水轮机复习题 doc88

一、填空题

1水轮机按空蚀发生的部位通常可分为：翼型空蚀，间隙空蚀，局部空蚀，空腔空蚀四种空蚀现象。

2两个水轮机相似时必需具备：几何相试，运动相试，动力相试 。 3水轮机的基本工作参数主要有水头，流量，转速，出力，效率 。 4根据应用水头不同，水轮机蜗壳分为：金属蜗壳，混凝土蜗壳二种 5以单位转速，单位流量为纵、横坐标轴的特性曲线称为模型综合特性曲线，以水头，出力为纵、横坐标轴的特性曲线称为运转综合特性曲线。 6水轮机最优工况的理论条件为进口无撞击损失和出口无涡流损失。 7水轮机转轮中的水流运动是相对运动和牵连运动的合成。

8应用水头越小流量越大，水轮机比转速越大，其能量性能越高，汽蚀性能越差。

9水轮机分为反击式和冲击式两大类。

10混流式水轮机的转轮由上冠，叶片，泄水锥，下环组成。 11气蚀现象包括了空化和空蚀两个过程。

12尾水管恢复系数是尾水管总长和进口直径之比.

13空蚀对金属表面的侵蚀破坏有：机械作用，化学作用，电化作用。 14轴流转浆式水轮机的效率修正值与转轮直径有关。

15转速测量的目的：确定水轮机试验工况，测定水轮机转速特性，用于功率计算。

16水电站中通过水轮机将水能转变成旋转机械能，再通过发电机把旋转机械能转变成电能。

17金属蜗壳按其制造方法有：焊接，铸焊和铸造三种。

18水斗式水轮机的过流部件：喷嘴，喷针，转轮，折向器。机壳。 19在反击式水轮机中：混流式应用最广，贯流式应用水头最低。

20水流在出口出的能量损失包括：喷嘴损失，斗叶损失，出口损失，容积损失，机械损失。

21水流对翼型作用大小由翼型周围的速度环量决定。 22比转速越高，空化系数越大，转轮埋置越深。

23为提高水斗式水轮机转速；提高水头高度，减少机组尺寸，降低机组造价。

24转桨式水轮机的飞逸除导叶开度因素外，还与转轮桨的转角有关

二、判断题

（x）1ZZ式水轮机保持协联关系时的单位飞逸转速较不保持协联关系时的单位飞逸转速大

（x）2水轮机的工作水头等于水电站的上下游水位之差。 （x）3发电机的效率是水轮发电机出力与水流出力之比。 （ ）4水轮机输出有效功率的必要条件是进口环量必须大于出口环量。 （ ）5一般情况下轴流式水轮机的叶片数比混流式少。 （ x ）6反击式水轮机是靠水流的动能做功的 。 （ x）7水轮机的最大容许吸出高度应选择各水头下吸出高度的最大值。 （ ）8混流式水轮机比转速越高，转轮叶片越少。

（ ）9尾水管补气的主要目的是消除和减轻尾水管的空腔空化 （ ）10水轮机的比转速越高，其应用水头越小。 （ x）11效率相等的水轮机工况一定是相似工况。 （ x ）12冲击式水轮机转轮是整周进水的。

（ x ）13混流式水轮机转轮内的水流轴面流线是近似与水轮机轴线保持平行的直线。

（ x ）14主流式水轮机导叶高度随水头提高而增大。

（ x ）15等叶片转角线是混流式水轮机模型综合曲线的组成部分。 （ x ）16由于尾水管能够使水轮机转轮出口处水流能量有所降低，故尾水管能创造能量。

（ ）17吸出高度Hs越小，水轮机的安装位置越低。

（ ）18无撞击进口是指水流的相对速度与叶片进口骨线的切线方向一致。

（ ）19冲击式水轮机工作轮在与水流进行能量交换时，仅接受了水流的动能。

（ x ）20喷嘴是反击式水轮机的部件。

( X )21对于反击式水轮机高比转速水轮机在偏离最优工况时效率下降比低转速水轮机慢

（ ）22轴流转将式水轮机的最大出力主要受空化条件限制，因此在模型综合特性曲线上不作出力限制线 三、名词解释题

1水轮机工作水头:指水轮机进口和出口截面处单位重量的水流能量差，单位为m.

