水轮机复重点

1、水轮机的基本工作参数都有哪些？

答：水头、流量、转速、出力、效率（每写对一个得2分）

2、水轮机的编号规则？

类型 比转速表示水轮型号 主轴布置形式 引水形式 以厘米表示的转轮直径（每写对一个得2分）

3、试简述一元理论，二元理论，三元理论。

一元理论：采用无穷叶片数及轴面速度沿过流断面均匀分布假定，流动状态只是转面流线长度坐标的函数。

二元理论：放弃一元理论中两个基本假设中的一个。

三元理论：完全放弃一元理论的两个基本假设，直接研究三维流场。 4、什么是蜗壳的最大包角、水轮机比转速、单位流量？

答：蜗壳最大包角指蜗壳的进口端面到蜗壳的鼻端所围成的角度。

水轮机比转速是指水轮机在水头为1m，出力为1kw时所具有的转速。

单位流量是指水轮机标称直径为1m，有效水头为1m时所具有的的流量。 5、按水流流经导叶与水轮机轴线的相对位置，导水机构可分为哪几种形式？ （1）径向式导水机构，水流方向与主轴垂直 （2）轴向式导水机构，水流方向与主轴平行 （3）斜向式导水机构，水流方向与主轴相交

6、水轮机的几个典型工作水头如何定义？

最大水头：是允许水轮机运行的最大净水头。

最小水头：是保证水轮机安全、稳定运行的的最小净水头。 设计水头：是水轮机发出额定出力时所需的最小净水头。

加权平均水头：是在一定时期内（视水库的调节性能而 定），所有可能出现的水轮机水头的加权平均值，是水轮机在其附近运行时间最长的净水头。

7、水轮机的主要过流部件有哪些及其作用是什么？

答：水轮机的主要过流部件有：引水室、导水机构、转轮、尾水管。

1）引水室的作用是将水流按所需要的速度（大小和方向）引入转轮。

?n11，Q11?轮机的功率，以适应负荷的变化；在非蜗壳式引水室中，还用来改变水流方向，以适应转轮需要。

3）转轮的作用是改变水流方向并产生能量。

4）尾水管作用是将离开转轮的水引导至下游并利用转轮出口水流的部分能量。 8、什么是水轮机的最优工况、协联工况、飞逸工况、飞逸转速？说明飞逸工况的危害。 答：最优工况：使水轮机效率最高的工况。

协联工况：对一定的n11，Q11点，使效率最高的的φ与a0值是一定的，保持导叶开度与叶片转角之间最优协联关系的工况。

飞逸工况：一定水头和工况下，负荷力矩为零时的工况。 飞逸转速：一定水头和开度下最大转速

飞逸工况危害：1）转速升高，离心力超过机组允许值，形成破坏；2）与机组固定频率重合形成共振

9、什么是水力机械的全特性？

水力机械工作状态性质主要参数水头、流量、轴端力矩、转速和轴功率正负方向的不同

??组合，构成水力机械的八种工作状态，表征这八种工作状态的特性曲线称为水力机械的全特性。

10、某河床式式水电站在设计工况下：上游水位Z上=83m，下游水位Z下=47.2m，通过某台水轮机的流量为874m/s，发电机效率为?g=0.973.水轮机效率为?t=0.88。如果忽略水工建筑物的水力损失，试求水流出力、水轮机出力、和机组出力。 解：因为?hA-t3?0

则H=Z上-Z下=83-47.2=35.8m

水流出力Pn?9.81QH=9.81*874*35.8=306947kw 水轮机出力P=Pn*?t=270113.4kw

机组出力Pg?P*?g?270113.4*0.973=262820.3kw 1、 冲击式水轮机的主要类型及适用条件。

答：在冲击式水轮机中，以工作射流与转轮相对位置及射流做功次数的不同可分为

切击式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机。 冲击式适用于高水头小流量水力条件。

2、 简述切击式水轮机的主要部件。

答：1、喷嘴、喷针；2、转轮：斗叶、圆盘；3偏流器、分流器；4机壳；5副喷嘴（反向制动喷嘴）//用于防止飞逸。

3、 喷管的组成及其作用。

答：喷管主要由喷嘴喷针和喷针移动机构组成，其作用：①将水流的压力势能转换为射流动能，则当水由进水管流进喷管时，在其出口便形成一股冲向转轮的圆柱形自由射流;②起着导水机构的作用。当喷针移动时，即可以渐渐改变喷嘴出口与喷针头之间的环形过水断面面积，因此可平稳地改变喷管的过流量及水轮机的流量和功率。

