水轮机取 二二 ，对转轮直径丄-I ；的高水头混流式水轮机则可取h>2 2Dl(2) 肘管型式标准混凝土肘管500<z<861.060"1728&qu
11、ot;R579.61 1350S叫）寸(3) 水平长度水平长度是机组中心到尾水管出口的距离通常取：L=4.5-'扩散段与支敦<I>1L>扩散段与支墩四、减轻尾水管振动的措施1.尾水管加导流隔板尾水管中装设导流板(Q(b)(C)2.尾水管补气单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。