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1、水电站作业水轮机型号及主要参数的选择：已知某水电站最大水头Hmax=245m，加权平均水头Hav=242.5m，设计水头Hr=240m，最小水头Hmin=235m，水轮机的额定出力为12500kw，水电站的海拔高程为2030m，最大允许吸出高Hs-4.0m。要求：1、 选择两种机型（HL120-38，HL100-40）进行选择。2、 对选择的机型进一步绘制其运转特性曲线， （一）水轮机型号的选择 根据题目条件已知要用HL120-38和HL100-40型水轮机进行选择，对比计算分别如下：（二）水轮机主要参数的计算HL120-38型水轮机方案主要参数的计算1、转轮直径的计算式中：同时在附表1中查得
2、水轮机模型在限制工况的效率，由此可初步假定水轮机在该工况的效率为将以上各值代入上式得选用与之接近而偏大的标准直径。2、效率修正值的计算由附表一查得水轮机模型在最优工况下的，模型转轮直径，则原型水轮机的最高效率可依下式计算，即 考虑到制造工艺水平的情况取；由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型基本相似，故认为，则效率修正值为：由此求出水轮机在限制工况的效率为：（与原来假定的数值相同）3、 转速的计算式中有附表一查得在最优工况下的，同时由于所以可以忽略不计，则以代入上式得：选用与之接近而偏大的标准同步转速。4、 工作范围的验算在选定的、的情况下，水轮机的和各种特征水头下相应的值分别为：则水轮机
3、的最大引用流量为：对值：在设计水头时在最大水头时在最小水头时在HL120型水轮机的模型综合特性曲线图上，分别画出 和的直线，如图所示。可以看出这些直线所标出的水轮机相似工作范围（阴影部分）基本上包括了特性曲线的高效率区，所以对选定的直径、还是比较满意的。但还需和HL100方案作比较。5、 水轮机吸出高的计算有水轮机的设计工况（，）在图上可查得相应的汽蚀系数；由设计水头，在2-16图上查得，则可求得水轮机的吸出高为：HL100-40型水轮机方案主要参数的计算1、转轮直径的计算式中：同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况的效率，由此可初步假定水轮机在该工况的效率为将以上各值代入上式得选用与之接近而
4、偏大的标准直径。2、效率修正值的计算由附表一查得水轮机模型在最优工况下的，模型转轮直径，则原型水轮机的最高效率可依下式计算，即 考虑到制造工艺水平的情况取；由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型基本相似，故认为，则效率修正值为：由此求出水轮机在限制工况的效率为：（与原来假定的数值相同）3、 转速的计算式中有附表一查得在最优工况下的，同时由于所以可以忽略不计，则以代入上式得：选用与之接近而偏大的标准同步转速。4、 工作范围的验算在选定的、的情况下，水轮机的和各种特征水头下相应的值分别为：则水轮机的最大引用流量为：对值：在设计水头时在最大水头时在最小水头时在HL100型水轮机的模型综合特性曲线
5、图上，分别画出 和的直线，如图所示。可以看出这些直线所标出的水轮机相似工作范围（阴影部分）基本上包括了特性曲线的高效率区，所以对选定的直径、还是比较满意的。但还需和HL120方案作比较。5、 水轮机吸出高的计算有水轮机的设计工况（，）在图上可查得相应的汽蚀系数由设计水头，在2-16图上查得，则可求得水轮机的吸出高为：水轮机方案的分析比较为了方便比较，现将两种方案的有关参数列于下表中序号项目HL120HL100模型转轮参数推荐使用的水头范围（）最优单位转速最优单位流量限制工况单位流量最高效率设计工况汽蚀系数18025062.532038090.50.06423032061.522530590.5
6、0.042原型水轮机参数工作水头范围（）转轮直径转速最高效率额定出力最大引用流量吸出高度2352451.0100093.5125005.879.82352451.2100093.9125005.984.5从上表中看出，两种不同的机型方案在同样水头下同时满足额定出力的情况，HL120与HL100相比较来看，HL100 它具有效率高工作范围好、汽蚀系数小等优点，这可以提高水电站的年发电量和减小厂房的开挖量。而HL120的优点仅表现在水轮机有较小的转轮直径，可以选用较小尺寸的发电机节省水电站投资。由此可选择HL100型水轮机。HL10040型水轮机运转特性曲线的绘制1、 基本资料转轮的型式HL100
7、-40转轮的直径和转速、额定转速特征水头、水轮机的额定出力水轮机安装处的海拔高程2、等效率曲线的计算由于水电站的水头变化范围较小，现取4个水头，即、，按以上所述方法及例题中有关的数据，列表分别进行计算， HL100型水轮机等效率曲线计算表格780.17580.47.6 780.17780.47.6 800.19182.48.5 800.19482.48.6 820.21884.410.0 820.22484.410.1 820.26584.412.1 820.26284.411.8 800.27882.412.4 800.27682.412.2 780.29480.412.8 780.2928
8、0.412.6 5%出力限制线上的点78.20.29280.612.7 780.29180.412.5 780.18380.47.7 780.19480.47.9 800.20382.48.8 800.22482.49.4 800.2782.411.7 800.25682.410.7 780.28780.412.1 780.27880.411.4 5%出力限制线上的点77.70.29180.112.2 760.2978.411.63、等吸出高曲线的计算也按前面的方法和题目中有关的数据列表以不同的水头分别计算。HL100型水轮机等吸出高曲线计算表格24576.70.020.0250.030.03
9、50.0450.0550.2160.2250.2320.2570.270.2769.9510.410.7511.8512.212.350.0290.0340.0390.0440.0540.0647.1058.339.55510.7813.2315.680.64 -0.59 -1.81 -3.04 -5.49 -7.94 243770.020.0250.030.0350.0450.0550.2150.2250.2320.2570.270.2769.710.1510.511.6512.0512.20.0290.0340.0390.0440.0540.0647.0478.2629.47710.692
10、13.12215.5520.70 -0.52 -1.73 -2.95 -5.38 -7.81 24077.50.020.0250.030.0350.0450.0550.2130.2240.230.2570.2690.2769.39.8510.111.311.6511.850.0290.0340.0390.0440.0540.0646.968.169.3610.5612.9615.360.78 -0.42 -1.62 -2.82 -5.22 -7.62 23578.30.020.0250.030.0350.0450.0550.2080.2220.2290.2560.2690.2768.79.39.610.711.1511.350.0290.0340.0390.0440.0540.0646.8157.999.16510.3412.6915.040.93 -0.25 -1.42 -2.60 -4.95 -7.30 2、 绘制水轮机运转特性曲线由表中的数据可绘制出水轮机的工作特性曲线。