4、 简述提高水斗式水轮机比转速的主要途径。

答：①提高喷嘴数目；②改变直径比D1/d0;③增加工作轮数量；④提高机组转速。

5、 推导冲击式水轮机基本方程，理论最优转速比及实际转速比范围。

答：水轮机对水体作用为Rx，射流对水斗的作用为Fx Fx =-Rx

对选定水体在x方向列动量方程：Rx?t=m1v1cos?1?m2v2cos?2?mv0 则Rx=

rQrQ1rQv1cos?1?2v2cos?2?0v0 gggrQ0v0?cos?-1? g =

?1??2

Q1?Q2?Q0 2?Fx?rQ0v0(1?cos?) gW?v0?u

N?Fx?u?当

rQ0(v0?u)?u(1?cos?)

gdN?0时出力最大 du则v0?2u?0

6、 写出水轮机的主要工作参数以及水力机械工作状态性质的主要参数。

??u?0.5 v0一般情况实际速比为0.46~0.49

答：1）水轮机的主要工作参数：水头H，流量Q，转速n，出力N，效率?。 2）水力机械工作状态性质的主要参数：水头H，流量Q，转速n，轴端力矩M，轴功率P

7、 以正常水泵工况参数为正，在叶片式水力机械的各种工作状态下转轮输出功率P、能量QH的正负。 答：

水轮机工况：叶片式水力机组以原动机运行，P<0,水流流经转轮以后能量减少

QH<0;

水泵工况：水力机组为工作机械，P>0，水流流经转轮以后能量增加 QH>0;

制动工况：水力机组为工作机械，P>0，水流流经转轮以后能量减少 QH<0;

飞逸工况：水力机组为原动机，但作用在轴上的扭矩趋近于0，所以轴功率也趋近于0，P≈0 机组效率为0水流流经转轮后能量有所减小这部分减小的能量用来克服机组旋转时的摩擦损失QH<0

8、 抽水蓄能电站按转换周期及按天然水量的利用可分为哪几类？

答：抽水蓄能电站按蓄水和发电的转换周期可分为季调节和日（或周）调节两种；根据天然水量的利用情况分为①纯抽水蓄能电站②混合式抽水蓄能电站

9、 三机式和四机式机组各有那些优缺点？

答：四机式机组的水轮机和水泵均可根据自身的条件确定形式、台数和转速，因而可以保证各自的效率最高，但由于造价昂贵，目前几乎不采用。

三机式机组的水轮机的主要优点是：抽水蓄能的效率比可逆式水泵水轮机高。水泵工况下启动方便和迅速但三机式机组投资高，机械设备和土建投资也较高，在水泵运行时需要压缩空气保持水轮机转轮处于排空状态，而在水轮机运行时保持水泵转轮处于排空状态会增加设备，提高了运行费用，影响整个电站的效益。

10、 因。

2v5??(hw?)2g222?2写出尾水管的恢复系数?w及其作用，并说明尾水管对不同比转速的重要性及其原

答：?w?。作用：1）将转轮出口水流引向下游；2）利用转轮高出

2g下游水面的那一段位能；3）回收部分转轮出口功能。

?22尾水管对高比转速水轮机起着十分重要的作用。高比转速水轮机的可达总水头

2g的40%左右，而低比转速却不到1%。以恢复系数都等于75%来估算，则高比转速水轮机尾水管的相对水力损失达10%，而低比转速仅为0.25%，由此可见对高比转速水轮机更加重要。