2水轮机的效率：水轮机出力P与水流出力之比。

3水轮机蜗壳包角：蜗壳自鼻端到进口断面所包围的角度。

4流量：单位时间内通过水轮机某一既定过流断面的水流体积符号Q,

5混流式水轮机标称直径：指其转轮叶片进水边的最大直径。

6空化：当液体温度一定时，降低压力到某一临界压力时，液体会汽化或溶解液体中的空气发育形成空穴。

7空蚀：由于空泡的溃灭，引起过流表面的材料损坏。

8水轮机几何相似；俩台水轮机从蜗壳进口到尾水管出口的过流表面对应线性尺寸成比例且对应角相等。

9运动相似：两台水轮机所形成的液流，相应点出的速度同名者方向相同，大小成比例，相应的夹角相等。

10动力相似：两个水轮机所形成的液流中各相应点所受的力数量相同，名称相同且同名方向一致，大小成比例。

11导叶出口角：导叶出口处骨线与圆周方向的夹角。

12轴流转桨式水轮机的协联工况;调节导叶开度的同时调整叶片的转角 14水轮机的导叶开度(a0)：水轮机在流量调节过程中导叶安放位置的一个参数。它的大小等于导叶出口边与相邻导叶之间的最短距离。

15水轮机的空化系数(σ)：衡量水轮机性能好坏的两个重要参数：一个是效率参数表示能量性能；一个是空化系数表示空化性能。

16水轮机的比转速：在1m水头下运转，恰好能打出1KW的功率此时水轮机的转. 四、论述题

1、反击式水轮机导水机构的作用是什么？引水室的作用是什么？尾水管的作用是什么？

调节水轮机的流量和出力；。尽可能减少水流在引水室的水力损失以提高水轮机效率，保证水流往导水结构四周均匀进水，将水流顺畅且轴对称地引向导水机构。；将转轮出口水流引向下流，利用下游水面至转轮水轮机出口的高程差形成转轮出口处静力真空，回收转轮出口的部分动能并将其转换为转轮出口动力真空。 2防止水轮机汽蚀主要有哪些措施？

改善水轮机的水力设计，提高加工工艺水平采用抗蚀材料，改善运行条件并采用适当的运行措施。

3、混流式水轮机运转综合特性曲线有哪些曲线组成？出力限制线有何意义？

水轮机运转综合特性曲线是在转轮直径D转速n常数时,以水头H出力P和纵横坐标的n=f（P,H）等效率线,出力限制线和等引出高度H=f(p,h)曲线。

出力限制线表示水轮机在不同水头下可以打出或允许打出最大出力，在

水轮机与发电机配套的情况下，水轮机出力受发电机的额定容量的限制 等引出高度先表达水轮机在各运行工况下的最大允许引出高度H。 4、水轮机基本方程式的物理意义是什么？

给出了水轮机有效水头与转轮出口水流运动参数之间的关系，实质上表明了水轮机中水能转换为转轮旋转机械能的基本平衡关系，是自然界能量守恒的另一种表现形式。

7、什么叫飞逸现象、飞逸转速？有何危害？

飞逸现象；水电站中工作的水轮机在正常运转时是维持额定转速的。如果水轮机突然丢弃全部负荷，发电机输出功率为零，且此时恰逢调速机机构失灵或某种原因导水机构不能关闭时则水轮机转速将迅速升高为飞逸现象。

当水轮机转轮所产生的功率与转轮升高相应的机械损失功率相平衡时转速达到某一稳定最大值此时转速即为飞逸转速。

危害是：产生较大的进口撞击损失和出口动能损失，能量转换效率降低 水轮机的轴承摩擦风损，水中圆盘损失迅速变大。 五、计算题

已知美国大古力水电站的机组型号为HL200-LJ-975，导叶高度 ，其设计参数为：设计水头为108m，N=60.2万kW，机组额定转速为72rpm， ，水轮机效率， ，试绘制叶片进、出口速度三角形。

1、已知水轮机为HL240—LJ—120，水电站的Hmax=37m, HP=31m, Hmin=25m,尾水位为180 m，各水头对应的气蚀系数为：Hmax时， ，HP=31m时， ，Hmin=25m时， 。坐环高度b0=0.365D1，确定水轮机的安装高程。

解：1）计算吸出高度（取K=1.5） 2）计算安装高程，

?已知水轮机型号为HL220-LJ-410，设计水头为73m，导叶高度 ，水电站下游水位 =110m，水轮机汽蚀系数 。试求水轮机吸出高度和安装高程应为多少？

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