11、

轴向水推力有哪几部分组成？如何减小轴向水推力？

答：Ft?F1?F2?F3?F4 其中F1、F2、F3、F4分别为转轮流道内水流作用所产生的推力，上冠因水压力产生的水推力，下环因水压力产生的水推力，浮力。 减小轴向水推力：1）可在水轮机的上冠上设置若干减压孔，以及时排除上冠背面的渗漏水。2）设置减压板。

12、

何为圆柱层无关假设？

答：假定水流在轴流式转轮区域内是沿着与主轴通信的圆柱面上流动，水流绝对速度在半径方向的分量Vr=0，即在各圆柱层之间水流质点没有相互作用。这就是圆柱层无关性假设。

根据圆柱层无关假设，可将轴流式转轮分解成许多无限薄的圆柱层，展开这些圆柱层便得到许多互不相关的平面直列叶栅，这样就将轴流式复杂的三元流动问题简化为平面问题求解。

13、

试分析混流式转轮中的水流运动特点？

答：混流式转轮位于流道从径向变为轴向的拐弯处，水流运动受到拐弯离心力的作用及水流绕轴线旋转离心力作用。不同比转速，流道的形状不同，两种离心力的作用使得不同比转速的混流式转轮，轴面速度分布规律不一致，从而得出不同的设计方法。对流动Vm的不同假定的简化得到转轮的不同设计方法。

14、 写出升力法设计轴流式转轮的基本方程式及其物理意义。 答：Cysl2?vu1? 其物理意义在于为了使流过水轮机的液流所付出的的

tg?tWm1?tg?m有效能量与转轮叶栅所承受的能量相平衡，叶栅与液流参数之间应该满足的关系。

15、

导水机构有哪些主要形式及其作用？

答：（1）径向式导水机构，水流方向与主轴垂直 （2）轴向式导水机构，水流方向与主轴平行 （3）斜向式导水机构，水流方向与主轴相交 作用:a.形成和改变进入转轮的环量； b.按电力系统所需功率调节水轮机的流量；

c导叶在关闭位置时，能使水轮机停止运行并在机组甩负荷时防止飞逸。

16、

轴流式水轮机转轮的设计过程，设计方法及各方法优缺点。

答：设计过程：1）根据经验选择某些参数和转轮前后速度的分布规律，绘出转轮的轴面流道和转轮进出口的速度三角形。

2）根据圆柱层无关假设，把转轮叶片设计简化为5~6个平面直列叶栅的绕流来计算。

设计方法：升力法、奇点分布法、统计法、保角变换法。

升力法：缺点是无法求出叶栅表面各点的压力和速度，对空化性能只能作估计；优点是工作量小，既方便又准确。

奇点分布法：有点是可以有目的地控制翼型表面的速度和压力分布，因而能事先考虑空化性能的要求、

统计法：可以较快的设计出转轮 保角变换法：较少采用

17、

水轮机过渡过程的定义，类型，危害，例举出一至两例避免过渡过程可

采取的措施。

答：定义：当负荷发生变动时，水轮机将由一个稳定工况向另一个稳定 工况过渡，工作参数将随时间发生变换的过程称为水轮机的过渡过程。 类型：起动和停机，大幅度的增减负荷，事故甩负荷和紧急停机，产生 飞逸和退出飞逸，发电转调相等。

危害：尾水管内出现压力脉动，增压，脱流，造成过渡过程尾水管的水 流不稳定，从而造成机组震动、抬机、功率影响，甚至破坏机组。 甩负荷过程中，可采用导叶两段直线关闭规律，设置调压阀等措施保证

图（1） （1）当0??1?90?时：

由水轮机基本方程?sgH?u1v1cos?1?u2v2cos?2最优工况时?2?90? 所以：?sgH?u1v1cos?1

vm1cot?1?u1?vm1cot?1vm1(cot?1?cot?1)?u1vsin?1(cot?1?cot?1)?u1v?又因为：

u1u1?sin?1(cot?1?cot?1)cos?1?sin?1cot?1ucos?1u?cos?1?sin?1cot?11?tan?1cot?1(2121

?sgH?D1?)D12又?u1????sgH?21?tan?1cot?1即R1??SgHD1?1?tg?1?tg(90?-?1) 2?（2）当90???1?180?时： 根据进口三角型同样可以推导出：R1?（3）当?1?90?时：

由水轮机基本方程?sgH?u1v1cos?1?u2v2cos?2最优工况时?2?90?

?SgHD1?1?tg?1?tg(90?-?1) 2?R1??SgHD1?1?tg?1?tg(90?-?1)?0 2?7、简述旋转涡带的形成过程及防止措施。

答：过程：周期涡带的形成导致导叶出口水流不均匀，进而导致转轮进口不均匀，再加

上导叶与叶片的相对位置的周期性变化,转轮的转速使转轮出口刘泰在周期内受到导叶的不稳地干扰，从而使尾水管中旋转水流在转轮的影响下形成偏心旋转，强制涡带加快了轴向速度，导致旋转涡带的形成。

防止措施：1)加隔断，消除环量，减少偏心涡带。2）向尾水管补气。3）选择较大装置空气系数。4）避振运行。

8、混流式水轮机的设计方法是什么？

答：由于不同比转速水轮机流道的形状不同，两种离心力（拐弯离心力和水流绕轴件旋转离心力）作用使得不同比转速的混流式转轮轴面速度规律分布规律不一致，从而得出不同的设计方法。分别为一元理论、二元理论、三元理论的设计方法。

一元理论：假设叶片数无穷多，无限薄，轴对称，轴面运动是等速的，vm沿过水断面的分布，也就是说拐弯影响较小。vm=f(l).

二元理论：假设轴面运动是等势流动，vm沿过水断面的分布符合势流分布

vm=f(l,)。

三元理论：不做假设。vm= f(l，,).

9、什么是小波动过程什么是大波动过程？以及研究过渡过程的目的和危害是什么？

答：小波动过程：运行中由于负荷经常变动，水轮机处于不同工况点的过渡过程中，但这种过渡过程属于水轮机调节系统小波动稳定性的研究对象，这种小波动过程一般不引起主要工况参数的符号发生变化，大小和方向与时间无关。

大波动过程：指水轮机由某一工作状态向另一工况性质不同的工作状态过渡，所有参数的大小和方向均发生变化且与时间有关，也叫水轮机的工作过渡过程。

研究过渡过程的目的：寻求合理调节元件的运动方式，是改善过渡过程的品质的有效措施，以确保较高的调节质量和工况转换的安全过渡。

危害：尾水管内部出现压力脉动、增压、脱流、涡带，引起功率摆动，造成机组振动、抬机，有时甚至造成机组破坏。

10、何为飞逸工况的过渡过程以及退出飞逸的措施有哪些？

答：当机组甩负荷，而调速系统失灵，导水机构不能关闭，水轮机转速迅速升高，直至达到该水头与导叶开度下的飞逸转速，称这个过程为飞逸过渡过程。 由水轮机流量调节方程推出轴流式飞逸方程式：

Q?r2??2?gH?r1cot?0?2tan?b22?b0A2Qtg?0r(?ctg?0) r2?b0A0得：??nR?30QRtg?0r(?ctg?0)22?b0A0?r措施：1.令飞逸流量QR=0则nR=0，启动快速闸门。 2.水轮机退出飞逸?0=arctg(-Kfctg?) 3.飞逸系数kp?nR n0轴流式不保持协联时kP=2.4~2.6,混流式水轮机<2. 11、什么是水力机械的全特性或四象限特性？

答：表征水力机械工作状态性质的主要参数有水头（H），流量（Q）、轴端力矩（M）、转速（n）和轴功率（P）等。这些参数正负方向的不同组合，构成水力机械的八种工作状态，表征这八种工作状态的工作曲线称为水力机械的全特性或四象限特性。 12、转浆式水轮机的飞逸转速存在哪两种情况？

答：1）当导水机构，转轮叶片操作机构同时失灵，且两者的协联机构也遭到破坏，桨叶安放角φ于导叶开度α可能发生任意组合

2）当导水机构和转轮桨叶操作同时失灵，但两者之间的协联关系仍保持。 13、导叶的翼型有哪几种？对环流有何影响？ 答：有正曲率型，负曲率型和对称性三种

正曲率的导叶有使环量减小的效果故高比转速水轮机中采用 负曲率的导叶有使环量增加的效果故低比转速水轮机中采用 对称性主要用在低水头高比转速的轴流式水轮机中

1． 解释牌号为XLH200-LJ-300的水轮机的含义并简述其主要工作参数？

表示斜流可逆式水泵水轮机，转轮型号200，立轴，金属蜗壳，转轮标称直径是300cm。 工作水头 H 是水轮机进出口单位重量水流的能量差值，单位m。 流量 Q 是单位时间内通过水轮机的水流体积，单位m3/s 转速 n 是转轮单位时间内旋转的次数，单位 r/m 出力 P 是水轮机轴端输出的功率， 单位为kw. 效率ηt 为水轮机的输入和输出功率之比。

2．当水流流经部件时产生的水力损失主要有哪几部分组成？

1.由于水的粘性，当水流流经过流部件时，要产生沿程水利摩擦损失，摩擦损失大小主要与水流流速，过流部件表面的粗糙、流道水力半径、水流流态及流道长度等因素有关。 2.水流通过过流部件时，由于流道形状，过水断面面积及流动方向的突然改变，必然在该区域要产生漩涡、回流或脱流等现象。由于液体内部的相互摩擦和碰撞，需要消耗一定的水流能量。

3.当水流绕流导叶、转轮叶片等导流体时，要产生头部撞击或尾部脱流损失，该损失主要与导流体形状及其安放位置有关。另外，水流离开尾水管出口断面时，需要具有一定的流速。这样必存在尾水管出口的动能损失。 3.常用的补气方式有哪些？其各适用于什么情况？

答：有自然补气和强迫补气两种方式。 当下游水位变化不大且吸出高度为正值时，采用自然补气。当下游水位变化的幅度大且Hs<-5m以上采用自然补气有困难时，采用射流泵或压缩空气进行强迫补气。

4.为什么说切击式水轮机适用于水头变化小而负荷变化大的电站？

答：从分析切击式水轮机的等效率曲线可知，切击式水轮机的效率沿横轴Q11变化很缓，而沿纵轴n11变化很大，这说明在转轮直径、转速为常数时，其效率受水头变化影响大，受流量变化影响小。所以说切击式水轮机适用于水头变化小而负荷变化大的电站。 5.什么叫做稳定工况？轴流式水轮机的过渡过程包括哪些？

当水轮发电机在运行过程中，负荷不变动时，水轮机的主要工作参数如水头、流量、转速、轴功率、轴端力矩、导叶与转轮的安放位置等都不发生变化，此时这些参数的大小和方向与时间无关的这种工况。

过渡过程有水轮机的启动和停机，大幅度的增和减负荷，事故甩负荷和紧急停机，产生飞逸和退出飞逸，发电机转调相等。

6、试推导冲击式水轮机基本方程和理论与实际的最优速度比为多少？

答：将水斗对射流水体的作用力记为R,射流对水体的作用力记为P，并假设在某一相当短时间dt内转轮做匀速转动，则根据动能量定理得：

??R???Qg?(?2cos?2??0)而射流的作用力为反作用力得：P??R故有P??Qg(?0??2cos?2)(?0为射流接近水斗但未到达水斗的水流相对速度?2为射流离开水斗但未到达水斗出水边的水流相对速度)

忽略损失，则得?2??0?v0?u把此事代入上式得?QP?(v0?u)(1?cos?2)两边同乘u得基本方程：gN?Pu??Qg(v0?u)(1?cos?2)u理论：u=v0/2=0.5实际：?max=0.46~0.49

7.反击式水轮机尾水管的作用?尾水管恢复系数？ ①将转轮出口处的水流引向下游。

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利用转轮出口处的水流动能，将其转换成为转轮出口处的动力真空。

尾水管恢复系数：实际恢复的动能与理想恢复的动能的比值称为尾水管的恢复系数ηw，即：?w?V222g5?(hw?V2g)2V222g尾水管对轴流式水轮机比对混流式水轮机更重要。

8.混流式水轮机和水斗式水轮机的基本结构各有哪些主要部件？其模型综合特性曲线各有什么特征？

答：混流式水轮机的主要部件包括蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮和和尾水管。 水斗式水轮机的主要部件包括进水管、喷管、转轮、外调节机构、副喷嘴、机壳和排水坑渠。 混流式水轮机模型综合特性曲线由等效率线、等开度线、等空化系数线与出力限制线所构成。混流式水轮机模型综合特性曲线上通常标有5%出力限制线。

9.已知一水轮机转速n>0,且在水轮机工况下运行，完成下列表格（填‘+’或‘-’）并在下图中标出各参数线条的指向。 M

H P Q Tn

答案：— — — + — Q 向上 n 向下 m 向上。

10.假如水泵水轮机在水泵运行时突然停电，水泵水轮机会先后经历那些运行区，最后会发生什么危险？应如何应对这些危险?

答：机组先后经历：水泵工况，制动工况，水轮机工况。最后可能导致飞逸，应先关闭活动导叶来排除危险，若活动导叶不能关闭，则关闭快速闸门。 1.什么是圆柱层无关性假设？它的意义是什么？

答：假定水流在轴流式转轮区域内是沿着与主轴同心的圆柱层面上流动，水流绝对速度在半径方向的分量Vr=0,即在各圆柱层之间水流质点没有相互作用。这就是圆柱层无关性假设。

意义：根据圆柱层无关性假设，可以将轴流式转轮分解成许多无限薄的圆柱层，再分别对每一个圆柱层进行研究，展开这些圆柱层便得到许多互不相关的平面和相对运动为势流绕流的直列叶栅。这样就将轴流式转轮内负暂的三元流动问题，简化为对平面无限直列叶栅绕流问题的求解。

分别简述两种轴流式水轮机模型综合特性曲线的特点。哪个在模型综合特性曲线上不作出出力限制线？为什么？

答：轴流定桨式水轮机的等效率曲线形状陡峭，随着单位流量Q11增加，效率变化很大。 轴流转桨式水轮机的转轮叶片和导叶之间组成的协联关系，使得高效率区域宽广，所以它能很好的适应水头及处理的变化。

轴流转桨式水轮机只有在叶片转角?和导叶开度很大时出力才会下降，轴流转桨式水轮机的最大出力主要受空化条件限制，由于他的空化性能较差，空化系数较大，不允许水轮机在气蚀条件差的工况下运行。因此在模型综合特性曲线上不作出出力限制线。

3.什么是飞逸转速过渡过程？为什么机组不允许在飞逸工况下持续运转？推到轴流式水轮机飞逸方程式？

答：当机组甩负荷而调速失灵倒水机构不能关闭，水轮机转速将迅速升高，直至达到该导叶开度下的飞逸转速Nr,这个过程称飞逸转速过渡过程。

因为飞逸转速产生离心力很大使机组转动部分受力严酷，特别是当装置的水头较高导叶开度较大时不安全。

水轮机发生飞逸是水流的能量都用来克服摩阻力矩，水轮机效率为零。所以Hm=0 由流量调方程推出nR??30RQ?ctg?r???ctg?0? 2??r?2?b0F?4.推导质点运动微分方程。

答：水流质点M1在流面上运动。该质点相对运动的速度为w1，经过dt时间后，自M1点运动至M2点，则它在流面上的位移为

M1M2?wdt

M1M2在轴面上的投影即为质点在轴面流线上的位移dldl=wmdt?vmdt (1)

M1M2在圆周方投影亦是质点在圆周方向的位移dLu

dLu?wudt??u?vu?dt?rd? (2)

式中d?为M1和M2所在轴向平面的夹角。 则有

dt?rd? u?vuvmrd? u?vuu?vudl vmr带入(1)中得dl? 或 d??在上式右半部乘除r，使其含有函数vur，又u??r，则可得

d???r2?vurvmr2dl

5、为什么轴流转浆式在模型综合曲线上不做出力限制线？

答：轴流转浆式水轮机只有在叶片转角?和导叶开度很大时出力才会下降，轴流转浆式水轮机主要受空化条件限制，由于它的空化性能较差，空化系数较大，不允许水轮机在气蚀条件差的工况运行，因此在模型综合特性曲线上不做出力限制线； 6、混流式水轮机绘制出力限制线的目的？

绘制出力限制线的目的是考虑到水轮机在最大出力下运行时，不可能按正常规律实现功率的调节，而且，在超过95%最大功率运行时，效率随流量的增加而降低，且效率降低的幅度超过流量增加的幅度，因此水轮机的出力反而减小了，从而是调速器对水轮机的调节性能较差。为了避开这些情况并使水轮机具有一定的出力储备，因此将水轮机限制在最大出力的95%（有时取97%）范围内运行。 7、简述旋转涡带的形成过程及防止措施。

答：过程：周期涡带的形成导致导叶出口水流不均匀，进而导致转轮进口不均匀，再加上导叶与叶片的相对位置的周期性变化,转轮的转速使转轮出口刘泰在周期内受到导叶的不稳地干扰，从而使尾水管中旋转水流在转轮的影响下形成偏心旋转，强制涡带加快了轴向速度，导致旋转涡带的形成。

防止措施：1)加隔断，消除环量，减少偏心涡带。2）向尾水管补气。3）选择较大装置空气系数。4）避振运行。

8、尾水管的作用有哪些？其恢复系数对高比转速和低比转速有何差异？减轻其振动的措施有哪些？ 答：措施：

1、改变水流的流动和旋转状况。如隔导流板。 5）向尾水管补气。

6）选择较大的装置空化系数。 7）避振运行。 作用：

4）将转轮出口水流引向下游。

5）利用转轮高处下游水面的那一段位能。 6）回收部分转轮出口动能。 尾水管恢复系数 ?W的表达式如下：

V52V22?(hw?)2g2g?w?V222g是实际恢复的动能与理想恢复的动能的比值,他表示尾水管内水头损

V失及出口动能越小，其值越高。表征了尾水管的质量。由于高比转速水轮机的出口动能22g2可达到总水头的40%左右，而低比转速却不到1%，以尾水管的恢复系数等于75%来估算，则高比转速水轮机尾水管的相对损失?=10%，而低比转速的仅为?=0.25%左右。由此可见尾水管对高比转水轮机起着十分重要的作用，因此可以看到尾水管对轴流式水轮机比对混流式水轮机更重要。

9.简述轴流式水轮机启动所需的条件。

答：1)减小启动时的轴向水推力，一般要求较大的导叶开度和叶片转角下启动； 2）顶起转动部分，使推力瓦面与镜板之间充油；

3）在瓦面上开设专门的静压油室，在启动过程中，从机外供油室供以高压油，使轴承处于静压工作状态，大大降低静压摩擦系数，使阻力矩减小，启动时间缩短。 10、简述切击式水轮机结构及主要工作部件，并说明其作用。

答：切击式水轮机主要由进水管，喷管，转轮，外调节机构，副喷嘴，机壳和排水坑渠组成。

进水管：引导水流，并将过机流量均匀的分配给各喷管。

喷管：主要由喷嘴，喷针和喷针移动机构组成。其作用是将水流的压力势能转换为射流 动能；起导水机构的作用。 转轮：实现能量的转换。

外调节机构：控制已离开喷嘴后的射流大小和方向。

副喷嘴：在机组停机过程中，为使转轮很快停下来，打开副喷嘴，从副喷嘴引出的射流冲击转轮水斗背面，作用与转轮产生一个与转轮旋转方向相反的制动力矩，使机组快速停机；防止机组产生飞逸。

机壳：确保在转轮中排出的不再做功的水排往下游而不溅落在转轮和射流上。

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